輸電網電子沙盤系統的設計與開發

林洲游+柯程煒+曾璧環

【摘 要】 臺風、冰凍等極端天氣造成的輸電線路事故，給線路應急搶修工作帶來了比較大的難度，為應急指揮決策帶來了更高要求；本文針對沿海地區臺風、冰凍等極端天氣搶修工作中的實際問題，針對該問題的應急決策輔助信息整合展示需求，研究了系統的應用架構方案，描述了信息整合及展示、應急調度、調度標繪三大功能，分析了系統的技術特點，建設了信息化的抗災搶修調度系統，提高了可視化指揮決策輔助水平，滿足了各類人員對數據監控多元化、抗災展示可視化、抗災應急模擬化應用需求。

【關鍵詞】 臺風 冰凍 應急調度 即時通信 應急搶修

1989年1月，110kV線路覆冰“霧凇”，桿塔受損1基，35kV線路倒桿2基，受損29基，斷線5處，導線受損29處，10kV線路倒桿45基，斷線96處，部分地區停電時間達228小時，事后，對部分地段采取了加強措施；1990年2月，“雨淞”厚度最大超過60mm，35kV線路受損5處；1991年，“雪凇”再次導致35kV線路斷線2處[1]。1992年10月4日，青海境內330kV龍黃線和龍花Ⅰ、Ⅱ回線路覆冰約20～35mm，遠遠超過10mm的冰厚設計值，導致倒塔8基，三條線路分別在停運15～25天后恢復送電[2]。2006年8月，臺風“桑美”襲擊浙江省部分地區，溫州地區統計得到10min平均最大風速42.1m/s，遠超過浙江東南沿海110kV和220kV線路35m/s的設計最大風速，導致220kV線路倒塔3基，110kV線路倒塔（桿）98基，35kV線路倒桿106基，35kV及以上線路損壞260km[3]。

隨著工業化進程的加快和高新技術產業的發展，經濟社會對安全可靠電力的依賴性越來越強。電網在能源供應安全體系中的重要地位日益重要。同時對應急搶修指揮人員的要求越來越嚴苛，如何提高輸電線路搶修處理過程中的決策能力，有效指揮、組織搶修和恢復重建工作，減少其造成的影響，具有重要的意義。

本文從極端天氣的輸電線路搶修工作和應急指揮決策的角度出發，陳述了基于營配貫通的業務應用和可視化技術的電網電子沙盤系統的設計思路，闡述了電網電子沙盤如何在信息整合及展示、應急調度、調度標繪三個方面充分發揮作用，為建設信息化的抗災搶修調度系統，提高可視化指揮決策輔助水平，滿足各類人員對數據監控多元化、抗災展示可視化、抗災應急模擬化應用需求。

1 設計思路

電網電子沙盤系統結合輸電線路業務特點，完成地理信息數據（包括影像圖）的建立，目前擬采用百度（谷歌）地圖數據為底圖，采用方式分為在線與離線兩種方式，線路數據從已有系統進行采集利用等；提供后臺數據維護功能，各種數據的導入工具；結合各類氣象及交通數據與GIS平臺可視化功能，為應急指揮人員在應急事件發生時提供相應的數據支持和輔助功能，對設備搶險的應急準備、應急搶修、事后恢復的全過程監控。系統架構圖如圖1所示。

電網電子沙盤系統整合應急狀態下的各種信息的有效整合，并使得信息表達更加面向指揮者的思維和行為，圖示化的信息更適于情況綜合描述、判斷分析、溝通討論、決策部署和救援作業，同時，參與搶修的所有人員都可以通過即時通訊工具獲得與自己職能對應的指揮圖或工作圖，并通過系統實現思路合成與共享。通過建設電網電子沙盤系統，健全完備的應急搶修管理體系，實現應急預案健全化，數據監控多元化，抗災展示可視化，應急指揮網格化，為抗臺防災工作提供技術支撐。

系統主要特點如下：（1）實現了“輸電電子沙盤”電子模型及資源調度功能的研發。（2）實現了臺風發生時，電網設備搶險的應急準備、應急搶修、事后恢復的全過程監控的研發。（3）實現了臺風預警風圈范圍內，影響設備分布統計功能。

