张北柔直电网检修“冀北模式”：人工智能视觉大模型和新型国产设备首次应用

摘要： ...

检修现场

北京冬奥会期间，“张北的风点亮北京的灯”，一时传为佳话，成为“绿色奥运”的真实写照。

鲜为人知的是，张家口坝上随机波动的风电、光伏等清洁能源，经世界首条柔性直流电网工程——张北柔性直流工程，输向北京，点亮冬奥会场馆，点亮万家灯火。

张北柔直工程采用我国原创、领先世界的柔性直流输电技术，是连接张家口新能源基地与北京负荷中心的重要输电通道。

为保障张北柔直工程持续稳定运行，综合考虑新能源消纳需求，国网冀北电力公司每年都要对张北柔直电网开展年度检修工作，以便及时发现和排除设备潜在的隐患和故障。

在2024年9月的阜诺（“阜康＋康巴诺尔”）年度检修现场，澎湃新闻（www.thepaper.cn）注意到，多项最新科技成果快速提升检修效率，数字化、智能化全面赋能电网检修，“一核三化”军事化管控模式让检修工作更加标准更加规范。

新科技设备赋能柔直电网智慧检修

这是张北柔直工程的第四次年度检修，与往年相比，这次检修现场管控更科学、更智能、更安全。

后冬奥时期，张承地区新能源产业持续快速发展，在电网检修工作中，国网冀北电力不断应用新技术、新成果来提升柔直工程的性能和适应性，如更先进的控制技术、测试技术，以进一步提高新能源的并网和消纳能力，保障电力系统的稳定运行。

作为电网“心脏”的换流站，是此次阜诺年度检修的重中之重。张北柔直工程共有四个换流站组成（中都站、康巴诺尔站、阜康站、延庆站），通过“手拉手”的方式组成了“口”字形的直流网络。

检修现场

在此次阜诺年度检修中，引入国产化保护挂网、国产化电容器挂网、直流控保测试仪、换流阀增加转折晶闸管等新设备，精益检修与技术进步交相辉映，有力保障换流站安全稳定运行。

国网冀北电力创新测试方法，提出整阀塔子模块功能批量测试。换流阀是直流输电系统的“心脏”，由一个个积木式的子模块堆积而成。依靠新型子模块加压装置同时对整个阀塔所有子模块进行电容充电，在阀控侧一次性进行一个阀塔（132个）子模块的功能测试与批量化软件升级，实现对全部子模块充电时间、上行通讯功能进行检测及旁路开关闭合时间、辅助触头闭合时间的监测。这一技术改变了传统模式下换流阀5%单体子模块抽检方式，实现了对换流阀全部子模块一次性100%全检测，检测能力提升了17倍。

直流保护系统是换流站内运行设备和站内监视的重要保护装置，相当于换流站的“中枢神经”。为推动直流保护国产化替代研究应用，在±500 千伏张北柔直工程阜康换流站内，部署了正极挂网硬件及极保护、线路保护、母线保护、换流变保护主机及三取二装置，进一步验证技术成熟度和设备可靠性。据悉，该直流保护设备硬件、软件均为国产。

控制保护系统对电网的安全稳定运行发挥着重要支撑保障作用。此次阜诺年度检修多措并举，提高了设备的可靠性。

为了掌握控制保护程序，对控制保护逻辑进行充分验证，检修团队采用了直流控保测试仪，对控制保护装置的逻辑、回路进行充分验证，提高控制保护设备的可靠性。此外，还对换流阀增加了转折晶闸管，这是国内首次对在运换流阀进行转折晶闸管改造，增加转折晶闸管后，旁路开关拒动跳闸问题随之消除。

除了运用新方法、引入新设备，国网冀北电力还借助人工智能技术赋能电网检修提“智”增效。

人工智能技术助力检修现场智能化管控

在加快建设新型电力系统的背景下，电网检修也迎来数字化、智能化时代。

2023年以来，国网冀北电力公司启动科技创新三年登高行动，深度参与国家电网公司行业大模型研发，有力推动人工智能等数字技术与电网业务融合，推动科技创新工作水平和整体效能迈上新台阶、攀登新高度。

国网冀北电力相关负责人介绍，以阜诺年度检修为契机，公司推进视觉大模型在换流站的落地应用，探索人工智能策源地建设。

澎湃新闻注意到，人工智能视觉大模型首次在此次柔直换流站年度检修现场实际应用。在检修作业现场，应用军事化智能管控终端，可在阀厅无北斗/GPS信号情况下，实现人员/车辆作业行为、安全距离的实时检测告警，有效保障了现场作业的安全性。

借助人工智能技术，国网冀北电力开发国内首个柔直换流阀状态检修决策边缘物联代理平台，对换流阀年度检修开展辅助工作，包含状态分析、故障诊断及健康评估等功能。该应用能对换流阀重要信息量开展实时监测，并对异常数据进行自动筛选。年度检修期间，该应用还开展重点排查，便于检修人员合理安排抽检比例及位置，同时对故障部件开展智能诊断，提前预估消缺时间。

