輸電線路智能化發(fā)展方向分析

車超

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司常州運維站，江蘇 常州 213000）

一、引言

我國經(jīng)濟的改善促進了科學(xué)技術(shù)水平的提高。電力企業(yè)已成為我國的主要產(chǎn)業(yè)，電力企業(yè)的核心是輸電線路的安全運行。在實際環(huán)境中，某些因素的影響會損害輸電線路運行的安全性和穩(wěn)定性，導(dǎo)致安全事故。為了解決這一問題，電力公司應(yīng)運用智能技術(shù)有效地維護輸電線路的運行，提高輸電線路的智能管理水平，促進企業(yè)的快速發(fā)展。現(xiàn)有的輸電線路檢查方法效率低、質(zhì)量低、速度慢，會干擾智能化電網(wǎng)的發(fā)展，特別是在惡劣的環(huán)境下，亟待改進。

二、輸電線路的智能化發(fā)展分析

（一）地理信息系統(tǒng)（GIS）

基于GIS 技術(shù)的應(yīng)用，往往會使用GPS、RS（遙感）和Ls（激光掃描）這三項主要技術(shù)，并且基于這些技術(shù)，可以構(gòu)建2D 和3D 立體模型。在軌道測量中，已經(jīng)使用了三維可視化來獲得一定的結(jié)果，但是對于輸電線路檢查的應(yīng)用仍然存在一定的局限性。換句話說，空中雷達掃描沒有足夠的分辨率來處理后期圖像，雖然可以通過其他途徑來獲取更高的分辨率，但是成本昂貴且難以獲得飛行許可證。

（二）巡線巡邏機器人

人工巡線檢查的效率低、勞動強度高、地理條件有限，在電網(wǎng)發(fā)展中不可避免地要開發(fā)和使用巡線檢查機器人。當前使用的巡線機器人主要由以下機器人組成：檢測設(shè)備（紅外探測器、可見光攝像頭）沿著一條線行走，并將檢測到的信息傳輸?shù)降孛嬖O(shè)備進行分析和處理。然而，對機器人的開發(fā)和使用的要求相對較高，并且由于天氣等原因，使用條件也受到限制，因此尚未廣泛運用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機器人巡線將逐步取代人工巡線。

（三）智能直升機檢查系統(tǒng)

隨著我國電網(wǎng)的快速發(fā)展，特別是進入無人區(qū)和低人口地區(qū)的輸電線路數(shù)量的增加，人工巡線方法已不能滿足電網(wǎng)日益增長的需求。直升機巡線已成為國內(nèi)輸電線路的主要發(fā)展方向，但運行成本較高，對天氣條件的要求也較高。直升機巡線不是高度自動化的，沒有專門的航空系統(tǒng)來支持，所有設(shè)備都是人工操作，容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)漏檢的情況，需要詳細檢查。并且在檢查過程中，巡線下方的農(nóng)作物易受到損壞。由此可見，僅就目前而言，直升機巡線還不能完全替代人工巡線。

（四）無人機掃描

無人機是由無線電遙控設(shè)備或自己的程序控制單元操作的無人機。使用無人飛行器進行輸電線路檢查研究需要許多高級專業(yè)技術(shù)，并且需要高度的研究深度和水平，這是一項剛剛起步的新技術(shù)，已應(yīng)用于中國的中央電網(wǎng)和一些重要的試點項目。與傳統(tǒng)的人工巡線方法相比，該技術(shù)更加先進和有效，可以作為確保輸電線路安全運行的經(jīng)濟可行的新手段。隨著無人機控制技術(shù)的發(fā)展，可以執(zhí)行遙測數(shù)據(jù)控制、地理匹配控制和GPS 衛(wèi)星電勢控制。控制操作過程簡單、可靠、運行穩(wěn)定、經(jīng)濟效益高。通常，一架無人駕駛飛機的速度和效率是有人駕駛飛機的10 倍，且不受天氣影響，耐用性強。無人機的使用可以減輕工人的勞動強度，降低高壓輸電線路的運行和維護成本，如今，無人機代替有人駕駛飛機執(zhí)行各種任務(wù)已成為趨勢。無人機巡線也勢必將成為快速、高效、發(fā)展前景廣闊的巡線方式。

（五）輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)包括輸電線路覆冰在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路遠程視頻在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路微氣象在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路風偏在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路塔坡在線監(jiān)測系統(tǒng)、輸電線路（配件）溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)等。輸電線路檢查主要依靠運維人員的定期檢查，可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的一些潛在危險，但是由于其自身的局限性，缺乏特殊的環(huán)境和氣候檢測功能，無法把握細微的變化。在檢查周期的真空期，由于輸電線路在進行下一次巡線之前缺乏有效的監(jiān)控，很可能發(fā)生輸電故障。而在線監(jiān)控系統(tǒng)可以彌補這些缺點。輸電線路在線監(jiān)控系統(tǒng)（OMDS）通過各種檢測器檢測傳輸線的溫度、濕度、風速、風向、泄漏電流、結(jié)冰狀態(tài)、視頻或照片以及其他數(shù)字信息，并通過GPRS/CDMA 通道，可以在監(jiān)視高壓傳輸線狀態(tài)中心的同時通過互聯(lián)網(wǎng)登錄到各種內(nèi)部管理系統(tǒng)和調(diào)度自動化系統(tǒng)。監(jiān)控中心配備了液晶拼接大屏幕系統(tǒng)，可以在大屏幕上直觀地顯示各種在線監(jiān)控數(shù)據(jù)、視頻、搶修車輛的位置等，使監(jiān)控人員可以監(jiān)控設(shè)備的運行情況，可以準確判斷設(shè)備狀態(tài)和現(xiàn)場狀況，并處理各種傳輸線的大修和緊急維修需求。

輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)的實時監(jiān)控、全天候運行和預(yù)測分析是智能輸電線路的組成部分，是實現(xiàn)“無人自動運輸及輸電線路檢查”的重要組成部分。“輸電線的無人自動操作和檢查”是一種智能系統(tǒng)，通過利用各種信息、通信和控制技術(shù)來利用輸電線的實時數(shù)據(jù)，及時地檢測和預(yù)測線路故障，并最終消除故障。

結(jié)語

簡而言之，輸電線路的智能化是建立在傳統(tǒng)輸電線路的基礎(chǔ)上，并將電力技術(shù)與現(xiàn)代先進技術(shù)高度融合，形成了電網(wǎng)自動化和交互式、信息化和數(shù)字化的“無人自動運輸和檢查輸電線路網(wǎng)”。目前而言，實現(xiàn)傳輸線智能化方面仍存在許多挑戰(zhàn)。這也是對整個社會中電力部門和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的整合，傳統(tǒng)電網(wǎng)與現(xiàn)代高科技技術(shù)的整合以及多個目標的優(yōu)化和整合，需要全社會的參與。傳輸線的智能化是電力系統(tǒng)開發(fā)中的必然趨勢，也是研究智能輸電線路的重要一環(huán)，對于實現(xiàn)輸電線路的安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行具有重要意義。