輸電線路可視化運行系統應用研究

戴榮璨 顧志偉

國網江蘇省電力有限公司興化市供電分公司 江蘇 泰州 225700

引言

輸電線路因為覆蓋區域廣且傳輸距離長，無論是在建設期間還是建設完成以后，不可避免會受到自然因素或人為因素的干擾。因此輸電線路的鐵塔位置需要安裝可視化設備，工作人員通過信后臺即可了解通道內施工情況、輸電線路附近的樹木情況，同時也能監測到是否出現線下釣魚等現象，并可將實時情況通過工單反饋給后臺人員，對于線路通道內出現的異常情況，也可及時制定處理方案，做到快速應急響應，在與各類傳感器聯動的情況下，可以拓寬其應用場景，所以說輸電線路可視化系統，有很大的應用前景。

1 運用輸電線路可視化系統的意義

第一，因為電網處于快速發展的階段，所以輸電線路也呈現每年遞增的現象，由于其桿塔所處環境較為復雜，有可能會出現森林區，也有可能會出現污穢區。不少輸電線路設備可能會受到氣象及建筑的影響，導致不少電力企業在線路巡視及維護工作上投入了相當多的成本，但并沒有達到預期的效果，因此電力企業需要更為先進的可視化運行系統，方能提高工作效率。

第二，輸電線路可視化運行系統，就是能夠將地形地貌及輸電線路的桿塔等地理信息，以及所有的氣象信息和設備在運營中可能會出現的隱患、輸電線路維修的實際情況、輸電線路在運行過程中可能會出現的隱患，全部都能夠錄入到同一個系統。而且該系統還具有預警、全程監督、數據查詢等系列功能，也可將最直觀的信息投射到電子屏幕，能夠方便作業人員及管理人員及時溝通。現如今輸電線路運營將從傳統的粗放型運營，轉為現代化的精益型運營。該系統在提高作業人員工作效率的同時，也可降低人力支出及維修的成本。

2 可視化運行系統的工作原理

可視化運營系統是將VR和GIS兩種技術融入其中，能夠有效解決傳統輸電線路在管理中存在的不足之處。GIS的特點在于，能夠將輸電線路在運營當中所需要的數據及地理信息進行統合，然后分析數據是否出現異常。該技術還可以將覆蓋的輸電線路通過圖形進行直觀展示，并能夠對輸電線路網絡進行有效分析，督促工作人員在進行輸電線路巡檢期間，及時關注可能會出現的隱患。而VR技術是通過信息技術及人機交換等技術的基礎上轉換而來，管理人員可以利用虛擬技術，及時追蹤輸電線路周圍環境及空間布局，也可以直觀地為客戶展示輸電線路的實際運營情況。GIS及VR系統有各自獨立的功能，而兩者需要交互使用時，后臺已經開發出接口，可以通過網絡傳輸數據或者是發出對應指令。

3 傳統輸電線路巡檢面臨的困境

3.1 遠程巡檢方面

電力企業需要定時對輸電線路進行遠程檢查，但在實際工作期間會遇到以下幾點問題：

3.1.1 檢查次數頻繁。而主要原因是科學技術水平的提高，所以輸電線路的覆蓋區域也越來越廣，但隨之帶來的是作業環境也越來越復雜。但電力公司配備的視察員人數不足，因此視察人員的工作量也在逐年遞增。

3.1.2 視察期間存在安全隱患。某些輸電線路因為地處較為惡劣的露天環境及交通并不發達的無人區，并且需要檢查的輸電線路較長，所以說工作人員檢查時間也隨之延長。如果工作期間出現安全事故，可能無法第一時間了解具體情況。

3.1.3設備故障問題。檢查員通過遠程對輸電線路進行檢查時，可能會出現傳輸故障，但因為現場沒有其他工作人員，因此檢查員無法準確判斷故障原因，因此不能夠及時解決問題，最終輸電線路的穩定性以及可靠性會受到影響。

