1000kV特高壓輸電線路在線監測管理平臺的應用解析

黃小浪

（國網湖北送變電工程有限公司，湖北 武漢 430063)

近年來1000 kV 特高壓輸電線路建設，總體呈現出高電壓和大容量負荷傳輸的特征，為保證穩定運行，針對輸電線路展開在線監測是當前行業發展背景下的新要點，利用現代化技術創建在線監測管理平臺，實時監測線路狀態，排查潛在的事故和隱患，確保特高壓輸電線路穩定運行。

1 在線監測技術

1000 kV 特高壓輸電線路在線監測管理平臺其關鍵是在線監測技術。在電力系統處于運行工況下，采集運行參數并做出分析，判斷電力系統內所有設備的狀態。在線監測技術具有預知特高壓輸電線路故障的功能，尤其可以預測故障發生的部位與具體類型，為設備檢修提供指導[1]。

監測管理平臺具有如下幾點特征：重點關注特高壓輸電線路在高空作業環節的安裝效率和操作安全；輸電線路數據傳輸、存儲具有規范性，在線監測管理平臺的運行管理具有統一性；裝置不能影響輸電線路安全性與機械性，且與電暈、無線干擾等的根本要求一致，加強線路性能可靠性；在線監測管理平臺體現適應性、抗磁性，無須外部電源為平臺運行提供動力，可減少運作成本。

2 在線監測管理平臺結構與功能

2.1 平臺結構

特高壓輸電線路在線監測管理平臺系統的設計，是以瀏覽器/服務器3 層體系架構為基礎，由表現層、中間層、數據層組成。

表現層。該層主要支持一級操作邏輯，如業務數據表現、數據輸入與輸出[2]。應用“模型-視圖-控制器模式”中Struts2架構，采用組件式開發控制管理平臺頁面。

中間層。也稱作業務邏輯層，負責數據業務邏輯與模塊數據關系、表現層與數據層通信的處理。

數據層。按照管理平臺業務、框架，進行數據建模，并編制數據表，中間層業務組件可按需調用數據模型與數據表。

頁面技術方面前端界面主要應用Ajax，中間件采用Jboss 5.0。

2.2 平臺功能

在線監測管理平臺的功能包括數據采集、數據管理、數據分析3個子系統。

數據采集子系統包括3個模塊，即線路信息管理、監測設備管理、前置數據接收管理，分別負責數據采集、監測、接收等。

數據管理子系統是管理平臺的關鍵，利用系統分析顯示實時監測數據、曲線圖和組態控件等，操作者可以分別通過在線監測種類、線路名稱的形式完成檢索。

數據分析子系統具有預估線路狀態、線路狀態預警、統計報表等諸多功能。

3 1000 kV特高壓輸電線路在線監測管理平臺的運行要點

3.1 接收前置數據

1000 kV 特高壓輸電線路通過在線監測，在管理平臺中形成前置數據，通過前置數據接收管理模塊進行處理。對應服務程序調取各個數據源接口程序采集的監測數據，根據固定格式將其儲存于數據庫中各類監測數據表中。一方面實現了數據接口統一，另一方面還具有集成各生產廠商生產監測設備數據的作用。數據處理流程包括有數據接收、數據接口程序、數據分析與計算、數據儲存[3]。

桿塔上方須放置數據采集單元，由其負責采集數據，隨后將數據轉換為統一格式，在當地監測中心集中儲存、處理。傳輸數據包可以按照指定通信協議方法，轉換成為應用層對應數據格式。解析處理后可獲得監測數據，對其進行數學計算與建模分析，并在線監測管理平臺顯示有實際應用價值的數據。計算所得可按照數據庫需求，在數據中心的主數據庫中儲存，為在線監測數據分析、特高壓輸電線路運行狀態監測、故障預警等提供依據。

3.2 運行狀態預測

在線監測管理平臺同時集成了諸多狀態預測模型，如疲勞壽命預測模型、桿塔傾斜預測模型等。

疲勞壽命預測模型。導線運行期間，在靜張力基礎上疊加振動，導線同時承受諸多應力級分量所形成的復雜荷載系統。當導線運行之后，同一時間段所有分量的振動循環次數均不相同。預估荷載系列導線疲勞使用壽命，一般采用累積損傷理論。

輸電線路導線振動壽命預測。應對線路重要位置振動的大小進行測量，利用微風振動單元，對懸垂線夾周圍的彎曲振幅進行測量，并計算得出線夾出口位置的動彎應變數值。按照極限振動次數，采用微風振動波動，計算累積疲勞損傷[4]，根據累積疲勞損傷便可了解到疲勞壽命。繪制疲勞壽命預測柱狀圖，為線路運行狀態分析與檢修提供參考。

桿塔傾斜預測模型。建構桿塔傾斜預測模型，須關注緩變監測量，如桿塔順線傾斜度和橫向傾斜度等。若在建模時忽略了上述偶然因素，那么變化必須滿足規律，保證時間延續性。例如，技術人員對未來1 周桿塔傾斜趨勢進行預測，建議采集前10周數據。所以，針對監測發現的數據變化規律曲線方程需要進行擬合處理，根據此方程計算預測點函數值，將其作為預測值，了解桿塔傾斜趨勢。

4 結束語

1000 kV 特高壓輸電線路在線監測管理平臺利用信息技術，對輸電線路運行狀態進行實時監測，預測潛在故障與安全隱患，保證特高壓輸電線路的穩定運行。同時，基于當前創建的在線監測管理平臺，建議結合目前我國電力行業與電力系統的發展趨勢做出創新，滿足行業多元化的在線監測管理需求，為特高壓輸電線路穩定運行提供保障。