（1.国网山西省电力公司经济技术研究院 山西太原 030002；
2.国网山西省电力公司盂县供电公司 山西盂县 045199）
摘要：目前电网选线正在由二维向三维稳步推进，但电网选线仍处于初级阶段，即人为因素所占比重较大且无法考核选线成果的优劣。本文结合人工智能关键技术（AI技术）建设性的提出一种新型电网三维数字化选线辅助决策系统，不但可以对最优线路路径方案提供可靠依据，同时有效地节约了工程投资、缩短工期。
关键词：人工智能（AI技术）；三维；选线
1.概述[1]
国家电网有限公司关于全面应用输变电工程三维设计及建设工程数据中心的意见（国家电网公司基建［2018］585号文），规定从2018年下半年开始，公司新建35千伏及以上输变电工程全面应用三维设计，其中电网三维设计中的一大亮点是三维数字化选线。目前各大软件的三维选线功能：即实现线路路径选线由一维到二维再到三维的质的转变，这样三维数字化选线过程由抽象变的更加具体、更加形象、更加直观，缩短了室内选线到室外选线的误差，大大提升了选线效率。但结合以往选线经验，就同一工程而言，因个人喜欢不同，选线的路径方案也各不相同，规模不同，进而工程造价亦不同。简而言之，目前现状尚无衡量线路路径选线质量优劣的评价标准。
本文结合三维选线技术，充分运用国内比较成熟的AI技术对线路三维路径模型全面分析决策，提出三维选线中的最优方案，来指导工程设计和评审人员完善工程评价体系，以提升工程设计综合能力，节省工程综合投资。
2.人工智能关键技术[2] [3]
人工智能在电力领域的应用，主要在以下几个方面：
电力系统多年来局限于大数据和云技术领域的开拓。主要体现为：电网规划、电力信息安全检测预警、负荷预测、电动汽车充电管理、信息化管理、用电行为分析等。需求响应技术是基于历史数据的。面对大时间跨度，大用户范围，多类型行为等多重因素，数据规模庞大，关联关系不易分析。大数据技术可以有效挖掘潜在的数据信息，强大的计算能力也可以解决数据规模过大的难题，进而得到更准确的用户行为分析。
设备故障在线诊断是各行各业都面临的问题，尤其是长时间运行的功能性设备，何时进行必要的保养、检修或者更新，以往都是基于经验来决定的。对设备历史运行资料进行分析，合理的安排设备的相应管理及操作，能更充分的发挥各设备的价值。
系统运行分析是电力领域的必然趋势。如何有效归整各类数据，提取关键信息，建立关联关系，是人工智能在推进信息化建设征程中的重要内容。
3.三维数字化选线技术[5]
输变电工程三维设计技术主要有以下几点成效：一是利用可视化技术，提升设计精细化水平，利用三维协同设计技术，提高专业间配合效率、工程设计质量。二是可精确统计工程量，实现概预算精准编制，并通过提升设计深度，实现精细化设计，工程投资更精准。三是通过开展地下基础隐蔽工程综合碰撞检查，减少设计错漏碰缺，通过准确直观的电气距离、风偏校验，确保设计裕度合理，强化工程本质安全。四是通过三维展示，直观模拟施工、吊装等过程，优化场地布置、装备配置及方案组织，自动提取物料清单，提升工程建设管理水平。五是可实现与工程数据中心、运检智能管控系统数据交互，满足运检阶段对工程三维模型的编辑、修改和功能开发需求，实现数据全过程应用。
目前比较成熟的输变电工程三维设计软件主要有：博超软件、Bentley软件、金曲软件、道亨软件、洛斯达软件，这些软件只停留在电力设计的二维、三维之间的转换，只能实现电力设备的三维展示。离真正实现三维数字化选线任重而道远。
图一、AI技术地物识别效果图
4、AI技术在三维数字化选线中的应用[4]
4.1 地物识别
三维数字化选线模型中目前已覆盖了GIS地理信息系统模型，但地物障碍物模型均以平面表示，需手动添加地物高程，且地物无法自动识别，需设计人员本人识别，容易造成失误。而AI技术恰恰可以弥补这一系统弱点，通过AI系统的图像识别功能，可自动识别地物障碍物的性质，可自动生成障碍物三维模型且正确率100%，可有效指导线路选线。
4.2 深度学习输变电工程所有设计规程规范及各种设计依据
目前三维选线功能只能实现二维选线的三维数字模型展示。在三维模型上无法选线。而AI技术的深度学习功能弥补了三维软件的功能缺失。在三维地物识别的基础上，通过系统学习输变电工程设计技术规范，结合软件自带的导线弧垂展放功能，即可真正意义上实现输变电工程的三维选线及测量。
4.3 实现自动优化方案功能
通过设定的线路路径起止点，自动识别地物及高度，充分考虑设计技术规范、生态红线、自然保护区、文物古迹等约束条件。在考虑线路综合运距运费的基础上，系统全面综合分析选择最优线路路径方案及最佳综合造价，为设计和评审人员提供可靠评价依据。
5、应用实例
××省220千伏××风电送出工程可行性研究阶段，线路路径选择常规选线与AI技术三维数字化选线对比分析如下：
表1：常规选线与AI三维选线对比表
通过AI技术的三维数字选线决策系统分析后，同一工程，线路长度减少了1.819km，转角数量减少了3基，地形比例山地减少了28%，道路利用率增加了65%，重要交跨减少了3处，投资节约了404万，节省的投资占常规选线投资的7.4%，故基于AI技术的三维数字选线决策系统效果显著，值得进一步推广。
6、结束语
本文将当下国内比较成熟的AI技术应用到三维数字选线软件中用来辅助决策三维数字化选线。目前在国内尚属首例，不但填补了目前三维软件中三维数字化选线的功能缺失（只能实现三维展示、无法智能选线），同时给设计和评审人员提供可靠依据，也节省了工程投资，带来了巨大的经济效益。
参考文献：
[1]林尧瑞，马少平.人工智能导论[M].北京：清华大学出版社，2001
[2]孙珩著.浅谈人工智能的发展趋势[J].IT与网络，2002，（6）
[3]王万良.人工智能及其应用[M].北京：高等教育出版社，2005
[4]郄鑫，齐立忠，胡君慧，三维数字化设计技术在输变电工程中的应用[J].电网与清洁能源，2012，（11）
[5]输变电工程三维设计技术导则 第2部分：架空输电线路，2018，（23）
作者简介：
张鑫（1982.11.4），性别：男；籍贯：山西榆社；民族：汉；学历：研究生；职称：高级工程师；职务：主管；研究方向：输电线路电气设计技术；
魏鑫（1980.9.20），性别：男；籍贯：山西汾阳；民族：汉；学历：研究生；职称：高级政工师；职务：经理；研究方向：输配电线路保护与管理。
论文作者:张鑫1,魏鑫2
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/1
标签：工程论文; 技术论文; 地物论文; 人工智能论文; 线路论文; 功能论文; 电网论文; 《电力设备》2018年第30期论文;