电力人工智能能力平台的研究与应用-电力技术讲座课件

1目录研究背景第一部分第二部分电力人工智能能力平台介绍2第三部分优势及典型案例3背景及意义国家人工智能发展战略2020年，国务院常务会议、中央深改委会议、中央政治局会议等顶层会议先后提及

“新基建”建设，将人工智能等七项领域定位为科技端的新型基础设施。XX公司董事长毛伟明表示，“中央部署的‘新基建’涉及5G网络、特高压、城际高速铁路和城际轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网等七个领域，都与公司工作密切相关”，要“积极拓展人工智能在设备运维、电网调度、智能客服等方面的应用”。XX背景2019年XX公司启动人工智能基础支撑能力建设专项工作。2020年XX公司下发《国家电网公司2020年互联网专业工作要点》和《公司人工智能技术应用2020年工作方案》。XX信产集团、中国电科院等单位全程参与总部互联网部牵头的人工智能平台建设及应用顶层设计、人工智能平台架构及技术标准规范、人工智能技术应用2020年工作方案、人工智能技术应用指南、人工智能平台架构设计等相关材料的编制工作。42019年人工智能基础支撑能力建设XX公司2020年互联网专业工作要点5经营管理领域安全与控制领域配用电领域输变电领域新能源领域人工智能+输变电领域快速实现故障定位与研判降低运维成本提高运检效率配用电领域高效实现城市电缆隧道巡检及配电线路巡检提升营销服务水平优化用电服务体验安全与控制领域实现对于电网故障的原因查找定位和智能研判提升电网运行管控水平提高企业经营决策水平有效防范经营风险提高公司核心竞争力经营管理领域提升目标应用领域发布《新一代人工智能计划》开展人工智能关键技术研究各专业结合需求试点开展研究应用应用场景覆盖基础技术创新分散到整合XX公司围绕输、变、配、用、安全控制、经营管理及新能源领域已陆续开展多项基于人工智能技术的研究及试点应用。下一阶段，在进一步深化试点应用成果的同时持续深化人工智能基础技术创新，实现人工智能电力应用“分散到整合”的建设成为必然趋势。进展情况发展趋势运算智能感知智能认知智能2020年4月29日，XX信通产业集团“人工智能白皮书暨人工智能能力平台三周年成果发布会”在京举行。6为满足公司各单位人工智能应用需求，XX公司提出“两库一平台”架构，包括样本库、模型库、人工智能平台（训练环境、运行环境）。目前已有9家省公司部署人工智能平台，其中采用信产集团平台3家，市场份额占有率第一。安徽、辽宁、天津公司已完成信产集团平台运行环境部署，另外福建、四川正在进行部署。研究背景目录研究背景第一部分第二部分电力人工智能能力平台介绍7第三部分优势及典型案例2015年8研究基础研发实力国家电网公司人工智能联合实验室第一个电力人工智能院士工作站（杨善林院士）信产集团电力人工智能创新中心中国声谷人工智能产业联盟单位北京博士后科研工作站北京市企业技术中心合肥市工业设计中心2018年 A2019年 B2020年 C2019年 D2018年 E2019年 F2018年G获奖情况★XX输电无人机巡视图像识别技术比武第一（2019.12）“电力用户智能画像技术及应用”

获第七届吴文俊人工智能科技进步一等奖国家电网有限公司科技进步二等奖1项省公司级科技进步三等奖4项“电力文本智能分析系统”

获中国中文信息学会组织的CHIP2019自然语言处理技术评测二等奖风采展示“

N”即基于三个产品系列形成的N款人工智能应用产品“1”即电力人工智能平台打造集团统一的AI能力开放平台（后台“云脑”），其中包含了智能语音、人脸识别、图像识别、自然语言处理等若干能力“4”即四个数据资源库四个数据资源库，既电力语音库、图形图像库、文本库和视频库“3”

