智能系统

随着终端数量和业务需求的增长，2018年5月建设了新一代主配一体化电网运行智能系统。 主配一体化OCS综合利用多种通信方式，与GIS、OMS、配用电等系统交互数据，实现对配电系统的监测与控制，支撑配电网“可观、可测、可控”。 系统的规划按照一体化电网运行智能系统（OS2）的总体架构、标准和功能要求开展建设，实现一体化、模块化、智能化。系统配置了SCADA、WEB浏览服务、配网仿真、馈线自愈、配网潮流计算等高级应用。

南方电网建成“八交十直”西电东送通道，主网架交直流并联、云南异步联网，运行方式复杂多变，自然灾害频发，是世界上最复杂、发展最快的特大电网之一。为保障电网安全运行和五省区高可靠供电，迫切要求电力二次系统架构更加统一与开放，信息更加全面与集成，功能更加智能与强大。各专业建设了数量庞大的二次系统，解决了业务问题，也带来系统分散、功能重复、信息孤岛、标准化和智能化程度低等新问题。 项目提出电力二次一体化的全新技术思路。联合产学研用 20 余家单位，建设一体化电网运行智能系统（OS2）。攻克了一体化架构、统一开放平台、智能集成装置、大电网运行综合驾驶等世界性难题。本项目主要创新点①提出电力二次一体化体系架构，为构建 OS2 系统，实现电力系统发输配用各环节、网省地及厂站多层级多专业信息融合、资源共享、动态扩展奠定了基础；②提出集成虚拟化资源、平台服务族、全景建模运行数据中心、运行服务总线等的全服务化统一平台，实现了数据、画面、应用服务的贯通与共享；③研发分布式多插件和高速背板总线架构、多业务协同的智能远动机，实现了厂站端设备集成的纵向一体化业务整合与智能互动；④提出电网实时多维 KPI 体系和运行驾驶舱技术，构建了基于 KPI 监视、多主题电网全景展示、“一站式”集中操控台的人工驾驶环境，以及基于多时序多目标自动控制的自动驾驶环境。 本项目授权发明专利 62 项、实用新型专利 1 项、软著 9 项，发表论文 57 篇，完成国标 1项，参与完成国标 5 项，完成行标 1 项，参与完成行标 14 项，完成《南方电网一体化电网运行智能系统》系列企标 76 项。鉴定委员会一致认为该成果整体处于国际领先水平。二次一体化开放体系是支持大电网一体化运行的新一代基础架构，兼顾电网实时运行、综合分析、智能调控等各种需求，也符合云平台、大数据、物联网等新技术方向。开放平台激发了大众创新热情，推动了我国电力二次装备制造产业升级。

介绍了下一程工业智能的核心内容从图像识别等视频、语音数据为主一般性性应用过渡到以工业生产实时数据为主的深层次应用，进而介绍基于工业生产大数据的智能化的方式、方法。简单介绍了智能系统的部署方式及与自控系统之间协调操作的关系；分析了在不同的工业组织、功能需求及网络要求下，工业智能应该采用的不同形式的工业互联网的网络架构。