2 功能模塊

基于營配貫通的業務應用和可視化技術的電網電子沙盤系統，實現了線路管理、事故現場展示、極端氣象展示、應急人員調度、調度標繪等功能，功能框架圖如圖2所示。

2.1 線路管理

系統基于GIS地圖根據線路及桿塔坐標在地圖上自動生成線路及桿塔圖標，根據電壓等級對線路設備信息進行查詢顯示，包括線路的基礎屬性信息、桿塔的基礎屬性信息和照片信息。

2.2 事故現場展示

系統基于GIS地圖根據事故坐標在地圖上自動生成事故圖標，對未處理故障信息進行展示、定位和查看信息（包括照片和視頻信息）；對歷史處理故障信息進行展示、定位和查看信息（包括照片和視頻信息），可查詢最近一個月、三個月、最近半年、一年、三年的故障信息。

2.3 極端氣象展示

系統天氣服務實時滾動更新，包括境內各地區天氣現象、氣溫、風向、風力、濕度、冰凍情況、空氣質量等；提供臺風實時位置及路徑展示功能，包括信息展示（臺風編號、位置信息、臺風中文名、英文名、形成時間、中心風力、風速、移動速度、移動方向、7級風圈半徑、10級風圈半徑等信息）。

2.4 應急人員調度

系統實時顯示在線應急人員、車輛實時位置，并可臺實時與應急人員進行信息交流，包括文本信息、語音信息和視頻信息；通過即時通訊對應急人員車輛進行實時調度，并可以通過即時通訊實時了解事故現場情況，為應急調度決策人員提供第一手的現場資料。

2.5 調度標繪

在輸電電子沙盤系統上演示對應急事件的處理過程，包括應急事件主題，應急事件涉及人員，通過箭頭指示人員動作，為應急調度決策人員提供標準化的事故應急調度處理參考流程圖，對應急事故進行準確、快速的處理。

3 技術難點

輸電電子沙盤系統在輸電電網的基礎上，融合多種的互聯數據信息，主要技術難點如下：

（1）信息的獲取及展示。系統信息包括輸電線路數據、臺風路徑及預警信息、實時氣象信息、實時交通信息、應急人員、車輛分布信息等多重信息，系統需要通過互聯網快速、準確地獲取到這些信息，并將這些獲取到的信息進行有效整合，全面的在系統上展現出來。

（2）即時通信。在應急情況下，即時通信承擔著及時、準確、暢通地向應急調度決策指揮人員傳遞第一手信息的角色，所有要實現準確有效的指揮調度，事故現場信息的獲取是基礎，即時通信是保障，系統需要在應急調度決策人員和現場搶修人員之間建立快捷、高效的溝通橋梁，為應急搶修調度提供保障。

4 結語

冰凍、臺風等天氣對輸電線路安全有重大的威脅，本文主要就輸電電子沙盤在極端天氣中的應用做了相關分析，以在一定程度上優化應急搶修工作的開展，促進輸電電子沙盤系統的建設和應用，為應急搶修工作的開展提供一定參考。

但是，系統建設也存在以下兩點的不足：

（1）臺風路徑及預警信息、實時氣象信息、實時交通信息等信息都來自互聯網，所以在一定程度上會依賴與其它平臺，當其它平臺數據接口出現變更時，會直接影響后臺這些信息的獲取，給系統的維護工作帶來很大的困擾；

（2）即時通信使用的是微信公眾號平臺，所以在一定程度上會依賴與微信公眾號平臺，當微信公眾號平臺接口出現變動時，會直接影響系統的即時通信功能，給系統的維護工作帶來很大的困擾。

參考文獻：

[1]張大偉.寧夏南部山區架空輸電線路的覆冰與防護.寧夏電力，1995（1）：46-48.

[2]張惠清.330kV龍黃線、龍花Ⅰ回、龍花Ⅱ回覆冰倒塔事故調查分析.青海電力，1993，（2）：21-28.

[3]吳明祥，包建強，葉尹，等.超強臺風“桑美”引起溫州電網輸電線路事故的分析.電力建設，2007，28（9）：39-41.