即基于集团AI品牌“思极智”延伸的智服、智巡、智策三个产品系列“智服”系列重点面向营业厅、客户服务等场景，产品主要包括营业厅服务机器人、智慧客服机器人、财务服务机器人等“智巡”系列重点面向输变配电巡检、机房巡检、地下管廊等场景，产品主要包括输电线路巡检无人机，变电站、配电室、隧道、机房巡检机器人及系统等“智策”系列重点面向企业经营管理等场景，产品包括数字化文档审计、智能防窃电等终端产品将采取“家族式”外观设计，9

构建统一的标识和外观特征形象93三个产品系列4四个数据资源库1统一AI能力开放平台NN款人工智能应用产品电力人工智能平台智服智巡智策电力语音库图形图像库文本库视频库

数据中心巡检营业厅智能机器人智慧客服输电线路巡检智慧变电站文档智能化评审智能反窃电系统智能财务机器人隧道巡检智慧工地配电室巡检人工智能业务体系XX信通产业集团结合对电力人工智能领域应用场景需求研究，梳理形成人工智能“1+4+3+N”业务产品体系。1即统一的人工智能平台，依靠平台沉淀电力语音库、图形图像库、文本库和视频库4个资源库，基于平台构建智巡、智服、智策3个产品系列，打造N款人工智能产品。人工智能成果发布会10发布会现场照片信产集团响应国家与XX公司新基建战略，秉持“互联共享，让能源更智慧，让生活更美好”的发展使命，提前谋划、全面统筹，加快人工智能的应用与发展，助力XX公司实现新战略目标。4月29日，集团组织召开主题为“AI赋能新基建，助力新发展”的集团人工智能白皮书发布暨人工智能能力平台三周年成果发布会，本次发布的是第一个电力人工智能能力平台。信产集团人工智能白皮书平台建设规划电力人工智能能力平台依托XX公司人工智能技术应用标准规范体系建设，基于XX云提供的基础设施，向上为业务中台提供以API、SDK等形式的电力专有能力及通用AI能力，全方位支撑业务应用，向下通过边缘智能服务下沉模型到边缘端，实现电力人工智能云-边-端协同。平台与总部样本库和模型库无缝连接，实现模型和样本的共建共享。根据用户需求，平台支持灵活可定制化的多种部署方式。11应用开发机制应用对接机制运营服务模式总部两库一平台共建共享基础资源业务中台国 网 云数据中台设备运维安全管控客户服务企业经营电网调度标准规范体系能力输出电力人工智能能力平台模型评价模型管理模型库样本库训练平台运行平台…样本标注样本管理…模型训练模型发布…模型部署服务提供…业务数据云边协同套件数据交互模型下发 结果上传边侧模型下发

识别结果端侧力成本，为企业赋能。云边协同一体化平台提供AI组件云服务模式，同时将AI能力下沉到物联感知设备中，提供AIoT边缘计算能力。接入标准化面向上层应用提供统一的数据接入及AI服务接口调用。应用多样化平台面向输电、变电、配电、用电、企业经营等多业务领域服务应用。服务智能化提高设备智能化水平，降低服务人平台架构电力人工智能平台总体架构设计可分为基础层、技术层、能力层、接入层和应用层。基础层包括数据资源、计算资源，是底层基础；技术层包含机器学习、深度学习算法及训练平台；能力层基于技术层算法形成面向不同领域的应用技术；接入层由统一的运营服务对上层应用提供开放的API及SDK服务接口；应用层则主要是人工智能面向电力业务领域提供智能化辅助应用。基础层能力层（模型库）基础管理技术层算法库训练平台样本库数据资产智能语音声纹识别语音合成语音识别知识图谱构建Faster-RCNNSVMSSDSVDYOLOPCAOLS…TensorFlowMXNetCaffeTheanoPyTorchCNTKKerasNeonLasagn…非结构化数据存储结构化数据存储数据信息管理数据预处理数据标注…资源监控资源调度安全认证模型配置参数配置…别关键词自然语言处理知识图谱 智能搜索实体标注 关联检索

全文检索智能推荐 热点监控应用层接入层API 运行平台 SDK运检 营销 物资 基建 财务 经营管理 调度 …计算资源CPU服务器GPU服务器…通用技术能力（按需扩展）数据资产人脸识别人脸比对活体检测人脸识别控专业技术能力（按需扩展）输电线路图像识 变电站智能监控