人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是一门研究如何使计算机能够模拟人类智能行为的科学和技术，目标在于开发能够感知、理解.学习、推理、决策和解决问题的智能机器。人工智能的概念主要包含以下几个方面:(1)人工智能的目标是模拟人类的智能行为。人工智能致力于使计算机能够像人类一样感知世界、理解信息、进行学习和决策，涵盖视觉、语音、自然语言处理、机器学习等领域的研究和应用。(2)人工智能的学习能力。人工智能强调计算机能够从数据中学习，并根据学习的结果不断优化自己的性能。机器学习是人工智能的重要分支，涉及到许多算法和模型，如监督学习、无监督学习、强化学习等。(3)人工智能可以解决问题。人工智能的一个主要目标是使计算机能够解决各种复杂问题，包括图像识别、语音识别、自然语言处理、自动驾驶、医疗诊断等。通过深度学习等技术，计算机可以从大量数据中提取有用的信息，从而实现更高效的问题解决方法。(4)人工智能的自主性与多样性。理想的人工智能系统应该能够独立地进行学习、决策和行动，而不需要持续的人类干预。人工智能涉及到多个子领域，包括机器学习、计算机视觉、自然语言处理专家系统、智能控制等。这些子领域有着不同的研究方法和技术，共同构成了人工智能的多样性。人工智能的发展不仅涉及到理论研究，还需要大量的实践和应用,随着计算能力和数据量的增加，人工智能在各个领域都有了显著的应用，包括自动驾驶、智能语音助手、推荐系统、医疗诊断、金融风控等。人工智能的发展将深刻地影响人类社会的方方面面，同时也带来了一系列的伦理和社会问题，需要人们共同思考和解决。

积极响应国网公司机械化施工，以机器视觉、人工智能及物联网技术为技术手段，融合深度学习、模式识别、环境感知、定位导航、同时定位与建图、优化控制、障碍物感知、实时路径规划算法，结合视觉及激光雷达传感器、5G网络、边缘计算等技术手段的应用，打造室内电气系统安装智能终端与物联网平台，实现终端机器人智能感知、无人作业、数据远程处理，云端决策，大幅提高安装效率，减少安全事故的发生，全面提升室内电力安装智能化、信息化、无人化水平。 1.基于机器视觉与物联网的室内电气系统无人智能化安装解决方案； 2.实现人工智能终端自主定位导航，环境感知以及后台大数据处理，云端在线监测，故障预判与远程解决等技术在室内电气设备系统安装中的应用；

本项目在国内首次实现单相电子表自动检定流水线与智能仓储整体综合设计建设，是电能计量检定领域一项技术创新成果，彻底改变传统人工检定及仓储管理模式，将以往独立的耐压检定、通信检测、误差检定、功耗检测全面整合到一条流水线中。检定人员只需通过软件操作，仓储堆垛机即可将待检表送到检定流水线入口，由机器人自动上料，电表自动流转，耐压及误差检定自动接线，通信检测自动开盖，检定后自动区分合格及不合格电表，并分别自动粘贴标签，机械手自动组箱回库，再由堆垛机分别送至仓储不同区域，全过程无人工干预。同时实现计量资产管理、计划管理、数据管理信息化、智能化，有效解决人工检定及仓储管理水平效率低下、计量资产全生命周期管理能力不强等严重制约计量发展的实质性问题。通过本项目建设，消除人为和地域因素引起的检定质量差异，提升检定和配送工作质量、效率和计量管理水平，提高计量的透明度、公信力。

本项目属于电气工程学科，涉及变电设备中数据采集、传输、集成和应用等关键技术环节，国内科研、设计、制造、运行等单位联合参与攻关。项目以信息流全链条为视角，攻克了变电二次设备终端可靠、多源时钟同步、异步数据采样等关键性技术难题，研究数据流的灵活可控、全过程可视及智能诊断技术，破解以设备为对象的多态、多专业、多维度异构数据统一建模难题，建立了主站-变电站-终端级的层次化协同应用体系，实现数据“准确采集、可靠传输、全景集成、协同应用”，提升对大电网运行控制和设备精益化运维的技术支撑能力。项目首次建立了基于数据质量全过程控制的变电设备协同运行数据支撑技术体系和系统架构体系，在变电站整体集成设计方法、层次化保护控制技术、数字化采集传输技术、智能分析技术、工程建设技术等方面实现创新与突破。 研究背景大电网技术的发展和电力体制改革的深入推进，对电网的安全稳定运行和高效运维提出了更高要求。输变电设备作为智能电网电力传输和控制的核心节点，是实现能源接入电网和连接用户侧的重要支撑。输变电二次设备以信息共享为根本理念、以网络化传输作为实现手段、以数据作为基本载体，既承担着保护、计量、控制、监测等重要业务的实现，又是构筑电网安全三道防线的基石平台。南方电网提出发展“智能、高效、可靠、绿色”变电站的战略目标，并制定了3C绿色智能变电站、一体化电网运行智能系统（oS2，Operation Smart System）相关技术标准作为智能变电站建设的指南，但在数据全过程管控与全景信息协同应用方面还缺乏坚强的技术支撑。

