電力光纜輔助分析管理系統(tǒng)研發(fā)鄭國男

代寧

摘 ? 要：隨著電力系統(tǒng)光纜通信的快速發(fā)展，保障電力光纖運行的可靠性是需要解決的問題。文章開發(fā)電力光纜輔助分析系統(tǒng)，實現基于地理位置的電力光纜線路管理、光纜的故障統(tǒng)計分析、光纜纖芯的負載預警和光纜線路光功率的預測功能，提高國網公司電力光纜運行管理智能化。

關鍵詞：電力光纜;故障分析;光功率預測

電力光纜作為電力傳輸和信息通信的載體，支撐智能電網的信息化和自動化過程。針對電力光纜運行管理過程中存在的諸多問題，增加對電力系統(tǒng)中光纜線路的管理效率，降低維護電力光纜的成本，本文依據電力光纜維護的需求，設計電力光纜輔助分析管理系統(tǒng)，實現電力光纜的線路管理、線路信息和故障統(tǒng)計分析和光功率預測功能。

1 ? ?電力光纜輔助分析管理系統(tǒng)設計

1.1 ?系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)設計應該滿足3個方面的需求：（1）方便用戶與系統(tǒng)的交互。系統(tǒng)設計要簡單、直觀、有效，避免復雜的操作，提高系統(tǒng)使用者的用戶體驗。（2）展示光纜線路和節(jié)點的信息。根據不同的線路在地圖上建立電力光纜的網絡。（3）根據已有的光功率信息，給用戶提供一些決策性的預測判斷。

1.2 ?系統(tǒng)功能需求分析

電力光纜輔助分析管理系統(tǒng)的總體功能應該滿足4個的方面：

（1）光纖線路管理功能。在整個系統(tǒng)中存在較多的光纖線路，為了方便管理，系統(tǒng)需實現對線路進行增加、刪除、查看（包括線路名稱、線路長度、光纜類型等）等功能和實現線路信息在地圖上更新功能。

（2）光纖線路節(jié)點管理功能。在已建立的線路上進行節(jié)點的添加，對現有的節(jié)點進行刪除和對于節(jié)點的經緯度、節(jié)點名、所在的線路名等基本信息的查看。

（3）統(tǒng)計分析功能。對于輔助管理分析系統(tǒng)，統(tǒng)計分析包含對線路的空芯率統(tǒng)計分析、對線路故障的錄入和年份故障類型分析、月份故障類型分析。

（4）光功率預測功能。用戶錄入線路上的光功率信息，然后對已有的光功率進行預測，使系統(tǒng)能夠根據不同的光功率數據給出相應的預測結果。以上功能都是光纜相關信息相互整合，最終將經過系統(tǒng)處理的結果以現狀圖，餅狀圖、柱狀圖等方式展示出來，給電力光纜管理者提供最終便利操作。

2 ? ?系統(tǒng)設計與實現

系統(tǒng)采用模塊化設計，用戶可通過界面化操作與數據庫進行交互，動態(tài)地更新系統(tǒng)數據。在系統(tǒng)的主界面包括4個部分：光纜線路管理、光纜線路節(jié)點管理、統(tǒng)計分析、光功率預測。系統(tǒng)功能具有在地圖上進行線路的更新和清除功能。系統(tǒng)主界面如圖1所示。

2.1 ?光纜線路管理設計

為了實現對光纜線路的管理，系統(tǒng)功能包含向數據庫中增加線路、從數據庫中刪除線路、查看線路基本信息情況和在地圖上進行展示光纜線路。增加線路功能中包含數據庫中已有線路基本信息的展示。通過添加線路編號、線路名稱、線路長度、電壓等級、光纜類型、光纜總芯數和剩余纖芯數等基本信息進入數據庫來完成添加線路的功能。刪除線路功能通過選擇已有的線路名，從數據庫中刪除線路。通過查看線路基本信息情況可以看到現有的光纜線路的基本信息。在主界面可以通過線路更新操作將已添加的線路信息在地圖上展示。

