貴州電網(wǎng)公司輸電線路通道三維全景分析系統(tǒng)全力守護(hù)“林電共安”

“110千伏長(zhǎng)花線61號(hào)桿塔前側(cè)存在快速生長(zhǎng)的松樹群，可能影響線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，請(qǐng)重點(diǎn)關(guān)注。”日前，南方電網(wǎng)貴州電網(wǎng)公司輸電線路通道三維全景分析系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警，提醒工作人員關(guān)注樹障情況。

南方電網(wǎng)貴州六盤水供電局工作人員對(duì)500千伏枝高甲線開展集中檢修。王飛攝

今年3月以來，在加強(qiáng)政企聯(lián)動(dòng)、開展無(wú)人機(jī)巡視、實(shí)施線路改造等舉措基礎(chǔ)上，貴州電網(wǎng)公司將高光譜遙感技術(shù)引入電力運(yùn)維場(chǎng)景，加強(qiáng)科技研究，結(jié)合人工智能打造樹障防控新系統(tǒng)，通過捕捉植物葉片獨(dú)一無(wú)二的“光譜指紋”，預(yù)測(cè)樹木生長(zhǎng)趨勢(shì)，推動(dòng)輸電線路運(yùn)維的植被管理從“被動(dòng)應(yīng)對(duì)”向“主動(dòng)預(yù)警”轉(zhuǎn)變，全力守護(hù)“林電共安”。

從“人海戰(zhàn)術(shù)”到“數(shù)字孿生”——給每棵風(fēng)險(xiǎn)樹建一份動(dòng)態(tài)檔案

貴州省作為全國(guó)森林覆蓋率較高的省份，超高樹木與輸電線路的“拉鋸戰(zhàn)”，一直都在給用電安全帶來隱患。

“針對(duì)輸電線路通道樹障隱患，我們一年開展一次三維激光數(shù)據(jù)采集，發(fā)現(xiàn)的樹障會(huì)建立問題臺(tái)賬，適時(shí)開展特巡。”貴州電網(wǎng)公司運(yùn)行分公司安全監(jiān)管及數(shù)據(jù)發(fā)展部創(chuàng)新管理二級(jí)助理專責(zé)鄧凱鋒介紹。在此過程中，得益于電網(wǎng)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，已實(shí)現(xiàn)輸電線路通道大型固定翼無(wú)人機(jī)三維激光樹障隱患巡檢，軟件識(shí)別樹障與線路的距離，省時(shí)省力。

但問題依然不少：樹木種類無(wú)法識(shí)別、生長(zhǎng)速度憑經(jīng)驗(yàn)、無(wú)法預(yù)測(cè)預(yù)警……

“所以，只能靠人工攜帶多種設(shè)備徒步深入山區(qū)、田野，跋山涉水、劈林開路，去辨種類、找位置，成本高、效率低、風(fēng)險(xiǎn)大?！编噭P鋒表示。

如何破題？高光譜遙感技術(shù)成為“良藥”。

在遵義市湄潭縣，南方電網(wǎng)貴州遵義湄潭供電局工作人員對(duì)10千伏新流線坪上變壓器開展增容改造。梁軍攝

通過運(yùn)用搭載激光點(diǎn)云、高光譜遙感技術(shù)的無(wú)人機(jī)，貴州電網(wǎng)公司對(duì)線路、地形地貌、樹木等進(jìn)行3D建模?！安煌瑯浞N因葉片成分不同，其高光譜反射特征存在顯著差異，憑預(yù)設(shè)的光譜模型，樹木位置、范圍乃至樹種，可自動(dòng)識(shí)別，實(shí)現(xiàn)樹障隱患的精準(zhǔn)定位。”鄧凱鋒說道。

目前，高光譜遙感技術(shù)已在110千伏長(zhǎng)花線、芙流線及220千伏巖灣Ⅱ回線等總長(zhǎng)超24千米的線路上試點(diǎn)應(yīng)用，并建立杉樹、松樹、楠竹等9類樹木的生長(zhǎng)模型數(shù)據(jù)庫(kù)，初步構(gòu)建起“采集—識(shí)別—預(yù)測(cè)—預(yù)警”的樹障全鏈條監(jiān)測(cè)體系。

從“事后修剪”到“生長(zhǎng)預(yù)言”——AI算出風(fēng)險(xiǎn)，防患于未“燃”

“此項(xiàng)技術(shù)的突破性不止于‘識(shí)別’，更在于‘預(yù)判’?！辟F州電網(wǎng)公司運(yùn)行分公司安全監(jiān)管及數(shù)據(jù)發(fā)展部總經(jīng)理張偉介紹。目前，基于高光譜數(shù)據(jù)，并結(jié)合水文、氣象等相關(guān)信息，通過分析模型可預(yù)測(cè)樹木未來6-12個(gè)月的高度與冠幅變化，從而提前鎖定風(fēng)險(xiǎn)。

在這之前，樹線矛盾治理常陷入“修剪—生長(zhǎng)—再修剪”的被動(dòng)循環(huán)。由于無(wú)法掌握樹木動(dòng)態(tài)生長(zhǎng)數(shù)據(jù)，線路運(yùn)維往往滯后于樹木自然生長(zhǎng)節(jié)奏，尤其在極端天氣下，樹木加速生長(zhǎng)極易引發(fā)放電、短路。

張偉說：“通過高光譜遙感技術(shù)和人工智能相結(jié)合，我們能在樹木危及線路安全穩(wěn)定運(yùn)行前及時(shí)干預(yù)，為強(qiáng)化樹障隱患管控提供了一種更為有效和前置的新防控手段，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)險(xiǎn)防控關(guān)口前移?！?/p>

值得一提的是，系統(tǒng)在預(yù)測(cè)時(shí)均采用樹木生長(zhǎng)速率的峰值數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，確保樹木與輸電線路的實(shí)際距離高于預(yù)測(cè)，當(dāng)超出安全距離時(shí)，還會(huì)自動(dòng)發(fā)出預(yù)警，切實(shí)保障線路安全。

截至目前，貴州電網(wǎng)公司輸電通道內(nèi)9類樹種識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)80%，支持“一樹一檔”精細(xì)化管理，并結(jié)合無(wú)人機(jī)等構(gòu)建“空天地”立體防控體系，顯著提升樹障隱患處置效率。

張偉表示，將持續(xù)擴(kuò)大樹種范圍識(shí)別，提高采集分析效率，推進(jìn)技術(shù)迭代升級(jí)，并融合氣象、樹種等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。同時(shí)，拓展技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景，打造全覆蓋、智能化的樹障監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，推進(jìn)“林電共安”。(龍定錦、王興蘭)