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智能技术在电力工程施工中的应用与发展前景

范华武

国网江苏省电力有限公司灌云县供电分公司

摘要: 本文探讨了电力工程施工中面临的挑战以及智能技术在电力工程施工中的应用和发展前景。挑战包括复杂的设计与规划、人力成本、施工周期、安全风险、环境影响和跨领域协调等。智能技术如自动化与机器人技术、物联网与传感器、大数据分析与人工智能、虚拟现实与增强现实、数字化转型等在电力工程施工中发挥了重要作用,提高了效率、质量和安全性。未来,深度学习与人工智能、数字孪生技术等技术将进一步推动电力工程施工向智能化方向发展。
关键词: 智能技术;电力工程;施工技术
DOI:10.12721/ccn.2024.159824
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1引言

电力工程施工是一个复杂而具有挑战性的领域,其成功实施关乎着电力供应的可靠性和稳定性。然而,传统的施工方法面临着诸多问题,包括效率低、成本高、安全隐患大等。为了应对这些挑战,智能技术在电力工程施工中发挥着越来越重要的作用,为提高施工效率、降低成本、增强安全性和推动可持续发展提供了新的可能性。

2电力工程施工中面临的挑战

电力工程施工在现实中面临着多种挑战,可能影响工程的效率、质量、安全和可持续性。电力工程往往涉及复杂的设计和规划,需要考虑电网拓扑、负荷分布、材料选择等多个因素,施工团队需要具备高水平的专业知识,以确保工程能够按照设计要求顺利进行。传统的电力工程施工通常需要大量的人力投入,包括工程师、技术人员、工人等,人力成本的增加可能导致项目成本上升,影响工程的经济效益。电力工程的施工周期通常较长,而一些工程可能需要在有限的时间内完成,以满足电力需求,工期的压力可能会影响施工的质量和安全性。电力工程施工涉及高压电力设备和复杂的电网结构,存在严重的安全风险,事故可能对施工人员、设备和环境造成损害。电力工程施工可能会对周围的环境产生影响,如噪声、土地破坏、空气污染等,合理管理施工过程中的环境影响是一项重要任务。电力工程施工涉及多个领域的合作和协调,包括工程设计、材料供应、施工承包商等,协调各方的工作可能是一项复杂的任务。随着新技术的不断涌现,施工团队需要不断更新自己的技术知识和技能,以适应新的工程要求。电力工程可能在各种地理条件下进行,如高山、沙漠、海洋等,这些条件可能会影响施工的难度和方法[2]。

3智能技术在电力工程施工中的应用

3.1自动化与机器人技术

在电力工程施工中,自动化与机器人技术的应用能够显著提升施工效率、降低人力成本,并且减少了人员在危险环境中的风险。机器人可以用于设备的精确安装,在电力工程中包括变压器、继电器、开关等设备的安装,机器人的高精度操作可以确保设备正确放置和连接[3]。机器人可以用于电缆和线路的自动铺设,通过自动化机器人的协调运动,可以确保线路的准确铺设,从而提高线路连接的质量和稳定性。机器人可以进入危险的环境或高处,执行电力设备的维修和检修工作,避免维护人员的人身安全风险,并且机器人可以在带电的情况下进行维修。无人机可以进行高空勘测,检查电力线路、变电站等设备的状态,通过无人机可以获取精确的数据和图像,用于维护和管理。机器人可以用于搬运重物和材料,从而减少工人的体力劳动,有助于提高工人的效率和减少体力损耗。自动化系统可以用于实时监控电力设备的状态,从而及时检测潜在的问题,数据的自动收集和分析有助于预测设备故障,实现计划性的维护。

3.2物联网和传感器

在电力设备上部署各种类型的传感器,如温度传感器、压力传感器、湿度传感器等,以实时监测设备的工作状态。传感器收集设备的实时数据,包括温度、湿度、电流、电压等参数,将这些数据发送至中心服务器进行处理和分析,一旦传感器检测到异常情况,如过高温度、电流异常等,系统会自动发出警报,通知相关人员及时采取措施。通过物联网连接可以实现对电力设备的远程监控,操作人员可以远程查看设备状态、运行参数等信息。在发生故障或异常情况时,维护人员可以通过远程控制系统进行设备的重启、调整和维修,减少了维护响应时间。物联网连接可以用于远程软件和固件的更新,保持设备处于最新状态。物联网和传感器技术可以实现电力设备的实时监测,有助于及时发现设备故障和异常情况,基于传感器数据的分析,可以预测设备的故障和维护需求,从而减少停电时间和维护成本。可见,智能监控和远程控制可以提高电力设备的可靠性和稳定性,减少停电风险,从而提升电力系统的管理效率和运行质量。