2.2 ?光纜線路節(jié)點管理設計

為了實現對光纜線路的節(jié)點管理，系統(tǒng)功能包含向數據庫中的某條線路上增加節(jié)點信息，對已有節(jié)點信息進行刪除，查看線路上的節(jié)點的基本信息。選擇要添加節(jié)點的線路、輸入節(jié)點編號、節(jié)點的經緯度、節(jié)點的名稱和節(jié)點所在的線路編號完成對光纖線路中節(jié)點信息錄入。可以選擇多個節(jié)點進行添加錄入，當節(jié)點添加完成，可以對已添加的節(jié)點在地圖上進行繪制。刪除節(jié)點功能通過選擇已有的節(jié)點，從數據庫中刪除節(jié)點。在線路基本信息表中選擇某一條線路，可以查看該線路上節(jié)點的編號和節(jié)點經緯度和節(jié)點名稱信息。

2.3 ?統(tǒng)計分析設計

統(tǒng)計分析設計包含3個部分：空芯率統(tǒng)計分析、故障信息的錄入、故障統(tǒng)計分析。

（1）空芯率統(tǒng)計分析。通過在主界面上選擇空芯率統(tǒng)計分析將跳轉到相應頁面，其中包括線路空芯率的展示，即每條線路上的空芯數和纖芯數的占比用柱狀圖展示;還包括線路的負載統(tǒng)計，用餅狀圖展示不同負載率的線路占比，用戶輸入空芯率的范圍可以看到該空芯率的范圍內的光纖線路的數目。為不同的負載率范圍設定一定的閾值，通過設定不同的閾值范圍，來為光纖負載率設定不同的等級。當光纖負載率過高時，系統(tǒng)給用戶發(fā)出警告信息，提示用戶進一步操作[1]。

（2）故障信息的錄入。讓用戶選擇要錄入的故障信息線路、故障類型和故障發(fā)生時間，可以及時更新故障信息數據庫，完成對線路故障信息的錄入。線路故障的統(tǒng)計分析，包括對單條線路和全部線路的分析。對于單條線路分析，用戶選擇線路和年份，查看以年份為單位的各種故障類型占比情況，或者查看以月份為單位的各類故障發(fā)生頻次。

（3）故障統(tǒng)計分析。對光纜線路進行統(tǒng)計分析，方便光纜線路維護人員從整體和細節(jié)上全面把握線路上可能出現問題的情況，提高工作效率。

2.4 ?光功率預測設計

光功率預測設計包括錄入光功率、預測光功率兩個功能。

（1）錄入光功率，用戶可以通過選擇主頁面光功率預測下的錄入光功率來進行光功率信息的錄入。選擇要錄入的光功率線路、用戶輸入線路的光功率數據和該光功率所錄入的日期，就可以將光功率信息錄入到數據庫中[2]。

（2）預測光功率，用戶通過調取已錄入的光功率信息來完成對未來一天的光功率預測。用戶通過在光纖線路列表中首先選擇某一線路，然后選擇線路的全部時間段或者選定一定時間段來對該線路未來的光功率進行預測。對于選中的時間段，根據實際情況，設定一定的時間段最小閾值，可以控制預測的準確度。光功率的預測以光功率曲線形式表示光功率變化趨勢，用列表形式展示光功率預測的詳細信息，以消息彈框的形式展示光功率預測結果。光功率預測界面如圖2所示。

通過以上系統(tǒng)功能的設計，完成電力光纜輔助分析管理系統(tǒng)開發(fā)，系統(tǒng)能夠為用戶提供預測的光功率和光纖線路上的負載均衡信息，展示光纜線路的詳細信息和地圖上的光纜信息，最終實現電力光纜的自動化分析。

3 ? ?結語

電力光纜輔助管理系統(tǒng)實現光纜線路和節(jié)點管理、光纜空芯率、光纜故障統(tǒng)計分析和光功率預測功能。借助此系統(tǒng)，高效管理電力光纜網絡及線路，及時掌握光纜線路運行情況，發(fā)現故障存在問題，對光功率給出預測，給維護決策提供參考。

[參考文獻]

[1]戴振光，盧琦淇，林慶達.電力光纜維護智能輔助系統(tǒng)的開發(fā)[J].廣西電力，2019（6）：34-36.

[2]王恒立.光纜通信傳輸網絡維護系統(tǒng)的設計與實現[J].無線互聯技，2013（1）：25.

Abstract：With the rapid development of optical fiber communication in power system， ensuring the reliability of power optical fiber operation is a problem to be solved. This paper develop the auxiliary analysis system of power optical cable to realize the precise location of the power optical cable， fault analysis of the optical cable， fiber core load early warning and optical power prediction function， improve the operation of intelligent power optical cable.

Key words：power cable; failure analysis; optical power prediction