蘇曉

（國(guó)網(wǎng)無(wú)錫供電公司，江蘇 無(wú)錫 214000）

近年來(lái)，隨著特高壓線路網(wǎng)架的持續(xù)建設(shè)和完善，架空輸電線路的規(guī)模越來(lái)越龐大，運(yùn)檢人員的數(shù)量呈減少趨勢(shì)，基層單位普遍存在人員結(jié)構(gòu)老齡化問(wèn)題，人員短缺也是輸電專業(yè)面臨的一項(xiàng)較大挑戰(zhàn)。目前，無(wú)錫地區(qū)輸電運(yùn)檢人員人均管轄線路規(guī)模已超過(guò)100 km，面對(duì)電網(wǎng)設(shè)備規(guī)?？焖贁U(kuò)大、外部環(huán)境更加復(fù)雜的發(fā)展趨勢(shì)，采用傳統(tǒng)的巡視手段對(duì)輸電線路通道進(jìn)行管理，已無(wú)法滿足智能電網(wǎng)對(duì)輸電線路通道管理的要求。積極探索智能運(yùn)檢技術(shù)、提升人員素質(zhì)、提高技術(shù)水平是運(yùn)檢專業(yè)發(fā)展的必由之路。

1 輸電線路運(yùn)檢面臨的問(wèn)題

1.1 外部環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻

輸電線路作為輸配電網(wǎng)的紐帶，對(duì)輸電線路進(jìn)行定期巡檢排查是保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。由于輸電線路長(zhǎng)期處于運(yùn)行狀態(tài)且暴露在大自然中，不僅承受著正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的作用，還經(jīng)受著污穢、雷擊、強(qiáng)風(fēng)、洪水、滑坡、沉陷、地震和鳥(niǎo)害等外力的侵害，上述因素會(huì)促使線路上各個(gè)元件老化、疲勞、氧化和腐蝕[1]。因此，定期巡檢電網(wǎng)對(duì)及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣老化、設(shè)備損壞等具有重要的意義。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加快，線路保護(hù)區(qū)內(nèi)違章施工、吊車種樹(shù)、取土堆土等行為屢禁不止，輸電線路的外部矛盾日益突出，運(yùn)用可視化值守平臺(tái)對(duì)輸電線路通道進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)正被逐漸推廣應(yīng)用。

1.2 傳統(tǒng)運(yùn)檢模式難以適應(yīng)智能化轉(zhuǎn)型要求

傳統(tǒng)運(yùn)檢模式以人工巡視、停電檢修為主，信息獲取方式傳統(tǒng)、來(lái)源單一，在設(shè)備、通道和環(huán)境的狀態(tài)管控方面缺乏有效手段。原先“用腳步丈量輸電線路”的人巡模式已經(jīng)很難滿足發(fā)展要求。而狀態(tài)檢修的提出也進(jìn)一步提升了輸電巡檢工作精益化水平的要求，依靠肉眼觀察和經(jīng)驗(yàn)判斷的巡視方法亟需向智能化方向轉(zhuǎn)變，推動(dòng)環(huán)境監(jiān)測(cè)預(yù)警、通道可視化、本體狀態(tài)監(jiān)測(cè)等新技術(shù)與傳統(tǒng)運(yùn)檢業(yè)務(wù)的融合。針對(duì)日益復(fù)雜的線路通道狀況和常態(tài)化的保電工作，為緩解輸電運(yùn)檢專業(yè)短期內(nèi)結(jié)構(gòu)性缺員的矛盾，滿足精益化運(yùn)維管理的需要，需抓住提升安全意識(shí)這一主要矛盾，圍繞“外拓意識(shí)支撐、內(nèi)抓文化再造”的核心思想，推行區(qū)域化、差異化運(yùn)維管理模式，完善防外破協(xié)調(diào)機(jī)制，打造智能化管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)行安全管理提質(zhì)增效。

2 綜合可視化值守平臺(tái)應(yīng)用

2.1 綜合可視化值守平臺(tái)體系架構(gòu)