3.2 巡檢記錄方面

檢查人員在進行遠程檢查時，可能會出現登記時間與檢查時間不相符的情況，這一情況產生的主要原因是，檢查人員的專業水平較低且沒有養成及時登記的習慣。同時檢查員工作期間并沒有記錄輸電線路接入時的現象，而是在工作結束以后再報告，上述行為并不符合檢驗流程標準。

雖然說供電企業涉及的技術正在不斷創新當中，各種信息技術幾乎已經普及到全國的供電企業，但是在實際工作中能夠了解到，不少電力公司并沒有將前沿技術和遠程試驗相統一，而且不少供電企業的巡檢設備會存在以下缺點[1]：①巡檢設備不能準確記錄輸電線路在發生故障時產生的變化，需要工作人員手動登記、匯總然后再匯報，導致工作效率受到影響。②部分巡檢設備不能提高巡檢質量及效率的主要原因，可能是不能適應惡劣的露天環境，也有可能是工作人員在遠程檢查未連接成功，但沒有及時上報。

3.3 人力成本

傳統輸電線路的維修及保養工作，需要大量工作人員的參與，但并沒有科學的手段能夠全程監督。因此輸電線路在發生問題以后，無法第一時間監測到，只能是人工巡檢的時候才會發現問題根源。同時供電企業使用大量的人力，投入到輸電線路維護當中，不僅會出現工作難度及工作強度的增加，還會出現成本逐年增高的情況。而且單純靠人力進行輸電線路的維護，還有可能會出現安全隱患，以及出現安全隱患并沒有及時察覺的現象。并且作業人員在對輸電線路進行維修時，后臺的管理人員無法了解作業人員的工作狀態，只能根據巡檢記錄了解最終的檢修情況。

所以說目前的巡檢方式已經不能夠滿足輸電線路的維護需求及日常管理工作，面對科學技術水平日益提升的今天，需要全新的現代化管理模式，加入到輸電線路的維護工作中。

4 輸電線路可視化運行系統應用研究

4.1 地理信息可視化

可視化運營系統能夠將計算機技術、三維立體技術、數據分析及GPS系統相結合，對于輸電線路周圍的樹木情況、通道施工情況都可在后臺全程監測，部分輸電線路橫穿河流區域，可能會出現線下釣魚的現象，可視化設備也可及時監測，及時設置警示牌，防止出現安全事故。而且可視化運營系統對于采集的地理信息能夠進行有效分析，為電力企業的高效運營奠定良好基礎。可視化運營系統的應用效果展現在以下幾點：

4.1.1 管理人員在后臺通過系統能夠觀察到每條線路的主干以及分支，對于每一個連接點都能夠清晰展示，方便管理人員了解輸電的方向。在系統中也可觀察到電塔所處位置，以及輸電線路途經方向是否會出現明顯的標志物。例如：部分輸電線路在途經鄉鎮期間，可能會有橋梁、河流、公交線路等地貌特征，工作人員在進行遠程巡檢期間，只需要點擊地貌標志物，就可了解線路的具體應用情況以及電壓配送級別和具體輸電線路的長度，也可通過后臺了解到電力容量是否合適、電力企業安裝的電塔數量是否合適。而其中最重要的是，系統在運營期間能夠清晰展示每條輸電線路巡檢的時間及維修時間。

4.1.2 巡檢人員如果想對特定的桿塔進行巡檢，可以點擊所要巡檢的目標，然后通過三維立體技術，能夠多角度地觀察桿塔的實際運營情況，也可在后臺了解燈塔的高度及周圍所配備的設備，同時桿塔的結構、高度和所屬位置也可監測到。巡檢人員還可以利用系統在數據庫當中存儲的數據，使用移動通信或者是無線通信等技術和該區域的工作人員進行有效溝通，也可將有用的信息及資源進行共享，提高管理人員的日常工作效率。

4.1.3 可視化運行系統能夠監測到線路途經區域會出現的建筑物、河流及煤礦等具特點的標志物，而后期供電企業及電力人員在進行線路改造或者是鋪設新線路期間，只需要點擊所屬區域，就能準確了解到對應的信息，從而提高了后期的工作效率。