检修现场

张北柔直工程，在数字化、智能化方面，一直奉行追求卓越的干劲和原则。此前，张北柔直工程运维团队持续创新运维手段，在换流站阀厅内部署无人机巡检平台，实现超强电磁场等复杂环境下的柔直换流阀、高压直流断路器等设备全景无死角监控。平台还具备可见光、红外检测等特色应用功能，可辅助完成无人化飞行、常态化巡检和数字化决策。

有了人工智能视觉大模型的加持，以及其他AI应用，张北柔直工程已经成为名副其实的“智慧高速”，同时也为换流站大型年度检修作业提供了全过程立体化安全管控解决方案。

创新图强，勇攀高峰。科技创新是确保张北绿电持续、稳定供应的重要保障。“今年以来，公司以数字化‘三年登高’统筹引领，聚焦公司常态、高频、核心业务，坚持业数融合、场景驱动和问题导向，深度参与国家电网公司行业大模型研发，有力推动人工智能等数字技术与电网业务融合。”国网冀北电力相关负责人表示。

“一核三化”军事化管控模式确保检修标准化

张北柔直电网阜诺检修，除了向科技创新要效益，还向管理创新要效益。

在此次阜诺年度检修工作中，国网冀北电力首次运用“一核三化”军事化管控模式，不断夯实电网检修安全生产的基础，实现安全与发展同频共振。

何为“一核三化”军事化管控模式？模式围绕履职尽责这一核心，实现作业流程标准化、人员行为规范化、安全措施定置化，针对换流站年度检修工作，在管理流程上依次从计划管理、现场勘察、检修方案编审、审查会商、风险公示告知、标准化资料准备、作业现场安全管控、评价考核等八个重点流程，确定冀北、超高压公司、部门、班组等各层级人员作业风险和工作任务，实现换流站年检工作标准化作业。

在推进检修作业“三化”的同时，大力开展“反三违、除五害”活动，重点对作业资料文本、人员行为规范、措施落实情况进行督查，应用设备区智慧管控、人工智能、起重机智能预警等智能手段，实现军事化精益检修。

在“一核三化”军事化管控模式之下，国网冀北电力还结合实际，开展“一站一策”、“一厂一策”精益化管理提升工作。

此次阜诺年度检修，展现了阜康与康巴诺尔差异化检修亮点，检修团队对柔直换流阀、直流断路器、柔直控保在运设备现存隐患提出针对性的可靠性提升措施，其中柔直换流阀 13项、直流断路器 16项、柔直控保 2项。例如针对康巴诺尔站直流断路器在2023年运检期间出现的问题，提出了相应的提升措施；对直流断路器进行机械开关专项检查及分合闸状态监测，全面提升设备可靠性。

此次阜诺年度检修现场管控创新还体现在对设备的管理上，落地实践设备主人制，实现设备全寿命管理。

据了解，张北柔直电网智慧检修现场，以现场设备运维实际为基础，创新设备主人管理机制，按照“依类建队、专家牵头、站间联动、信息共享”的原则开展，建立柔直换流阀、高压直流断路器、水冷设备、直流控保、高速测量与故障测距、直流常规设备、消防设备、辅助设备8个团队建制的“设备主人”团队，提高设备主人专业水平、管理意识、履责能力，培养高水平设备“全科医生”、“专科医生”，更好地推动运检管理抓实抓细。

“设备主人在军事化年检过程，像一名士兵做好设备主人，像一颗钉子成为检修标杆，像一面旗帜成为党员先锋。”国网冀北电力相关负责人告诉澎湃新闻。

国网冀北电力在张北柔直电网检修中坚持“人才是第一资源”，着力打造智慧电网检修的人才高地。据了解，柔直工程涉及电力电子、控制保护、高压绝缘等十多个领域的专业知识，技术复杂性极高。培养具备跨学科知识和综合能力的人才周期长、难度巨大。

“凡事预则立,不预则废。”阜诺年度检修前，国网冀北电力制定“严入、强训、必考”的检修人员岗前培训原则，全员“大练兵”、实战“大比武”，确保高质量完成年度检修工作。具体而言，考核项目围绕工作面掌控程度、风险辨识与管控、反违章等内容进行；工作负责人由公司层面组织面试，分层分级组织培训面试，最终达到全员面试与培训；开展超高压直流专业大比武、大练兵，以赛代训、以训促学、以学提能，着力提高人员技能水平。

“以往的安全管理主要依靠人工检查和经验判断，存在一定的局限性，人员行为规范也缺乏统一标准。在‘一核三化’模式下，现场安全管控更加智能化，借助人工智能视觉大模型，检修团队能够及时发现和排除安全隐患，提高了检修工作的安全性，也提高了团队的凝聚力和工作效率。”国网冀北电力相关负责人表示。

依靠人工智能视觉大模型，以及换流阀整塔加压测试、直流控保测试仪等新技术、新设备，张北柔直电网检修已初步实现数字化、智能化，叠加“一核三化”的现场管控模式和严格的岗前培训，电网检修效能进一步提高，形成了电网检修的“冀北模式”。

新能源具有随机性、波动性和间歇性的特点，传统输电技术难以有效应对其大规模并网带来的挑战。张北柔直工程，为破解新能源大规模开发和消纳的世界级难题提供了“中国方案”。

柔性直流输电技术作为当今新能源大规模并网消纳的最优解，已逐渐在国内规模推广应用开来。柔直电网检修的“冀北模式”，大有可为，未来可期。

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