孫婕韻 夏慧 顧黃晶 譚曉天

摘?要：貫徹落實國家“雙碳”戰(zhàn)略和構(gòu)建新型電力系統(tǒng)，核心關(guān)鍵是促進能源綠色低碳發(fā)展，打造智能數(shù)字電網(wǎng)。本文牢牢抓住以數(shù)字技術(shù)為電網(wǎng)賦能要求，運用“全周期管理”理念，融合“大云物移智”等先進信息技術(shù)，從“全程管理”和“全要素發(fā)力”兩個維度，構(gòu)建具有數(shù)字化特征的西虹橋電纜智慧樣板區(qū)，為打造虹橋商務(wù)區(qū)“鉆石型”配電網(wǎng)提供堅強支撐。相關(guān)研究成果提供了能源互聯(lián)網(wǎng)升級的樣板，為高標準打造一流電力發(fā)展環(huán)境、高水平服務(wù)智慧城市建設(shè)發(fā)揮了引領(lǐng)示范作用，具有十分重要的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：智慧樣板區(qū)；電纜精益化管理；全程管理；全要素發(fā)力

中圖分類號：F27?????文獻標識碼：A??????doi：10.19311/j.cnki.16723198.2023.18.030

1?電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)研究背景

1.1?服務(wù)“雙碳”目標、支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)的客觀需要

實現(xiàn)“雙碳”目標，能源是主戰(zhàn)場?！笆奈濉笔翘歼_峰的關(guān)鍵期、窗口期，要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。建設(shè)新型電力系統(tǒng)，電力是主力軍。新型電力系統(tǒng)作為新一代電網(wǎng)，具有清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動等基本特征，在構(gòu)建過程中需要以數(shù)字化改造升級傳統(tǒng)電網(wǎng)，打造數(shù)字電網(wǎng)、智能電網(wǎng)。因此，西虹橋的電網(wǎng)建設(shè)需要以數(shù)字技術(shù)為電網(wǎng)賦能，力爭打造能源互聯(lián)網(wǎng)升級的樣板，支撐新型電力系統(tǒng)建設(shè)，助力“雙碳”目標實現(xiàn)。

1.2?推動輸電專業(yè)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化升級的必然選擇

輸電線路作為電網(wǎng)的重要組成部分，是能源傳輸?shù)闹匾d體，其正常運行直接關(guān)系到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定、電能的可靠供應(yīng)。在能源革命和數(shù)字革命相融并進的背景下，有必要以數(shù)字化推動輸電專業(yè)向智慧化方向發(fā)展，進一步完善智慧運檢體系，保障線路安全穩(wěn)定運行。因此，需要開展西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)，推動傳統(tǒng)電纜線路向智慧電纜線路的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)電纜運檢模式向智慧電纜運檢模式的轉(zhuǎn)變，傳統(tǒng)管理方式向智慧管理方式的轉(zhuǎn)變，為輸電專業(yè)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型、智慧化升級發(fā)揮示范引領(lǐng)作用。

1.3?支撐卓越全球城市建設(shè)、長三角一體化發(fā)展的迫切需求

上海虹橋商務(wù)區(qū)地處長三角地區(qū)的交通網(wǎng)絡(luò)中心，承載著引領(lǐng)長三角一體化高質(zhì)量發(fā)展和上海打造卓越的全球城市的核心功能。2022年11月，上海市出臺《上海市促進虹橋國際中央商務(wù)區(qū)發(fā)展條例》，提出將虹橋商務(wù)區(qū)打造成國際貿(mào)易中心新平臺、綜合交通樞紐。城市發(fā)展、電力先行，需要將“大云物移智”等現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)深度融合，打造具有本質(zhì)安全、全息互聯(lián)、智能運檢等特征的西虹橋電纜智慧樣板區(qū)，保障區(qū)域高可靠性供電，支撐虹橋商務(wù)區(qū)引領(lǐng)長三角一體化發(fā)展，助力上海卓越全球城市建設(shè)。

2?基于“全周期管理”的電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)實踐

圖1?西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)研究思路框架

“全周期管理”也稱作“全生命周期管理”。2022年，十三屆全國人大三次會議指出，“把全生命周期管理理念貫穿城市規(guī)劃、建設(shè)、管理全程各環(huán)節(jié)”。因此，為適應(yīng)虹橋商務(wù)區(qū)的新定位、新目標、新要求，充分運用“全周期管理”理論來開展西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)。具體以“打造西虹橋電纜智慧樣板區(qū)”為總體目標，以高壓電纜精益化管理綜合平臺為支撐基礎(chǔ)，從“全程管理”和“全要素發(fā)力”兩個方面實施“全周期管理”的核心理念與舉措，建設(shè)具有數(shù)字化特征的西虹橋電纜智慧樣板區(qū)，為打造虹橋商務(wù)區(qū)“鉆石型”配電網(wǎng)提供堅強支撐。研究思路框架如圖1所示。

