無信號區(qū)輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用研究

潘宏偉，梁芝柱

（寧波供電公司，浙江 寧波 315033）

0 引 言

針對極端災(zāi)害天氣逐年多發(fā)頻發(fā)的嚴(yán)峻形勢、電網(wǎng)設(shè)備數(shù)量急劇增加、電網(wǎng)搶修工作任務(wù)逐年繁重和智能監(jiān)測及預(yù)警服務(wù)體系不成熟等現(xiàn)實(shí)因素，現(xiàn)階段迫切需要借助科技手段，建立輸電網(wǎng)智能監(jiān)測及預(yù)警服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，提高電網(wǎng)自然災(zāi)害應(yīng)急和處置能力，將線路氣象災(zāi)害事故消除于萌芽狀態(tài)。隨著科技的發(fā)展，采用數(shù)字科技手段提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平成為現(xiàn)代化電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢，實(shí)現(xiàn)無人煙區(qū)、無信號覆蓋區(qū)輸電線路運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)監(jiān)測與監(jiān)控，將是實(shí)現(xiàn)智能輸電網(wǎng)的重點(diǎn)。因此，構(gòu)建無信號區(qū)輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)勢在必行。

1 系統(tǒng)實(shí)用案例分析

1.1 現(xiàn)場實(shí)施

2016年10月，在寧波供電公司管轄的220 kV山北線、500 kV山花甲線上，安裝了19套基于WiFi、光纖、4G混合自組網(wǎng)通信的輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)輸電線路覆冰、微氣象、桿塔傾斜度的監(jiān)測和視頻山火預(yù)防監(jiān)控功能。這些設(shè)備的安裝點(diǎn)全部位于高山、覆冰嚴(yán)重、山火重點(diǎn)防范區(qū)、移動(dòng)信號覆蓋不穩(wěn)定和日常巡視困難等山地區(qū)。

通過項(xiàng)目實(shí)施，線路維護(hù)人員在辦公室或利用手機(jī)APP客戶端，可以看到輸電線路現(xiàn)場覆冰狀況、氣象狀況、桿塔是否因覆冰或泥石流發(fā)生傾斜等線路的現(xiàn)場實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況，可以看到線路現(xiàn)場的高清視頻。發(fā)生山火時(shí)，通過視頻可以實(shí)時(shí)掌握現(xiàn)場山火的燃燒趨勢[1]。

1.2 數(shù)據(jù)分析

該區(qū)域春季天干物燥，屬于一種典型的火災(zāi)多發(fā)性季節(jié)。通過前期數(shù)據(jù)分析可知，火災(zāi)頻發(fā)的重點(diǎn)區(qū)域——山花甲線40#桿塔山。技術(shù)人員通過巡視智能監(jiān)測系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)軟件中系統(tǒng)界面呈現(xiàn)的火警信息，及時(shí)獲取了山火的準(zhǔn)確位置，具體界面如圖1所示。

結(jié)合火情地點(diǎn)，筆者在后臺仔細(xì)觀察500 kV山花甲線火災(zāi)的評估指標(biāo)。結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行提示發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)主要由人為因素引發(fā)，等級為中等，現(xiàn)場整體火勢比較猛烈；現(xiàn)場的氣溫最高為33°，全天降雨，整體濕度相對較低，維持在35%左右，風(fēng)速為微風(fēng)等級。雖然火災(zāi)現(xiàn)場整體風(fēng)速較低，但是溫度會逐步提升，如果不緊急控制相鄰山鎮(zhèn)和森林重點(diǎn)防火區(qū)域，易引起山上的松樹、桉樹、灌木叢發(fā)生火災(zāi)，產(chǎn)生大面積火災(zāi)，危機(jī)附近居民的人身安全，嚴(yán)重威脅電網(wǎng)運(yùn)行安全。此時(shí)，結(jié)合無信號區(qū)輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)的反饋狀況，一部分隊(duì)伍輸電部的操作人員緊急按照系統(tǒng)預(yù)定方案，科學(xué)計(jì)算建立隔離帶另一部分隊(duì)伍全力滅火。熊熊的烈火沒有嚇退供電鐵軍，反而進(jìn)一步點(diǎn)燃了他們勇斗山火的激情，隊(duì)員全力以赴，撲救蔓延的山火。由于系統(tǒng)及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，實(shí)施多重應(yīng)急預(yù)案，使山火在1 h內(nèi)被順利撲滅，保障了人們的生命安全[2]。