该科技创新的实践应用，实现了燃料日常工作规范化、数字化、自动化，降低了燃料人员劳动强度。确保了燃料量质价数据的真实性、可靠性、实时性、精准性，提升了火电企业整体燃料管控水平及集团化战略决策能力与集中管控能力。该管控流程通过规范燃料业务流程、改造燃料设备、采集原始数据、建设软件平台、加强过程控制等系列行之有效的管控措施，杜绝了关键环节人为干预，实现燃料业务过程全流程闭锁管控，有效解决了燃料管控难的问题，有效防御了燃料管理关键环节关键岗位的廉政风险。 该科技创新成果，提高了燃料质检的公平公正性，通过该重大项目建设，在全集团建立了公平公正燃料质检体系，电厂及供应商诚信度都得到了较大提升。实现了科学节能减排，通过数字化煤场建设，建立了精细化收耗存对应量质价管理，为配煤参烧及智能采购提供了科学依据，为科学节能减排做出了新的贡献。

配电房作为连接电网和用户的关键节点，是电网运行维护的重要环节，在能源互联网技术高速发展的背景下，传统配电房运维管理模式已无法满足用户需求和电网精益化管理要求，配电房内部环境相对复杂，易发生设备状态异常，对人工专业性要求较高。同时生产环境未有效监控，对异常数据的发现不够及时。此外，专业数据分散在不同的系统当中，导致设备联动受限，这给配电房运行维护带来极大不便。 管控系统的建成与成功应用，助力构建完成泛在感知与辅助决策共存的新型全感知配电房。该系统充分利用数字孪生、人工智能、边缘计算等现代信息通信新技术和设备，深度契合能源互联网建设需求，重点解决电力基础设施之间的泛在物联、数据感知、通信传输、运维管理问题，统筹感知层、网络层、平台层和应用层关键技术，建设赋能平台、边缘物联代理、数字孪生模型、环境物联感知体系、保电安防架构等内容。 基于电力物联网技术的多维感知与智能管控系统融合运维管理赋能平台、边缘物联代理、各类感知元件等设备于2019年6月在国网浙江省桐乡供电公司正式投入使用并安全运行至今。该智能系统的建立有效实现了感知层数据的泛在接入、不同专业数据的同源协同以及设备工况和环境状态的自主研判，利用大数据、数字孪生等工业互联网先进技术主动预警出对可靠、稳定和安全运行具有影响的高风险异常因素，得出在线设备的潜在关联性，丰富数据训练样本，为后续配电房智能监管决策提供参考依据。 项目授权专利10项，发表论文9篇，开发定制边缘物联代理1套，开发运维管理赋能平台1套，开发数字孪生模型1套。经专家评审，项目创新成果达到国际领先水平。

首先，面向工业4.0的智能系统，介绍了CPS的概念和内涵本质，分析了当前工业控制系统存在的不足，指出建立信息物理模型才是实现新一代智能系统的核心技术。其次，介绍了燃煤电厂利用生产大数据构建锅炉燃烧模型，利用该模型实现燃煤机组在不同煤种、不同负荷，乃至机组设备劣化后的控制参数调整，取得超乎想象的降低煤耗的成功案例。最后，阐述了CPS与控制系统的关系，CPS应用架构，指出类似于DCS是第三次工业革命的核心技术形态，CPS将是第四次工业革命的核心技术形态，CPS在未来工业领域的应用将具有高度普适性。