2.1?強化規(guī)劃建設(shè)管理，落實電纜全程質(zhì)量管控

2.1.1?圍繞工程建設(shè)全流程，推進項目過程精細化管控

通過梳理電纜建設(shè)項目可研、初設(shè)、設(shè)計交底、施工、驗收等全流程環(huán)節(jié)，明確新建電纜及通道工程在關(guān)鍵節(jié)點的管控要求，并納入精益化管理綜合平臺生產(chǎn)準備及驗收等模塊，借助工程項目管理APP，實施項目建設(shè)過程信息化流轉(zhuǎn)與精細化管控。

2.1.2?統(tǒng)籌工程建設(shè)全時段，推進工程進度匹配度管控

根據(jù)西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)總體計劃，按照項目實施前中后各個階段，把項目可研、工程立項、物資供應(yīng)、工程施工、工程驗收等工作任務(wù)化整為零，進行目標分解，形成具有可操作性、科學(xué)性、針對性的目標計劃管理系統(tǒng)。并考慮項目特殊管理要求對工程建設(shè)進度匹配度的影響，以確保計劃設(shè)定均衡合理、項目實施穩(wěn)妥有序。例如，在設(shè)定本次工程施工階段目標時，充分考慮了執(zhí)行電纜工程“首件驗收制”的時間需要，保障整體工程進度不受影響。

2.1.3?針對工程建設(shè)全環(huán)節(jié)，推進施工作業(yè)智慧化管控

針對西虹橋電纜智慧樣板區(qū)電纜工程通道施工、電纜敷設(shè)、附件安裝和通道測繪等全程環(huán)節(jié)實施數(shù)字化管控。通過視頻實時接入建設(shè)、施工、監(jiān)理、運維等單位開展過程監(jiān)控，采用人臉識別、數(shù)字化采集等方式，加強附件安裝管控能力。例如，本次工程建設(shè)中通過圖像識別、邊緣計算技術(shù)，支撐在電纜附件安裝環(huán)節(jié)把好施工人員資質(zhì)審核關(guān)。

2.2?強化運行維護管理，推進電纜智慧運檢體系建設(shè)

2.2.1?加大裝備配置和平臺應(yīng)用，建立電纜智能監(jiān)測體系

建立完善西虹橋電纜智慧樣板區(qū)電纜本體及通道環(huán)境智能監(jiān)測體系，通過推進光纖測溫、高頻局放、智能井蓋、智能巡檢機器人等電纜及通道運行環(huán)境監(jiān)控裝備、儀器儀表的安裝配置，將區(qū)域內(nèi)電纜線路建成實時感知和全息互聯(lián)的智慧電纜通道，為進一步狀態(tài)評估與管控提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，借助精益化管理綜合平臺，對區(qū)域內(nèi)電纜設(shè)備運行狀態(tài)進行監(jiān)控與管理，開展實時分析、狀態(tài)診斷、自動預(yù)警和遠程操作，確保電纜設(shè)備故障及時發(fā)現(xiàn)和快速處置。

2.2.2?推動移動巡檢和機器代人，建立高效智慧運檢模式

以實現(xiàn)智能巡檢為目標，依托“數(shù)字化班組”建設(shè)，在西虹橋電纜智慧樣板區(qū)加大狀態(tài)監(jiān)測、巡檢裝備應(yīng)用，推進電纜通道機器代人，構(gòu)建電纜及通道智能巡檢體系。同時，深化應(yīng)用精益化管理綜合平臺，支撐電纜故障后精確定位、電纜運行狀態(tài)動態(tài)評估運維，打造“一終端、一平臺、一看板”的高效智慧運檢模式，提高電纜線路及通道的運檢質(zhì)量。