輸電綜合可視化值守平臺(tái)是一套基于智能化輸電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的系統(tǒng)，將最新的物聯(lián)網(wǎng)、自組織通信網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)挖掘、專家系統(tǒng)等信息技術(shù)與傳統(tǒng)的電力網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，使架空輸電網(wǎng)絡(luò)具有自我感知、環(huán)境評(píng)估、智能診斷等能力。利用智能運(yùn)維系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡線、故障及事故預(yù)警、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)控等功能，可以大大降低輸電線路的故障率，提高供電可靠性，降低運(yùn)維的成本，系統(tǒng)總體框架如圖1所示。從結(jié)構(gòu)上看，輸電無(wú)人值守云平臺(tái)主要分為桿塔部分的主節(jié)點(diǎn)感知元件、傳感網(wǎng)絡(luò)、智能防控平臺(tái)和移動(dòng)作業(yè)終端4部分。通過(guò)桿塔上的節(jié)點(diǎn)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路數(shù)據(jù)的采集，發(fā)送給位于控制中心的后臺(tái)服務(wù)器后，對(duì)傳感器所采集的信息進(jìn)行分析及處理，篩選出具有代表性的線路狀態(tài)信息，輔助人員進(jìn)行決策工作，移動(dòng)端則可以實(shí)時(shí)查看通道視頻和接收平臺(tái)實(shí)時(shí)推送的預(yù)警信息。

2.2 主節(jié)點(diǎn)與傳感網(wǎng)

該系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)安裝于輸電線路上，以自組網(wǎng)的方式自動(dòng)構(gòu)成數(shù)據(jù)通路，通過(guò)主節(jié)點(diǎn)采集的線路通道視頻數(shù)據(jù)、線路狀態(tài)參數(shù)、傳感器所收集的信息都是通過(guò)該數(shù)據(jù)通路進(jìn)行傳送。傳感器節(jié)點(diǎn)則安裝在桿塔、絕緣子以及其他任意需要監(jiān)控的位置，傳感器所采集的數(shù)據(jù)由其所產(chǎn)生的傳感網(wǎng)絡(luò)匯聚到最近的主節(jié)點(diǎn)中，主節(jié)點(diǎn)與傳感網(wǎng)如圖2所示。

2.3 智能管控平臺(tái)與移動(dòng)終端

主節(jié)點(diǎn)所采集的數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)通路傳送至后方的變電站，變電站主要完成圖像及數(shù)據(jù)的處理和存儲(chǔ)，之后通過(guò)專網(wǎng)傳送至后臺(tái)系統(tǒng)。后臺(tái)系統(tǒng)統(tǒng)一布置在電網(wǎng)的控制中心，用戶可在控制中心訪問(wèn)后臺(tái)系統(tǒng)或通過(guò)PC、手持設(shè)備等終端訪問(wèn)后臺(tái)系統(tǒng)，后臺(tái)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、事故及故障預(yù)警、數(shù)據(jù)挖掘及其他智能化功能，智能防控平臺(tái)如圖3所示。

圖3 智能防控平臺(tái)

2.4 輸電線路狀態(tài)檢測(cè)

輸電綜合可視化值守平臺(tái)通過(guò)線路桿塔上安裝的傳感節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路周邊環(huán)境信息的監(jiān)測(cè)，由于其監(jiān)測(cè)位置位于桿塔上，自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)可以確定準(zhǔn)確的位置，有效縮短故障搶修時(shí)間。不同的輸電線路因地區(qū)、電壓等級(jí)、運(yùn)行方式等不同因素影響，缺陷的表現(xiàn)方式也千差萬(wàn)別。從缺陷位置來(lái)看，單靠肉眼去巡視桿塔本體、基礎(chǔ)、金具、絕緣子等總會(huì)有盲點(diǎn)，無(wú)法詳細(xì)獲得線路運(yùn)行的狀態(tài)信息，從而無(wú)法做出準(zhǔn)確的判斷。該系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)周圍環(huán)境的同時(shí)，提供了數(shù)據(jù)信息的接口，由于其本身具有傳感網(wǎng)絡(luò)功能，可以對(duì)其他獨(dú)立傳感器的信息進(jìn)行收集，從而集中進(jìn)行分析處理，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的線路診斷。

