綜合可視化值守平臺在輸電線路運檢中的應用

蘇曉

（國網無錫供電公司，江蘇 無錫 214000）

近年來，隨著特高壓線路網架的持續建設和完善，架空輸電線路的規模越來越龐大，運檢人員的數量呈減少趨勢，基層單位普遍存在人員結構老齡化問題，人員短缺也是輸電專業面臨的一項較大挑戰。目前，無錫地區輸電運檢人員人均管轄線路規模已超過100 km，面對電網設備規模快速擴大、外部環境更加復雜的發展趨勢，采用傳統的巡視手段對輸電線路通道進行管理，已無法滿足智能電網對輸電線路通道管理的要求。積極探索智能運檢技術、提升人員素質、提高技術水平是運檢專業發展的必由之路。

1 輸電線路運檢面臨的問題

1.1 外部環境安全風險形勢嚴峻

輸電線路作為輸配電網的紐帶，對輸電線路進行定期巡檢排查是保障電力系統運行的關鍵所在。由于輸電線路長期處于運行狀態且暴露在大自然中，不僅承受著正常機械載荷和電力負荷的作用，還經受著污穢、雷擊、強風、洪水、滑坡、沉陷、地震和鳥害等外力的侵害，上述因素會促使線路上各個元件老化、疲勞、氧化和腐蝕[1]。因此，定期巡檢電網對及時發現絕緣老化、設備損壞等具有重要的意義。同時，隨著社會經濟的快速發展和城市化進程的加快，線路保護區內違章施工、吊車種樹、取土堆土等行為屢禁不止，輸電線路的外部矛盾日益突出，運用可視化值守平臺對輸電線路通道進行全天候監測正被逐漸推廣應用。

1.2 傳統運檢模式難以適應智能化轉型要求

傳統運檢模式以人工巡視、停電檢修為主，信息獲取方式傳統、來源單一，在設備、通道和環境的狀態管控方面缺乏有效手段。原先“用腳步丈量輸電線路”的人巡模式已經很難滿足發展要求。而狀態檢修的提出也進一步提升了輸電巡檢工作精益化水平的要求，依靠肉眼觀察和經驗判斷的巡視方法亟需向智能化方向轉變，推動環境監測預警、通道可視化、本體狀態監測等新技術與傳統運檢業務的融合。針對日益復雜的線路通道狀況和常態化的保電工作，為緩解輸電運檢專業短期內結構性缺員的矛盾，滿足精益化運維管理的需要，需抓住提升安全意識這一主要矛盾，圍繞“外拓意識支撐、內抓文化再造”的核心思想，推行區域化、差異化運維管理模式，完善防外破協調機制，打造智能化管控平臺，實現線路運行安全管理提質增效。

2 綜合可視化值守平臺應用

2.1 綜合可視化值守平臺體系架構

輸電綜合可視化值守平臺是一套基于智能化輸電網絡架構的系統，將最新的物聯網、自組織通信網絡、大數據挖掘、專家系統等信息技術與傳統的電力網絡連接起來，使架空輸電網絡具有自我感知、環境評估、智能診斷等能力。利用智能運維系統可以實現遠程巡線、故障及事故預警、設備狀態在線監控等功能，可以大大降低輸電線路的故障率，提高供電可靠性，降低運維的成本，系統總體框架如圖1所示。從結構上看，輸電無人值守云平臺主要分為桿塔部分的主節點感知元件、傳感網絡、智能防控平臺和移動作業終端4部分。通過桿塔上的節點設備實現對輸電線路數據的采集，發送給位于控制中心的后臺服務器后，對傳感器所采集的信息進行分析及處理，篩選出具有代表性的線路狀態信息，輔助人員進行決策工作，移動端則可以實時查看通道視頻和接收平臺實時推送的預警信息。

2.2 主節點與傳感網

該系統的主節點安裝于輸電線路上，以自組網的方式自動構成數據通路，通過主節點采集的線路通道視頻數據、線路狀態參數、傳感器所收集的信息都是通過該數據通路進行傳送。傳感器節點則安裝在桿塔、絕緣子以及其他任意需要監控的位置，傳感器所采集的數據由其所產生的傳感網絡匯聚到最近的主節點中，主節點與傳感網如圖2所示。