2.2.3?搭建決策平臺和評估模型，建立多維度智能決策引擎

以實現(xiàn)西虹橋電纜智慧樣板區(qū)電纜及通道差異化運維管理為目標，融合作業(yè)流程、狀態(tài)監(jiān)測和系統(tǒng)運行等多源數(shù)據(jù)流，建立多維度狀態(tài)智能決策云平臺?；诟邏弘娎|專業(yè)精益化管理平臺應(yīng)用，開展各類感知終端采集及運檢作業(yè)數(shù)據(jù)的集中監(jiān)控和報表統(tǒng)計，并充分挖掘數(shù)據(jù)價值，輔助運維人員決策。同時，搭建設(shè)備狀態(tài)評估模型，建立多維度狀態(tài)智能決策引擎，實時動態(tài)評估設(shè)備最新狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和隱患，對運維檢修策略提供科學(xué)建議。

2.3?拓展區(qū)域場景應(yīng)用，提升電纜智慧樣板區(qū)服務(wù)效能

2.3.1?拓展巡檢智慧物聯(lián)場景應(yīng)用，打造“天地一體”巡檢體系

以提升電纜及通道巡檢質(zhì)效為目標，基于西虹橋電纜智慧樣板區(qū)電纜線路運維實際情況，打造“天地一體”巡檢體系，實現(xiàn)電纜線路巡檢智能高效、安全可控。針對因工程施工導(dǎo)致電纜線路受外力損壞的問題，在重要電纜通道和固定隱患點加裝警示牌可視化裝置，并與光纖振動等防外破監(jiān)測系統(tǒng)聯(lián)動，實現(xiàn)全天候的違章自動監(jiān)拍、隱患自主預(yù)警，提高電纜外破隱患管理水平。同時，采用無人機并搭載多類型智能感知傳感器，對人員和車輛難以到達的區(qū)段開展立體巡視，確保電纜通道巡視無盲區(qū)、無死角，彌補人工巡檢的空白，進一步提高巡檢質(zhì)量。

2.3.2?拓展保電智慧物聯(lián)場景應(yīng)用，打造全景智慧保電新模式

依托西虹橋電纜智慧樣板區(qū)各類智能感知終端，積極參與保電“大腦中樞”——全景智慧供電保障系統(tǒng)建設(shè)。各類智能感知終端監(jiān)測匯總的數(shù)據(jù)流全面支撐全景智慧供電保障系統(tǒng)日常保電和應(yīng)急指揮的工作需求，助力打造全景智慧保電新模式。通過對電網(wǎng)態(tài)勢、設(shè)備運行、關(guān)鍵指標的不間斷監(jiān)測，對供電保障、工作指揮、資源調(diào)度的全景化監(jiān)控，輔助指揮人員更全面直觀地掌握各類電網(wǎng)信息，有效預(yù)防電網(wǎng)故障或異常，提高供電保障水平。目前，該系統(tǒng)已有效支撐5屆進博會保電工作。

2.3.3?拓展共享智慧物聯(lián)場景應(yīng)用，打造資源共享生態(tài)圈

以推動資源共享和高效利用為目標，打造西虹橋電纜智慧樣板區(qū)地下通道和數(shù)據(jù)資源共享生態(tài)圈。在地下通道資源共享方面，基于電纜精益化管理綜合平臺，實現(xiàn)樣板區(qū)內(nèi)電纜通道內(nèi)光纜孔位、通信資源占用率、使用單位的查詢及展示。規(guī)范光纜在工井內(nèi)布置，提升通道光纜敷設(shè)容量，推進公司光纜資源的共享。在數(shù)據(jù)資源共享方面，不斷整合各類感知設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，挖掘數(shù)據(jù)資源的潛在價值，在做好數(shù)據(jù)保密的前提下，對外提供數(shù)據(jù)增值服務(wù)，推動數(shù)據(jù)資源開放共享，促進智慧城市建設(shè)。

2.4?強化基礎(chǔ)要素支撐，保障電纜智慧樣板區(qū)高效建設(shè)

2.4.1?打造數(shù)字化班組，優(yōu)化班組作業(yè)和設(shè)備管理模式

面對虹橋商務(wù)區(qū)供電保障的高標準、高要求，打造數(shù)字化班組，優(yōu)化班組作業(yè)模式、提升智慧服務(wù)水平，是提高西虹橋電纜智慧樣板區(qū)電纜運檢效率的必然選擇。為此，開發(fā)部署“智慧班組管理”應(yīng)用，融合先進信息通信技術(shù)，實現(xiàn)人員、資源與計劃的合理分配和工作流程標準化、實時管控與遠程支持。依托數(shù)字化班組建設(shè)，開發(fā)數(shù)字化員工移動作業(yè)APP，打通“最后一公里”壁壘，實現(xiàn)電纜及通道移動巡檢和線上記錄維護，自動推送巡視、檢測等周期性工作計劃，自動預(yù)警巡檢超周期情況等多項功能，輔助人員進行決策。