现场作业安全管鸟巢异物 巡检故障诊断 着装导地线 设备状态识别 作业规范金具 变压器声纹监测 作业无监护…

… …

… ……数据资产OCR证件识别票据识别通用识别词法分析

句法分析12SG-UAP

无缝融合AI人脸识别OCR语音识别自然语言人工智能组件13SG-UAP

无缝衔接华为云集成平台基于SG-UAP架构，可无缝实现在华为云、阿里云上线部署，同时针对华为云、阿里云平台通用能力组件实现封装集成。核心算法能力平台可面向输电、变电、配电以及安监等业务场景，包含基于Faster-RCNN、YoloV3、FPN、SSD、MobileNet等6类算法模型库，形成20个输电模型、28个变电识别模型以及10大类现场作业模型。缺陷类型序号缺陷类型细分算法类型识别效果防震锤1防震锤损坏Faster-RCNN>75%2防震锤滑移3防震锤倾斜均压环4均压环损坏SSD>80%5均压环滑移6均压环倾斜异物7鸟巢Faster-RCNN>90%8悬挂异物导地线9导地线断股DenseNet>65%10导地线断线细小金具11螺栓缺销子FPN/YOLOV3>60%12螺栓缺螺母>60%绝缘子13绝缘子自爆YOLOV3>80%14绝缘子污秽通道15烟雾、山火Faster-RCNN>95%16塔吊、吊车Faster-RCNN>90%锈蚀17导地线锈蚀MobileNet>60%18细小金具锈蚀附属设施19防鸟设施损坏Faster-RCNN>80%20标识牌损坏、脱落缺陷类型序号缺陷类型细分识别效果状态识别1表计读数异常>75%2呼吸器油封油位异常>70%3硅胶变色>92%4开关柜压板合>95%5开关柜压板分>95%安全风险6越线闯入>92%7未带安全帽>94%8未穿工装>95%9吸烟>85%缺陷识别10表记模糊>75%11表盘破损>70%12外壳破损>75%13绝缘子裂纹>65%14绝缘子破裂>85%15表面污秽>70%16部件表面油污>60%17地面油污>78%18金属锈蚀>65%19硅胶桶破损>75%20箱门闭合异常>85%21挂空悬浮物>88%22鸟巢>90%23门窗墙地面损坏>73%24盖板破损>80%25构架爬梯未上锁>90%变压器声纹识别26变压器事件检测>86.60%27变压器偏磁工况预测>86.60%红外图像识别28红外图像识别>90%缺陷类型序号缺陷类型细分识别效果现场作业反违章行为识别1未佩戴安全帽>85.1%2未戴安全带>78.4%3警戒区闯入>86.2%4作业无监护>89.7%5作业现场无人>94.1%6规范着装>86.7%7现场吸烟>80.2%8登高>80.1%9塔吊、吊车>95.6%10施工机械现场>96.3%输电变电安监14目录建设背景第一部分第二部分电力人工智能能力平台介绍15第三部分优势及典型案例平台特点及优势16平台提供电力专业人工智能算法模型无缝对接总部“两库一平台”提供定制化的运营服务平台完美兼容语音识别、OCR识别等通用能力组件支持定制化开发第三方AI组件纳管能力强大电力人工智能平台通过CNAS测试模型管理模型管理模型部署模型发布通用AI组件语音识别OCR识别知识图谱人脸识别电力人工智能能力平台模型管理通用AI组件数据样本管理电力专业AI组件电力专业AI组件输电线路智能巡检组件变电站智能监控组件智能安全监察组件数据样本管理数据标注数据分类数据上传数据运营平台特点：产品优势：平台示范应用（安徽）安徽电力-人工智能平台依托电力人工智能平台，支撑XX安徽电力开展2019年人工智能基础支撑能力建设任务，构建人工智能基础支撑能力组件，并进行现场作业安全管控验证应用，实现电力一线班组在高风险作业场景下的安全管控。目前系统已在安徽电力全省统推，覆盖安徽16个市、72个县。现场作业安全管控系统调用部署在安徽电力本部的电力人工智能平台能力，实现对作业现场，人员行为、着装等作业规范进行实时监测预警。反违章作业识别分析17平台示范应用（辽宁）依托电力人工智能平台，支撑XX辽宁电力开展2019年人工智能基础支撑能力建设任务，开展智能营业厅的建设，可推动实体供电营业厅以及服务大厅布局优化和功能升级。在营业厅及服务大厅实现主动引导、智能讲解、精准服务等功能。18辽宁电力-人工智能平台大连营业厅通过调用辽宁电力本部人工智能平台能力，提高电力公司营业厅工作效率与服务质量，充分展示电力行业优异的服务水平。客户识别智慧服务智能讲解支撑典型应用场景巡检图像数据巡检数据智能分析诊断：能识别出相应故障缺陷并展示，同时将故障缺陷信息进行分类、校验及保存。当前支持9大类、20余小类缺陷类型。巡检缺陷信息缺陷检修管理：通过缺陷校验对分析识别结果进行校验，缺陷报修将校验通过的故障推送给检修负责人，同时根据返回的检修信息完成检修状态的后台更新。智能识别鸟巢识别异物识别烟雾山火识别塔吊车辆识别标识牌损坏、脱落识别防鸟设施损坏识别防震锤损坏识别绝缘子自爆 螺栓缺销子识别 识别导地线断股