2.3 智能管控平臺與移動終端

主節點所采集的數據通過數據通路傳送至后方的變電站，變電站主要完成圖像及數據的處理和存儲，之后通過專網傳送至后臺系統。后臺系統統一布置在電網的控制中心，用戶可在控制中心訪問后臺系統或通過PC、手持設備等終端訪問后臺系統，后臺系統實現數據分析、事故及故障預警、數據挖掘及其他智能化功能，智能防控平臺如圖3所示。

圖3 智能防控平臺

2.4 輸電線路狀態檢測

輸電綜合可視化值守平臺通過線路桿塔上安裝的傳感節點實現對線路周邊環境信息的監測，由于其監測位置位于桿塔上，自然災害發生時可以確定準確的位置，有效縮短故障搶修時間。不同的輸電線路因地區、電壓等級、運行方式等不同因素影響，缺陷的表現方式也千差萬別。從缺陷位置來看，單靠肉眼去巡視桿塔本體、基礎、金具、絕緣子等總會有盲點，無法詳細獲得線路運行的狀態信息，從而無法做出準確的判斷。該系統在實現監測周圍環境的同時，提供了數據信息的接口，由于其本身具有傳感網絡功能，可以對其他獨立傳感器的信息進行收集，從而集中進行分析處理，實現更精準的線路診斷。

2.5 故障診斷數據庫功能

利用傳統的輸電在線監測裝置只能實現信息的傳遞，裝置工作時往往會簡單采集音視頻、溫度、風速等數據，無論信息本身是否有價值，這樣會導致巡檢中獲得的數據量巨大，從而造成后期人工工作量大。另外，因為人員經驗水平不同，不同的工作人員對同一線路狀態信息可能產生不同的判斷，線路診斷結果準確與否，與人員的工作經驗和業務技能水平息息相關。輸電綜合可視化值守平臺通過后臺建立的智能防控體系構建了輸電線路的標準數據模型，開發了基于大數據的故障診斷技術，建立輸電線路、桿塔和金具等缺陷典型數據的專家數據庫，可對數據信息進行自動處理，從而智能識別出線路缺陷，對可能存在的故障風險進行預警并給出處理建議，這可以大大減少人員的工作量，提升工作效率。

2.6 可視化在線監測

通過主節點安裝的傳感器可實現對通道及桿塔本體狀況的在線監測，實時監控輸電線路、桿塔等電力設施及通道運行狀況，預防由外力破壞引起的事故，可對現場視頻和狀態監測數據進行實時分析，一旦發現異常就主動報警，第一時間通知工作人員，在降低工作人員工作負擔、提高工作效率的同時大大降低異常漏報率?？梢暬h程巡檢如圖4所示。

圖4 可視化遠程巡檢

2.7 外部數據接入

綜合可視化值守平臺創新性地實現了外部數據的接入，對應用的危險源點數據、PMS數據都進行了整合，實現數據的統一，減少重復的臺賬工作，對設備的本體信息、危險源信息、缺陷信息進行再整理，優化數據管理模式如圖5所示。

圖5 業務管控模塊

2.8 智能管控平臺

在整個系統中，后臺系統所采用的智能防控平臺可提供在線數據接入，同時可對大量的信息數據進行整合。由于輸電專業的數據體量十分龐大，過多的管控平臺及系統一定程度上加重了人員負擔。綜合可視化值守平臺通過云端后臺接入了PMS系統、輸電設備在線監測系統、危險源管控平臺、生產數據分析系統等生產信息數據，實現了對數據的優化整合。

3 結語

綜合可視化值守平臺運用高效智能的傳感器和通信技術，可以在線監測線路本體、通道、環境的全方位運行信息。運用戶外節點所構建的專用信息網絡，實現了不需基站的數據信息傳輸，應用自取電技術，打破信息傳輸固有模式的限制并保障了信息數據的安全性。借助物聯網信息手段，可全天候管控重要線路通道和危險源點，單條線路的巡視時間平均可被縮短40%。通過對外部數據的接入，使用戶可以在一個操作平臺上使用多平臺數據，更加便捷、高效地實現對輸電運維工作的統一、智能管理。運用數據分析技術，建立專家知識庫，實現對輸電線路運行狀態的自診斷、對事故及故障的預警等功能，實時推送預警信息，雷擊、臺風等風險預警和故障定位能力得到大幅提升，檢修工作量可減少30%，用戶年均停電時間可減少1.2 h，下降約20%。切實提升輸電線路本體、通道和環節的狀態感知力和運檢管控力，有效保障線路安全穩定運行，對保障電網的安全運行具有重要意義。