【摘要】隨著城市化的進(jìn)程，電力設(shè)施逐漸地轉(zhuǎn)入地下，電力管井的數(shù)量迅速增長，加強(qiáng)城市地下電力管網(wǎng)的運(yùn)行管理工作就顯得尤為重要。本文提出了電力管網(wǎng)綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)設(shè)計思路，同時對電力管網(wǎng)綜合監(jiān)控和管理系統(tǒng)的總體框架及業(yè)務(wù)功能進(jìn)行了詳細(xì)描述.

【關(guān)鍵詞】地下;電力管網(wǎng);監(jiān)控;系統(tǒng)

引言

城市地下電力管網(wǎng)是城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是城市賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，是城市的“生命線”。隨著基礎(chǔ)設(shè)施投資加大，住宅、道路交通建設(shè)快速發(fā)展，地下電力管線工程的建設(shè)和管理任務(wù)也越來越重，城市現(xiàn)代化程度越高，對地下電力管線的依賴性越強(qiáng)，地下電力管線的負(fù)載也就越重。由于地下電力管線是隱蔽工程，管線深埋地下，如何管理好、應(yīng)用好電力地下管網(wǎng)就顯得尤為重要。

1、現(xiàn)狀與問題

1.1電纜敷設(shè)后維護(hù)少，運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜。對一些安全隱患缺乏預(yù)警和管理手段，安全可靠性無法從根本上得到有效保證。處于一種被動管理模式。

1.2電力地下管網(wǎng)檔案資料不齊全。在目前的城市建設(shè)中，“重地上工程、輕地下管網(wǎng)”的現(xiàn)象普遍存在，有的以設(shè)計圖、施工圖代替竣工圖，有的甚至憑著當(dāng)事人的記憶作為判斷管線位置的依據(jù)，歸檔的管線檔案質(zhì)量參差不齊，信息殘缺不全，給地下管線統(tǒng)一管理工作帶來極大的隱患。誤挖、誤傷地下管線的事故時有發(fā)生。

1.3地下電力管網(wǎng)的管理未能實(shí)現(xiàn)集中式的在線動態(tài)管理，造成規(guī)劃、設(shè)計部門掌握的管線資料不全，信息老化，滯后于通道資源管理和建設(shè)發(fā)展的需要。無法做到故障點(diǎn)的快速、準(zhǔn)確定位。

2、系統(tǒng)的總體架構(gòu)

電力地下管網(wǎng)綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)總體架構(gòu)可以分為三個層次：地下管網(wǎng)采集層，監(jiān)控中心層，指揮調(diào)度層。

2.1地下管網(wǎng)采集層。電力地下管網(wǎng)綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)在電力地下管網(wǎng)端主要實(shí)現(xiàn)以下監(jiān)控設(shè)備信息的集中采集和相關(guān)控制輸出，包括：2.1.1防盜安全系統(tǒng)：井蓋監(jiān)控系統(tǒng)：當(dāng)工井蓋在未撤防的情況下被提起，系統(tǒng)立刻會啟動聲光報警和遠(yuǎn)程報警，起到震懾作用，如強(qiáng)行進(jìn)入隧道會啟動監(jiān)控攝像記錄。布撤防系統(tǒng)：進(jìn)入地下管網(wǎng)未撤防會及時報警，并可記錄實(shí)時影像資料供取證分析。紅外監(jiān)視系統(tǒng)：對每個出入口進(jìn)行紅外監(jiān)控。2.1.2動力環(huán)境監(jiān)視：光纖測溫：分布式光纖可監(jiān)測空間環(huán)境溫度，為掌握現(xiàn)場火災(zāi)隱患、電纜早期缺陷提供了可靠的判據(jù)和技術(shù)支持。氣體質(zhì)量、水位監(jiān)控：包括對氧氣、一氧化碳、甲烷、硫化氫等等氣體質(zhì)量及管井水位的監(jiān)控。2.1.3視頻監(jiān)視與控制：包括紅外視頻信號采集和控制、燈光控制聯(lián)動、異常位置聯(lián)動。2.1.4自動控制輸出：包括抽水控制、采暖通風(fēng)控制、燈光照明控制、防火門控制等。