2.4.2?開展數(shù)字孿生技術(shù)研究，促進輸電電纜電力物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展

結(jié)合高壓電纜運維發(fā)展趨勢，充分利用物理模型、智能傳感器、運行歷史等數(shù)據(jù)，對電纜及通道的三維立體建模，構(gòu)建數(shù)字孿生系統(tǒng)，完成虛擬設(shè)備與實體裝備的映射，提供全息人機交互模式，實現(xiàn)全面掌握電纜及通道狀態(tài)、人員作業(yè)開展情況，進一步支撐高壓電纜精益化、智能化運維管理。同時，將全息影像AR技術(shù)與電纜通道相結(jié)合，開展基于三維重建、全時空AR定位與可視化技術(shù)在電網(wǎng)通道工程中的融合應(yīng)用工作，實現(xiàn)電纜排管全程智能管控。借助西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)，開展了一大批電纜智慧運維新技術(shù)的研究開發(fā)和試點應(yīng)用，專業(yè)技術(shù)水平和研究成果得到進一步提升，有力促進輸電電纜物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.4.3?建立組織保障機制，有序推進西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)

加強組織保障。統(tǒng)籌整合專業(yè)資源力量，建立包含“領(lǐng)導(dǎo)小組—工作小組—專業(yè)保障組”三層級的組織體系。其中，領(lǐng)導(dǎo)小組負責(zé)對西虹橋電纜智慧樣板區(qū)的規(guī)劃建設(shè)、運行維護和拓展應(yīng)用工作進行全面總體指導(dǎo)和把關(guān)；工作小組負責(zé)方案的制定和具體實施，對西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)工作質(zhì)量和進度進行把控；專業(yè)保障組包含通道測繪、通道施工、電纜敷設(shè)、附件安裝、運行維護和綜合保障六個專業(yè)組，負責(zé)對應(yīng)專業(yè)的工作開展和質(zhì)量保證。建立工作機制。在西虹橋電纜智慧樣板區(qū)規(guī)劃建設(shè)階段，建立周信息報送、周例會機制、技術(shù)監(jiān)督、過程監(jiān)控和調(diào)試驗收五項管理機制。在西虹橋電纜智慧樣板區(qū)運行維護和拓展應(yīng)用階段，建立電纜設(shè)備主人負責(zé)制和高壓電纜通道區(qū)域聯(lián)防機制。落實設(shè)備到人，做到“每回線、每段通道”從建設(shè)、巡視、維護、檢測、驗收到檢修的專人全程負責(zé)到底，保障電纜運行安全。

3?結(jié)論與展望

3.1?研究結(jié)論

通過開展西虹橋電纜智慧樣板區(qū)的建設(shè)研究，進一步提高了區(qū)域內(nèi)高壓電纜線路的供電可靠性，對虹橋商務(wù)區(qū)“打造國際一流營商環(huán)境”“建設(shè)基于人工智能和5G物聯(lián)的長三角城市大腦集群”“推動綠色低碳發(fā)展”“構(gòu)建公共數(shù)據(jù)資源開放共享體系”等戰(zhàn)略落地貢獻了電力力量。同時，西虹橋電纜智慧樣板區(qū)的建設(shè)，將原有人工巡檢方式轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄苎矙z，推動高壓電纜由周期性檢測轉(zhuǎn)變?yōu)閷崟r監(jiān)測，不僅降低了電纜線路故障發(fā)生概率，節(jié)約電纜運維管理費用，減少故障停電損失，而且提升了電纜精益化管理水平，打造了高質(zhì)量的電力保障。

3.2?未來展望

本文研究形成的基于“全周期管理”的西虹橋電纜智慧樣板區(qū)建設(shè)成果，助力打造了電纜專業(yè)電力物聯(lián)網(wǎng)的模型、高效智慧運檢的模式、數(shù)字化轉(zhuǎn)型的模板和通道資源共享的樣板，成為國際一流高壓電纜精益管理示范城市的踐行者。相關(guān)建設(shè)經(jīng)驗成果已作為典型案例在臨港電纜通道進行推廣應(yīng)用。未來，通過挖掘西虹橋電纜智慧樣板區(qū)各類感知設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)的價值，可對外提供附加增值服務(wù)，推動數(shù)據(jù)資源開放共享，促進上海智慧城市建設(shè)。

參考文獻

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