均压环损坏识别 识别螺母缺失识别1 AI+运检：输电线路巡检依托人工智能平台输电线路图像识别电力专有能力，实现输电线路故障缺陷识别，提升电力巡检工作效率。由前期人工检索缺陷方式，转变为机器识别方式。通过人机互动持续迭代优化深度学习算法，实现由人工巡检向智能化巡检转变。目前已在浙江台州、四川眉山、安徽阜阳进行试点应用。19支撑典型应用场景2 AI+运检：智慧变电站依托人工智能平台，并综合运用物联传感、大数据分析等先进技术，构建变电站“综合状态全息感知、多源数据联动分析、故障缺陷智能研判、全局安全主动防御”能力，转变运维模式与记录方式，实现现场作业层智能替代、业务管控层集约高效、指挥决策层精准穿透。目前已承建合肥锦绣220kv智慧变电站建设。智慧变电站智能识别告警：通过图像识别、声纹识别等人工智能技术实现缺陷异常智能识别分析，提供设备安全诊断、人员安全管控、环境安全监测等功能。趋势研判预警：通过定期采集SF6压力表、主变油温油位表等表计数据，定时分析这些数据的变化趋势，智能研判设备的运行情况，及时预警并提示运检人员。一键顺控：通过图像智能分析判断分合指示牌的指示状态、判断隔离开关的分合状态；采用激光测距技术对刀闸是否“合到位”进行验证和再次确认。机器人巡视视频监控装置监测传感装置智能联动处置：利用各类监测信息，编制相应联动控制公式。当系统检测到异常状况时，自动联动相应装置进行紧急处理，各联动项目之间分配优先级权限。

20支撑典型应用场景213

AI+运检：基于声纹识别的变压器运行监测人工智能平台通过获取大量变压器运行声学样本首创全XX声学指纹大数据库，采用创新的声纹识别算法库进行语料训练、迭代、优化，提出缺陷告警阈值和类型识别模型，实现变压器运行状态的声纹在线监测及主动预警。目前已开展安徽公司全省10个站，20台变压器的试点应用，应用效果良好。前端音频采集 后端算法分析 系统智能研判偏磁工况主变局放….告警支撑典型应用场景4 AI+安监：安全生产风险管控依托人工智能平台视频分析、图像识别等能力，实现输电、变电、配电、基建等多种高风险作业场景下人员、设备、工器具、环境等风险的识别、管控和处置。目前已在安徽全省16个地市、72家县公司范围投入使用，自2019年初投运以来，已自动识别各类违章18余万条，实现了违章行为的自动辨识，有效防范了作业现场风险。22违章类型违章数量违章占比作业现场抽烟14530.79%吊车施工现场61423.36%塔吊施工现场6180.34