2.2集控中心層。電力地下管網(wǎng)綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)采用基于多級主站集控的模式，按照不同層次的監(jiān)控要求，提供靈活的組態(tài)模式。系統(tǒng)由通信服務(wù)器負(fù)責(zé)與各段地下管網(wǎng)當(dāng)?shù)丶叵到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，匯總各地下管網(wǎng)采集的實(shí)時數(shù)據(jù)和狀態(tài)，匯總同步各地下管網(wǎng)監(jiān)控形成的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)、基本配置數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)，構(gòu)建基于Web的綜合信息發(fā)布服務(wù)。

2.3指揮調(diào)度層。指揮調(diào)度層是一個集中Web信息發(fā)布和服務(wù)平臺，各集控中心的監(jiān)控信息進(jìn)行集中發(fā)布，供各級管理人員監(jiān)控瀏覽。指揮調(diào)度層將基于地理信息的方式展現(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施信息，實(shí)時與歷史數(shù)據(jù)信息，準(zhǔn)實(shí)時的生產(chǎn)業(yè)務(wù)信息?；谶@些信息，可以更好的組織應(yīng)急指揮，生產(chǎn)調(diào)度。

3、系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能研究

電力地下管網(wǎng)綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)將城市道路、變電站、倉位、管道、電纜、窨井等電力設(shè)備要素數(shù)據(jù)進(jìn)行集成、存儲、檢索、操作和分析，完成信息管理、管網(wǎng)規(guī)劃、施工審批等功能，從而為電力管網(wǎng)的工程設(shè)計和規(guī)劃、管理決策服務(wù)。其業(yè)務(wù)功能有以下幾個方面：

3.1基礎(chǔ)資料管理。電力地下管網(wǎng)基礎(chǔ)資料內(nèi)容分成動態(tài)資料和靜態(tài)資料兩類，靜態(tài)資料包括地下管網(wǎng)基建、設(shè)備（型號、廠家、保修卡等）、測繪資料、竣工檔案等。地下管網(wǎng)動態(tài)資料主要記錄巡視記錄，維修記錄、大修記錄等日常巡視管理記錄。

3.2實(shí)時的氣體質(zhì)量監(jiān)控。地下管網(wǎng)的長度和深度都在不斷增長，會造成空氣流動的困難，隨著電纜線路的老化，也在不斷釋放有害氣體。實(shí)時的對氣體濃度進(jìn)行監(jiān)控，臨界報警，自動排風(fēng)補(bǔ)氧，可杜絕此類安全事故。

3.3及時的環(huán)境保障。地下管網(wǎng)內(nèi)如果長期處在積水或者高度潮濕的環(huán)境下，對電力電纜的運(yùn)行情況，將造成不利的影響。尤其是地下管網(wǎng)的各類精密監(jiān)測設(shè)備，對環(huán)境要求高，在潮濕的環(huán)境中，正常的工作狀態(tài)將受到很大的影響，不僅縮短工作壽命，還可能引發(fā)誤報等狀況。綜合監(jiān)控與管理系統(tǒng)，通過把測溫測水傳感器與排水排風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動設(shè)置，在偵查到非正常環(huán)境時，自動排水排風(fēng)，及時提供最佳的工作環(huán)境，保障電力生產(chǎn)的安全運(yùn)行。

3.4面向生產(chǎn)指揮的生產(chǎn)運(yùn)行。傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)依賴周期性計劃和周期性巡檢，定位在靜態(tài)數(shù)據(jù)的維護(hù)上，很多時候出現(xiàn)事后補(bǔ)單的方式來補(bǔ)全業(yè)務(wù)流程。通過實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)與管理系統(tǒng)相結(jié)合，從計劃驅(qū)動業(yè)務(wù)上升到由實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測驅(qū)動業(yè)務(wù)，由多種狀態(tài)監(jiān)控信息診斷出真實(shí)的故障信息，由故障信息自動轉(zhuǎn)成工作信息，這種探索，必將改變原來的模式，走出新路子。

