黃小浪

（國(guó)網(wǎng)湖北送變電工程有限公司，湖北 武漢 430063)

近年來1000 kV 特高壓輸電線路建設(shè)，總體呈現(xiàn)出高電壓和大容量負(fù)荷傳輸?shù)奶卣鳎瑸楸ＷC穩(wěn)定運(yùn)行，針對(duì)輸電線路展開在線監(jiān)測(cè)是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展背景下的新要點(diǎn)，利用現(xiàn)代化技術(shù)創(chuàng)建在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路狀態(tài)，排查潛在的事故和隱患，確保特高壓輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行。

1 在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

1000 kV 特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)其關(guān)鍵是在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。在電力系統(tǒng)處于運(yùn)行工況下，采集運(yùn)行參數(shù)并做出分析，判斷電力系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的狀態(tài)。在線監(jiān)測(cè)技術(shù)具有預(yù)知特高壓輸電線路故障的功能，尤其可以預(yù)測(cè)故障發(fā)生的部位與具體類型，為設(shè)備檢修提供指導(dǎo)[1]。

監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)具有如下幾點(diǎn)特征：重點(diǎn)關(guān)注特高壓輸電線路在高空作業(yè)環(huán)節(jié)的安裝效率和操作安全；輸電線路數(shù)據(jù)傳輸、存儲(chǔ)具有規(guī)范性，在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的運(yùn)行管理具有統(tǒng)一性；裝置不能影響輸電線路安全性與機(jī)械性，且與電暈、無線干擾等的根本要求一致，加強(qiáng)線路性能可靠性；在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)體現(xiàn)適應(yīng)性、抗磁性，無須外部電源為平臺(tái)運(yùn)行提供動(dòng)力，可減少運(yùn)作成本。

2 在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)結(jié)構(gòu)與功能

2.1 平臺(tái)結(jié)構(gòu)

特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是以瀏覽器/服務(wù)器3 層體系架構(gòu)為基礎(chǔ)，由表現(xiàn)層、中間層、數(shù)據(jù)層組成。

表現(xiàn)層。該層主要支持一級(jí)操作邏輯，如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)、數(shù)據(jù)輸入與輸出[2]。應(yīng)用“模型-視圖-控制器模式”中Struts2架構(gòu)，采用組件式開發(fā)控制管理平臺(tái)頁(yè)面。

中間層。也稱作業(yè)務(wù)邏輯層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯與模塊數(shù)據(jù)關(guān)系、表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)層通信的處理。

數(shù)據(jù)層。按照管理平臺(tái)業(yè)務(wù)、框架，進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，并編制數(shù)據(jù)表，中間層業(yè)務(wù)組件可按需調(diào)用數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)表。

頁(yè)面技術(shù)方面前端界面主要應(yīng)用Ajax，中間件采用Jboss 5.0。

2.2 平臺(tái)功能

在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析3個(gè)子系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括3個(gè)模塊，即線路信息管理、監(jiān)測(cè)設(shè)備管理、前置數(shù)據(jù)接收管理，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測(cè)、接收等。

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是管理平臺(tái)的關(guān)鍵，利用系統(tǒng)分析顯示實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、曲線圖和組態(tài)控件等，操作者可以分別通過在線監(jiān)測(cè)種類、線路名稱的形式完成檢索。

數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)具有預(yù)估線路狀態(tài)、線路狀態(tài)預(yù)警、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等諸多功能。

3 1000 kV特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)的運(yùn)行要點(diǎn)

3.1 接收前置數(shù)據(jù)

1000 kV 特高壓輸電線路通過在線監(jiān)測(cè)，在管理平臺(tái)中形成前置數(shù)據(jù)，通過前置數(shù)據(jù)接收管理模塊進(jìn)行處理。對(duì)應(yīng)服務(wù)程序調(diào)取各個(gè)數(shù)據(jù)源接口程序采集的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)固定格式將其儲(chǔ)存于數(shù)據(jù)庫(kù)中各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表中。一方面實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一，另一方面還具有集成各生產(chǎn)廠商生產(chǎn)監(jiān)測(cè)設(shè)備數(shù)據(jù)的作用。數(shù)據(jù)處理流程包括有數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)接口程序、數(shù)據(jù)分析與計(jì)算、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存[3]。

桿塔上方須放置數(shù)據(jù)采集單元，由其負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，隨后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式，在當(dāng)?shù)乇O(jiān)測(cè)中心集中儲(chǔ)存、處理。傳輸數(shù)據(jù)包可以按照指定通信協(xié)議方法，轉(zhuǎn)換成為應(yīng)用層對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)格式。解析處理后可獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算與建模分析，并在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)顯示有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)。計(jì)算所得可按照數(shù)據(jù)庫(kù)需求，在數(shù)據(jù)中心的主數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存，為在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析、特高壓輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警等提供依據(jù)。

3.2 運(yùn)行狀態(tài)預(yù)測(cè)

在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)同時(shí)集成了諸多狀態(tài)預(yù)測(cè)模型，如疲勞壽命預(yù)測(cè)模型、桿塔傾斜預(yù)測(cè)模型等。

疲勞壽命預(yù)測(cè)模型。導(dǎo)線運(yùn)行期間，在靜張力基礎(chǔ)上疊加振動(dòng)，導(dǎo)線同時(shí)承受諸多應(yīng)力級(jí)分量所形成的復(fù)雜荷載系統(tǒng)。當(dāng)導(dǎo)線運(yùn)行之后，同一時(shí)間段所有分量的振動(dòng)循環(huán)次數(shù)均不相同。預(yù)估荷載系列導(dǎo)線疲勞使用壽命，一般采用累積損傷理論。

輸電線路導(dǎo)線振動(dòng)壽命預(yù)測(cè)。應(yīng)對(duì)線路重要位置振動(dòng)的大小進(jìn)行測(cè)量，利用微風(fēng)振動(dòng)單元，對(duì)懸垂線夾周圍的彎曲振幅進(jìn)行測(cè)量，并計(jì)算得出線夾出口位置的動(dòng)彎應(yīng)變數(shù)值。按照極限振動(dòng)次數(shù)，采用微風(fēng)振動(dòng)波動(dòng)，計(jì)算累積疲勞損傷[4]，根據(jù)累積疲勞損傷便可了解到疲勞壽命。繪制疲勞壽命預(yù)測(cè)柱狀圖，為線路運(yùn)行狀態(tài)分析與檢修提供參考。

桿塔傾斜預(yù)測(cè)模型。建構(gòu)桿塔傾斜預(yù)測(cè)模型，須關(guān)注緩變監(jiān)測(cè)量，如桿塔順線傾斜度和橫向傾斜度等。若在建模時(shí)忽略了上述偶然因素，那么變化必須滿足規(guī)律，保證時(shí)間延續(xù)性。例如，技術(shù)人員對(duì)未來1 周桿塔傾斜趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，建議采集前10周數(shù)據(jù)。所以，針對(duì)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律曲線方程需要進(jìn)行擬合處理，根據(jù)此方程計(jì)算預(yù)測(cè)點(diǎn)函數(shù)值，將其作為預(yù)測(cè)值，了解桿塔傾斜趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

1000 kV 特高壓輸電線路在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)利用信息技術(shù)，對(duì)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，預(yù)測(cè)潛在故障與安全隱患，保證特高壓輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，基于當(dāng)前創(chuàng)建的在線監(jiān)測(cè)管理平臺(tái)，建議結(jié)合目前我國(guó)電力行業(yè)與電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)做出創(chuàng)新，滿足行業(yè)多元化的在線監(jiān)測(cè)管理需求，為特高壓輸電線路穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。