智能電網(wǎng)輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展

高鋒

云南電網(wǎng)有限責(zé)任曲靖供電局 云南曲靖 655000

智能科技是21世紀(jì)的科技發(fā)展主流。運(yùn)用各種智能科技，解決生活生產(chǎn)中的一些列問題，能夠有效的減少人工體力勞動，節(jié)約時間。并且在全面檢查管理方面，都有著不可忽視的作用。而智能技術(shù)應(yīng)用在輸電線路上，是一項大膽的改革創(chuàng)新。并且這種檢測系統(tǒng)能夠有效的防范一些容易被人們忽視的問題。而物聯(lián)網(wǎng)的檢測系統(tǒng)可以隨時進(jìn)行更新，對輸電線進(jìn)行檢查，減少事故發(fā)生，因此對于基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用是勢在必行的。

1 在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

自1990年開始，在線監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展大體可以分為3個階段。第一階段（1990-2000年），主要以研究院所和高校開展的絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測技術(shù)理論研究工作為主。由于對在線監(jiān)測的作用認(rèn)識不足，且受制于電源、通信及傳感器技術(shù)等，沒有大范圍應(yīng)用的商業(yè)化產(chǎn)品[1]。第二階段（2001-2009年），隨著輸電線路運(yùn)行維護(hù)的需求以及通信傳感技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)科研院所和專業(yè)廠家陸續(xù)開發(fā)了部分在線監(jiān)測產(chǎn)品，如雷擊定位系統(tǒng)、輸電線路覆冰、導(dǎo)線舞動、線路防盜、圖像監(jiān)控、導(dǎo)線測溫等在線監(jiān)測裝置，并在電力系統(tǒng)中應(yīng)用。但由于系統(tǒng)架構(gòu)不規(guī)范、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不健全，導(dǎo)致運(yùn)行中裝置接入不統(tǒng)一，運(yùn)行不穩(wěn)定，孤島運(yùn)行。第三階段（2010至今），2010年國家智能電網(wǎng)建設(shè)全面實(shí)施，依據(jù)線路運(yùn)行實(shí)現(xiàn)“狀態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化和安全化”的總體要求，國家電網(wǎng)公司頒布了《輸電線路在線監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范》等14項標(biāo)準(zhǔn)，并委托中國電科院建設(shè)了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測裝置入網(wǎng)檢測實(shí)驗室。

2 智能電網(wǎng)輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)展

2.1 監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖形顯示技術(shù)

在線監(jiān)測系統(tǒng)借助傳感器將采集到的信號通過數(shù)據(jù)采集卡送入中央控制器，并利用傳感器收集溫度、濕度、雨量和振動等方面的環(huán)境變量。中央控制器可按照通信協(xié)議，通過傳送器將信息傳送至遠(yuǎn)方監(jiān)控中心，從而將數(shù)據(jù)存于不易丟失的大容量閃存中。監(jiān)測系統(tǒng)可利用監(jiān)控中心發(fā)出的控制信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、修改分機(jī)釆樣時間等操作。監(jiān)測系統(tǒng)的大屏幕具有顯示功能，在輸電線路勘測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上運(yùn)行，可將輸電線路和電氣設(shè)備按其實(shí)際地理位置展示在地理背景屏幕上，形成輸電線路走廊、架空線路、金具等設(shè)備的二維、三維圖像，還可形成直觀的虛擬現(xiàn)場，表現(xiàn)輸電線路的故障情況，這有利于測距定位。此外，還可以為輸電線路的可視化仿真、設(shè)備評估、災(zāi)害預(yù)警提供可視化平臺。利用直觀化的方法，可以及時、快速地顯示發(fā)生故障的輸電線路及其地理位置信息，以方便實(shí)施設(shè)備維護(hù)操作指令[2]。

2.2 需要進(jìn)一步深化研究的內(nèi)容

當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在輸變電線路在線監(jiān)測的應(yīng)用己漸趨成熟，鑒于物聯(lián)網(wǎng)的顯著優(yōu)勢，因此還需進(jìn)一步發(fā)揮其智能電網(wǎng)中的監(jiān)測作用，對比需對以下方面進(jìn)行深化:①基于RFID、北斗及狀態(tài)傳感器等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備智能監(jiān)測模型與全景狀態(tài)信息模型的研究。②具有數(shù)據(jù)存儲、計算、聯(lián)網(wǎng)、信息交互和自治協(xié)同能力的一體化智能監(jiān)測裝置的研制。③要進(jìn)一步加強(qiáng)對基于IEc標(biāo)準(zhǔn)的全站設(shè)備狀態(tài)信息通信技術(shù)及信息集成技術(shù)的研究力度，并且對有線/無線通信接口進(jìn)行進(jìn)一步的統(tǒng)一也是十分必要的。④當(dāng)前光纖傳感是電力傳感器的主流，應(yīng)深化對以光纖傳感為代表的電力專用傳感器的研究。⑤輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中監(jiān)測設(shè)備的可靠供電問題。⑥以三維立體全景全息可視化系統(tǒng)為代表的綜合信息可視化展示平臺開發(fā)及應(yīng)用。⑦“云”技術(shù)作為新興的存儲技術(shù)，其在物聯(lián)網(wǎng)的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與生命周期管理中的綜合應(yīng)用有待于進(jìn)一步開發(fā)和研究。

2.3 系統(tǒng)任務(wù)

系統(tǒng)的主要任務(wù)就是感知層和網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)。這兩層的任務(wù)圓滿完成，就能夠保證系統(tǒng)和輸電網(wǎng)絡(luò)的基本正常運(yùn)行。因此關(guān)注系統(tǒng)任務(wù)的完成度是十分必要的。并且能夠保證檢測系統(tǒng)的正常運(yùn)行，完成自身的任務(wù)。①感知層的任務(wù)。感知層主要是收集信息，信息分類，并且要把有關(guān)信息進(jìn)行整理和分類。同時要揀選出并不必要的信息，保證信息的正確和實(shí)用性。②網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層將感知層收集到的信息進(jìn)一步的分類，并且要進(jìn)行相關(guān)信息進(jìn)行管理的工作。這樣才能保證有關(guān)部門以及行業(yè)調(diào)取信息的時候能夠快速有效的進(jìn)行工作，不會因為某些程序和錯誤而影響工作，導(dǎo)致麻煩[3]。

2.4 輸電線路監(jiān)測預(yù)警技術(shù)

采用該技術(shù)可綜合分析各個監(jiān)測子系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、在線或離線數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還可分析設(shè)備故障的臨界條件，在故障即將發(fā)生的情況下，準(zhǔn)時告知線路檢修人員排查故障。一旦監(jiān)測系統(tǒng)中的氣象系統(tǒng)檢測到風(fēng)暴、雨、雪等天氣情況時，會分析其發(fā)生的地域、時間，并發(fā)出預(yù)警信息，告知線路運(yùn)行單位制訂災(zāi)害預(yù)防方案，從而減小災(zāi)害對線路的損壞。

3 結(jié)語

智能電網(wǎng)線路的規(guī)劃設(shè)計是一項復(fù)雜工程，涉及輸電線路、通信線路等多種建設(shè)項目，電力企業(yè)管理人員務(wù)必要加強(qiáng)對電路運(yùn)行實(shí)際狀況的調(diào)查，綜合收集環(huán)境、地形、人流量等信息，實(shí)現(xiàn)對輸電線路運(yùn)行狀態(tài)的有效監(jiān)測，進(jìn)一步提高線路規(guī)劃設(shè)計的合理性與可行性，推動電網(wǎng)建設(shè)的智能化、健康長效發(fā)展。