3.5可靠的地下管網(wǎng)規(guī)劃。城市電力地下管網(wǎng)是一個縱橫交錯的龐大公共網(wǎng)絡(luò)，是城市賴以生存和發(fā)展的“生命線”。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展、用電負(fù)荷的快速增長及用電客戶對供電質(zhì)量要求的日益提高，電網(wǎng)的規(guī)劃、改造和擴(kuò)建成為新時期城市建設(shè)進(jìn)程中重要任務(wù)之一。研究快速、高效、可靠的電力地下管網(wǎng)規(guī)劃技術(shù)是供電系統(tǒng)適應(yīng)于現(xiàn)代化城市經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的必備途徑。

4、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

4.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是系統(tǒng)的核心技術(shù)，通過射頻識別RFID、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將電力地下管網(wǎng)中的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)接，進(jìn)行信息交換和通訊，以實(shí)現(xiàn)智能化感知、定位、可靠傳遞、監(jiān)控和管理。

4.2信息安全防護(hù)技術(shù)。由于系統(tǒng)采集信息量巨大、覆蓋面廣，面臨的安全隱患較多，需要針對采集系統(tǒng)各環(huán)節(jié)可能存在的安全隱患，全面實(shí)施安全防護(hù)體系建設(shè)方案。系統(tǒng)主站要部署高速密碼機(jī)，用于主站側(cè)數(shù)據(jù)的加解密，主要實(shí)現(xiàn)身份認(rèn)證、密鑰協(xié)商、密鑰更新、關(guān)鍵數(shù)據(jù)的加解密、消息認(rèn)證碼、計算和數(shù)據(jù)校驗(yàn)等功能。另外，安全接入平臺的推廣應(yīng)用進(jìn)一步完善了采集終端在各種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的實(shí)時監(jiān)控、安全接入、數(shù)據(jù)安全傳輸與交換、主動防御預(yù)警等重要功能。

4.3信息共享與融合技術(shù)。目前系統(tǒng)還處于規(guī)?；ㄔO(shè)階段，與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間缺乏有效整合，集成化水平較低，信息資源共享和公共服務(wù)功能需要進(jìn)一步完善，在電力地下管網(wǎng)綜合監(jiān)控系統(tǒng)和既有在線監(jiān)測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，通過信息共享模式創(chuàng)新，利用數(shù)據(jù)采集手段和結(jié)果，針對系統(tǒng)的異構(gòu)性和信息共享實(shí)際需求，構(gòu)建基于面向服務(wù)架構(gòu)的配電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)信息共享與融合技術(shù)方案，解決不同系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用互操作的難題，為系統(tǒng)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供多方位、多層次、多渠道的綜合信息服務(wù)。

5、結(jié)束語

電力地下管網(wǎng)是城市電力系統(tǒng)輸配電網(wǎng)架的重要組成部分，是確保電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)施，通過對電力地下管網(wǎng)的規(guī)范、科學(xué)管理可以為高壓電力電纜安全運(yùn)行提供良好的環(huán)境。電力的發(fā)展對電力地下管網(wǎng)的運(yùn)行管理工作提出了更高的要求，運(yùn)行工作將依托先進(jìn)的科技手段，精細(xì)化的管理，向著低成本、高效能、全監(jiān)控、低缺陷的方向而努力。

參考文獻(xiàn)

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[3]胡?？?當(dāng)前城市地下電力管線的建設(shè)問題.地下空間與工程學(xué)報，2011.12

作者簡介

程真何（1966-）男，高級工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、研究工作.

吳強(qiáng)（1973-）男，高級工程師，從事電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行、研究工作.