3.3大数据分析和人工智能

大数据可以收集大规模的历史设备运行数据,包括温度、电流、电压等参数,对设备数据进行挖掘和分析,找出故障前兆和特征。基于分析结果,建立预测模型,通过监测实时数据,预测设备故障的可能性,分析历史施工数据,了解不同项目的时间和资源消耗情况。大数据根据施工任务的需求和实时数据,智能地分配人力、材料和设备资源,最大限度地提高资源利用效率。利用大数据分析和AI算法识别潜在的施工风险,如恶劣天气、供应延迟等,AI可以提供智能的决策支持,帮助施工团队制订更合理的决策,通过优化施工计划和资源分配,大幅提高了施工效率,减少了不必要的时间和资源浪费。借助数据分析和AI技术,施工团队可以不断分析和优化施工过程,实现持续改进和创新。在电力工程施工中应用大数据分析和人工智能技术,为决策提供了更多的数据支持和智能化的能力,从而提高了施工的效率、质量和安全性。

3.4数据驱动创新

大数据分析可以在电力工程的不同阶段收集和分析数据,从而提供更准确的设计方案,通过分析历史施工数据、设备性能等信息,可以优化电力设备的设计,提高效率、可靠性和可持续性。利用大数据分析和人工智能,可以实现设备故障的预测和预防,有助于制订更合理的维护计划,避免设备故障对电力系统造成的影响,提高电力供应的稳定性。数据分析可以揭示施工过程中的瓶颈和优化机会,结合人工智能技术可以优化施工流程、提高效率、降低成本,并减少资源浪费。在施工过程中,大数据分析可以实时监测各个环节的情况,及时发现问题并采取措施,施工人员可以根据实时数据进行调整,提高工程质量。

4智能技术在电力工程施工中的发展前景

4.1深度学习和AI优化

深度学习和人工智能的应用在电力工程中将产生重大影响,为各个方面提供智能化的决策支持和优化。利用深度学习和人工智能可以分析设备历史数据,识别潜在的故障模式,预测设备故障并提前采取维护措施,避免停电风险。通过分析历史用电数据,预测电力负荷变化,有助于优化电力系统的调度和资源分配。深度学习和人工智能的应用使电力工程能够基于实时数据作出更明智的决策,提高整体运营效率。深度学习和人工智能的应用为电力工程带来新的创新机会,推动新的工程方法和流程的探索。

4.2数字孪生技术

数字孪生技术是一种将实际物体、设备或过程与数字模型相结合的创新方法,可以在虚拟环境中模拟、监测和优化现实世界中的各种情况。在电力工程施工中,数字孪生技术的应用将带来重大变革和效益,数字孪生技术可以模拟电力工程的施工过程,帮助规划和优化施工流程,预测可能出现的问题并制订解决方案。数字孪生技术可以提供实时的数据反馈和模拟结果,为决策者提供更准确的信息,支持更智能的决策制订,基于数字孪生模型的模拟可以优化资源分配,确保施工过程的高效和资源的最佳利用。

5结束语

随着智能技术的不断发展和应用,电力工程施工将迎来更加智能化、数字化的时代。未来,深度学习、数字孪生技术等前沿技术将进一步加速电力工程施工的创新和进步,为电力行业的发展注入新的活力和动力。我们期待着智能技术与电力工程施工的紧密结合,为电力系统的建设和维护带来更加美好的未来。

参考文献

[1]石凯元.电力工程中的施工技术规范分析[J].电子技术,2022,39(9):254-255.

[2]李淮海,孙向东,杨俊,等.基于人工智能技术的电力工程施工信息管理方法[J].电气自动化,2022,44(4):80-83.

[3]杨春,王哲,聂波,等.人工智能技术在电力工程数据处理中的研究与应用[J].电子设计工程,2020,28(2):91-94.