圖1 500 kV山花甲線山火現(xiàn)場視頻傳輸圖

2 系統(tǒng)的實(shí)踐優(yōu)勢

筆者通過輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)展開實(shí)例分析，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在四個(gè)維度。

2.1 豐富電網(wǎng)智能化理論

本課題的研究涉及電力行業(yè)，屬于國家重點(diǎn)戰(zhàn)略安全領(lǐng)域，直接影響我國電力產(chǎn)業(yè)的安全，為我國的生產(chǎn)建設(shè)、人民生活質(zhì)量提供切實(shí)保障。輸電線路在線監(jiān)測行業(yè)屬于智能電網(wǎng)的重要組成部分，也是電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)的基礎(chǔ)保障。本項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)將有助于推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，從而帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國逐步實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)字化、智能化現(xiàn)代管理。

2.2 降低事故率

由于輸電桿的倒塌具有不確定性，會導(dǎo)致城市供電系統(tǒng)的規(guī)模性停電，對經(jīng)濟(jì)、社會造成影響。例如，一段功率為400 MW的500 kV輸電線路，其產(chǎn)生的故障在60 min內(nèi)造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)120萬元。采用輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)可以有效減少冰雪等災(zāi)害的發(fā)生，線路覆冰時(shí)，利用本系統(tǒng)傳輸現(xiàn)場的覆冰視頻，為線路覆冰期搶修提供技術(shù)支撐[3]。

2.3 提升智能化管理水平

運(yùn)用無信號區(qū)輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效解決無線鏈路傳輸不穩(wěn)定、供電系統(tǒng)運(yùn)行紊亂、圖像傳輸不清晰和設(shè)備維護(hù)工作量大等問題，有效解決傳統(tǒng)模式監(jiān)測的局限性，實(shí)現(xiàn)對各信號區(qū)線路走廊環(huán)境狀況、覆冰狀況、氣象狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控，加強(qiáng)覆冰期及重點(diǎn)線路之間的狀況檢測，從而不斷提升智能化管理水平。

2.4 提供技術(shù)支撐

無信號區(qū)輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)的掛網(wǎng)運(yùn)行，能夠監(jiān)測電網(wǎng)的覆冰狀況、氣象狀況、桿塔傾斜度，并能傳輸監(jiān)測區(qū)域的高清視頻。電網(wǎng)維護(hù)人員在辦公室利用后臺客戶端系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)訪問現(xiàn)場的監(jiān)測數(shù)據(jù)和高清視頻，掌握現(xiàn)場線路的運(yùn)行狀況，猶如親臨現(xiàn)場。局部區(qū)域現(xiàn)場出現(xiàn)險(xiǎn)情或未來有大范圍自然災(zāi)害時(shí)，系統(tǒng)第一時(shí)間以客戶端軟件、手機(jī)微信等多種方式向線路運(yùn)維人員發(fā)送預(yù)警信息，很大程度上提高電網(wǎng)維護(hù)人員對自然災(zāi)害的反應(yīng)和處置能力，從而將電網(wǎng)事故消除于萌芽狀態(tài)，將事故損失降到最低[4]。

3 結(jié) 論

雖然輸電線路智能監(jiān)測系統(tǒng)已在我國輸電網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)采集精度性較高，但大面積安裝線監(jiān)測系統(tǒng)不是很成熟。一方面，工程造價(jià)較高，不適合在整個(gè)電網(wǎng)范圍內(nèi)普及應(yīng)用；另一方面，由于受現(xiàn)有技術(shù)監(jiān)測手段限制、輸電線路運(yùn)行環(huán)境極為復(fù)雜、惡劣等因素影響，在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測功能還不能完全滿足國家電網(wǎng)的線路巡檢與管理維護(hù)的需求，產(chǎn)品監(jiān)測功能的完整性與我國智能電網(wǎng)建設(shè)需求還有一定距離，仍待后續(xù)完善解決。