2.5 故障診斷數(shù)據(jù)庫(kù)功能

利用傳統(tǒng)的輸電在線監(jiān)測(cè)裝置只能實(shí)現(xiàn)信息的傳遞，裝置工作時(shí)往往會(huì)簡(jiǎn)單采集音視頻、溫度、風(fēng)速等數(shù)據(jù)，無(wú)論信息本身是否有價(jià)值，這樣會(huì)導(dǎo)致巡檢中獲得的數(shù)據(jù)量巨大，從而造成后期人工工作量大。另外，因?yàn)槿藛T經(jīng)驗(yàn)水平不同，不同的工作人員對(duì)同一線路狀態(tài)信息可能產(chǎn)生不同的判斷，線路診斷結(jié)果準(zhǔn)確與否，與人員的工作經(jīng)驗(yàn)和業(yè)務(wù)技能水平息息相關(guān)。輸電綜合可視化值守平臺(tái)通過(guò)后臺(tái)建立的智能防控體系構(gòu)建了輸電線路的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)模型，開(kāi)發(fā)了基于大數(shù)據(jù)的故障診斷技術(shù)，建立輸電線路、桿塔和金具等缺陷典型數(shù)據(jù)的專家數(shù)據(jù)庫(kù)，可對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行自動(dòng)處理，從而智能識(shí)別出線路缺陷，對(duì)可能存在的故障風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行預(yù)警并給出處理建議，這可以大大減少人員的工作量，提升工作效率。

2.6 可視化在線監(jiān)測(cè)

通過(guò)主節(jié)點(diǎn)安裝的傳感器可實(shí)現(xiàn)對(duì)通道及桿塔本體狀況的在線監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控輸電線路、桿塔等電力設(shè)施及通道運(yùn)行狀況，預(yù)防由外力破壞引起的事故，可對(duì)現(xiàn)場(chǎng)視頻和狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常就主動(dòng)報(bào)警，第一時(shí)間通知工作人員，在降低工作人員工作負(fù)擔(dān)、提高工作效率的同時(shí)大大降低異常漏報(bào)率。可視化遠(yuǎn)程巡檢如圖4所示。

圖4 可視化遠(yuǎn)程巡檢

2.7 外部數(shù)據(jù)接入

綜合可視化值守平臺(tái)創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)了外部數(shù)據(jù)的接入，對(duì)應(yīng)用的危險(xiǎn)源點(diǎn)數(shù)據(jù)、PMS數(shù)據(jù)都進(jìn)行了整合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一，減少重復(fù)的臺(tái)賬工作，對(duì)設(shè)備的本體信息、危險(xiǎn)源信息、缺陷信息進(jìn)行再整理，優(yōu)化數(shù)據(jù)管理模式如圖5所示。

圖5 業(yè)務(wù)管控模塊

2.8 智能管控平臺(tái)

在整個(gè)系統(tǒng)中，后臺(tái)系統(tǒng)所采用的智能防控平臺(tái)可提供在線數(shù)據(jù)接入，同時(shí)可對(duì)大量的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。由于輸電專業(yè)的數(shù)據(jù)體量十分龐大，過(guò)多的管控平臺(tái)及系統(tǒng)一定程度上加重了人員負(fù)擔(dān)。綜合可視化值守平臺(tái)通過(guò)云端后臺(tái)接入了PMS系統(tǒng)、輸電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、危險(xiǎn)源管控平臺(tái)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)的優(yōu)化整合。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合可視化值守平臺(tái)運(yùn)用高效智能的傳感器和通信技術(shù)，可以在線監(jiān)測(cè)線路本體、通道、環(huán)境的全方位運(yùn)行信息。運(yùn)用戶外節(jié)點(diǎn)所構(gòu)建的專用信息網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了不需基站的數(shù)據(jù)信息傳輸，應(yīng)用自取電技術(shù)，打破信息傳輸固有模式的限制并保障了信息數(shù)據(jù)的安全性。借助物聯(lián)網(wǎng)信息手段，可全天候管控重要線路通道和危險(xiǎn)源點(diǎn)，單條線路的巡視時(shí)間平均可被縮短40%。通過(guò)對(duì)外部數(shù)據(jù)的接入，使用戶可以在一個(gè)操作平臺(tái)上使用多平臺(tái)數(shù)據(jù)，更加便捷、高效地實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電運(yùn)維工作的統(tǒng)一、智能管理。運(yùn)用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立專家知識(shí)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的自診斷、對(duì)事故及故障的預(yù)警等功能，實(shí)時(shí)推送預(yù)警信息，雷擊、臺(tái)風(fēng)等風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和故障定位能力得到大幅提升，檢修工作量可減少30%，用戶年均停電時(shí)間可減少1.2 h，下降約20%。切實(shí)提升輸電線路本體、通道和環(huán)節(jié)的狀態(tài)感知力和運(yùn)檢管控力，有效保障線路安全穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有重要意義。