4.1.4 可視化運行系統能夠全程監督施工范圍內的監測設備，是否處于正常運轉狀態，也可通過后臺了解電網及桿塔是否可以正常供電。

4.1.5 該系統能夠清晰展示線路所經城鄉的居民數量，以及每條線路是否分配了維護人員，也可了解到設備的運轉情況。

4.2 氣象信息可視化

可視化運行系統能夠將輸電線路所處區域的風速、桿塔傾斜程度對應的數據進行連接，根據監測設備傳輸的實時數據，可以了解電網所屬區域的氣象信息。如果氣象信息已經超出預先設置的數據，可視化運行系統則會發出預警。后臺管理人員能夠及時觀察設備是否出現異常，也能夠及時排查是否會有險情[2]。

工作人員在可視化運行系統的幫助下，無須前往現場巡檢，只需要在室內就可實時監測到惡劣天氣下，某區域的線路是否會出現擺動，風速較強是否會影響輸電線路的正常供電。而且在經過雨雪或者是雷電等氣象信息后，也可知曉輸電線路的溫度及濕度是否已經超過預先設置的數據，為后期的搶修奠定良好基礎。

4.3 運行狀態可視化

利用可視化運行系統能夠直觀反映電網線路運行狀態，同時將線路歷年維護數據均存儲至數據庫中，為線路及其附屬設備檢修提供可靠的參考依據。例如：電力人員可借助該系統快速查詢出目標電網或是單獨線路的故障情況、所屬分類、維修人員和部分、檢修措施等內容，并與企業內部人員實現資源共享，從而快速制定各種突發應急預案，及時完成線路搶修工作，提高日常線路維修準確性。為了進一步提高線路運行管理效率，還可借助不同的色彩區分線路不同的運行狀態，例如：

如果線路屬于正常運營狀態，基本可以排除故障，所以后臺系統電線桿路處于綠色，根據實際運營結果能夠了解到，可視化運營系統的故障排除率已經超過98%。當后臺可視化系統的電線桿路是黃色，基本可以判定運行狀態良好，而故障排除率是80%左右。但如果是紅色，代表運行狀態較差，故障排除率在30%，代表可能會存在安全隱患。所以供電企業需要立即安排搶修人員進行巡視，而管理人員需要監測輸電線路的運營狀態，制定最優化的解決方案。

4.4 巡檢狀態可視化

后臺管理人員以及巡檢人員需要及時了解設備及線路的健康情況，同時也要了解設備的使用年限，以及線路歷年會出現故障的點，利用后臺的可視化運行系統進行合理的分析。

管理人員可以根據電網線路的顏色安排合理的維修方案，如果是紅色則要安排檢修人員對故障區域進行搶修。

電力企業可以為檢修人員配備GPS設備，方便后臺管理人員了解檢修人員的工作流程，而且管理人員通過GPS設備也可了解作業人員在巡檢期間，是否遵守各項規章制度，防止疏于管理而埋下安全隱患[3]。而且通過GPS設備也可了解檢修人員的工作質量，提高維修及檢查的工作效率。

5 可視化運行系統的發展趨勢

現如今各行各業已經逐漸在推廣使用無人機，以及量子計算機等現代化技術，所以說輸電線路的運行及管理需要更加自動化及智能化。現如今大部分電力企業已經利用無人機代替人工巡檢，在實際工作中，無人機巡檢提高了工作質量及工作效率，相信在不久的將來，可以利用現代化技術全天候監測到輸電線路的運行狀態，而輸電線路的管理水平也會逐漸提高。

6 結束語

綜上所述，在經濟發展的影響之下，各省市的電網企業已經加快數據平臺的建設，通過可視化運行系統能夠收集重要信息，并且分析輸電線路的運行狀態。但同時也要根據自身需求，建立合適的運行系統，方能提高電力企業的經濟效益。