基于全生命周期管理的配電網智能巡檢管控平臺設計

摘要：首先，簡單闡述了信息化平臺的五個設計原則。其次，詳細介紹了配電網智能巡檢管控平臺的整體架構設計圖，包括感知層、傳輸層、應用層和展示層4個方面。最后，從遠程數據采集與監測、缺陷管理、狀態評估、巡檢管理等幾個方面，研究分析了以“云物大移智”信息技術為支撐的信息化平臺的核心應用功能，以期能夠為后續配電網巡檢管理工作的提升提供新的借鑒和建議。

關鍵詞：配電網智能平臺設計全生命周期管理

DesignofanIntelligentInspectionandControlPlatformforDistributionNetworksBasedonFullLifecycleManagement

ANWeiweiZHANGJifan

SuqianPowerSupplyBranchofStateGridJiangsuElectricPowerCo.，Ltd.，Suqian，JiangsuProvince，223800China

Abstract：Inthisarticle，firstly，thefivedesignprinciplesofinformationplatforms werebrieflyexplained.Secondly，theoverallarchitecturedesignoftheintelligentinspectionandcontrolplatformfordistributionnetworkswasintroducedindetail，includingfouraspects：perceptionlayer，transmissionlayer，applicationlayer，anddisplaylayer.Finally，fromseveralaspectssuchasremotedatacollectionandmonitoring，defectmanagement，statusevaluation，andinspectionmanagement，thecoreapplicationfunctionsoftheinformationplatformsupportedby"Cloud+IoT+BigData+Mobile+Intelligence"informationtechnologywerestudiedandanalyzed，inordertoprovidenewreferencesandsuggestionsfortheimprovementofsubsequentdistributionnetworkinspectionandmanagementwork.

KeyWords：Distributionnetwork;Intelligence;Platformdesign;Fulllifecyclemanagement

配電網設備的安全可靠運行是保障社會生產、生活用電穩定供應的前提，而配電網設備巡檢工作是保證電力系統安全、穩定運行的關鍵。然而，隨著新一輪能源革命的蓬勃發展，電網形態發生巨大變化，電網越來越復雜，供電可靠性要求越來越高，傳統的配電網人工巡檢方式給配電網及設備的安全穩定運行帶來了極高的風險[1]。因此，順應能源革命和數字革命融合發展，實現能源互聯網背景下配電網巡檢的轉型升級十分重要。

1信息化平臺設計原則

• 實用性原則

契合配電網智能巡檢的切實需求，設計將直面現有挑戰，力促整體管理效能的提升。在規劃系統時，確保其與規范化的管理機制相契合，以推動管理模式的深入革新與轉型升級。

1.2易用性原則

信息化平臺的設計和功能實現充分考慮了用戶特性，并對典型用戶需求進行深入分析。這使得系統不僅實用，且易于操作。當平臺能夠顯著提升工作效率時，用戶的積極性自然提高，進而推動平臺的持續優化。

1.3可擴展性原則

智能配電網巡檢的背景下，系統設計應支持業務的可擴展需求，展現出色的“隨需應變”能力。在構建時，注重提高系統的規范性，形成模塊化、標準化的體系結構。

1.4開放性原則

作為數字化管理的核心組件，系統平臺應保持高度的開放性。為滿足未來與物聯網或其他信息系統對接的需求，平臺應定義標準的開放式技術接口，并采用適當的設計策略。

1.5安全性原則

電力網絡作為國民經濟的重要支柱，其安全性至關重要。因此，在系統規劃階段，必須確保系統具備高度的安全性。全面考慮通信安全、用戶安全和網絡安全等方面，確保系統在面對任何形式的入侵或篡改時都能保持穩定運行，為智能巡檢和管理工作提供堅實保障[2-3]。

2信息化平臺整體架構

在感知層，信息數據的獲取采用了人工和遠程采集技術的綜合應用。其中，采集設備種類豐富，涵蓋了視頻監控設備、設備溫度探測器以及多功能電能表人機交互終端等，這些設備收集的關于配電網設備的數據和信息狀態，隨后會被高效地傳輸至平臺進行處理。同時，執行器節點能夠迅速響應系統下發的各類指令，實現配電網及其運行環境的智能化協同感知、精確識別、高效信息采集處理以及靈活的自動控制。這一流程確保了配電網管理的智能化和自動化水平，提高了整體運營效率[4]。

傳輸層主要負責感知層與應用層各功能模塊的通信，采集各配電網設備的數據，通過處理后進行數據打包，利用傳輸網絡傳輸到數據應用層，同時接收應用層下發的各類控制指令，傳輸給采集層的智能設備。

應用層主要將獲取到的各類數據經各類功能模塊形成系統需要的數據信息，然后通過數據預處理、智能計算等技術，實現信息的實時綜合分析及處理、配電網設備的狀態評估、監測預警、巡檢決策以及各終端聯動的設備缺陷快速搶修等。通過此平臺實現對配電網數據分析、資產管理以及快速運維，使配電網巡檢人員的工作更加快捷、準確，保障配電網的穩定、高效運行。

展示層主要進行信息展示，包括配網設備與環境監測信息、告警信息、員工績效信息等各類統計信息。各類信息以表格、柱狀圖、餅圖、表格、折線圖等形式進行展示。每種信息類型對應一張列表，關聯相關的數據表。

3應用功能

3.1遠程數據采集與監測

根據配網設備分布情況、供電要求及負荷性質等具體要求，搭建貼合現場情況的數據采集與監視控制系統。采集的配網設備運行狀態和環境信息將被包壓縮后，經數據傳輸層傳輸到系統，并將統計與運行情況分析結果以列表、曲線等形式用不同的顏色實現實時可視化展示。系統對不同的參量類型設置相應的報警閾值，一旦某類信息數據超出了預先設置的閾值，系統自動分析風險因素、事件發生原因及嚴重程度并發出告警信息，提示發布巡檢任務。巡檢任務發布后可通過遠程巡檢或人工巡檢核實風險或缺陷信息。

環境信息主要依賴溫度、濕度傳感器等采集，實現設備環境實時感知。設備運行狀態信息可以通過遠程采集和人工采集。遠程采集以智能巡檢機器人為核心，以視頻監控、在線監測（電壓、電流、功率、柜體內溫度等）為輔，實現室內外一次、二次和附屬設備設施的全覆蓋巡檢。一旦系統監測發現設備運行狀態數據出現異常，遠程采集可迅速響應智能聯動策略，通過高清攝像頭、巡檢機器人等迅速采集圖片、聲音等信息并上傳系統[5]。在進行日常狀態檢修或應急搶修時，巡檢人員使用終端收集設備運行狀態信息并上傳系統。

3.2設備管理

設備管理主要對設備進行從設備注冊入庫、運維、出庫到設備退役的全生命周期信息管理。在系統中可增加、刪除設備或修改設備相關信息。增加新的設備時，系統自動生成唯一代表設備的二維碼，進行設備狀態變更（設備入庫、設備出庫、設備退役等）時，員工則可掃描二維碼，并依據系統中的模板填入或更改相關信息。必填信息缺失時，系統將自動跳出警示信息。系統中實時更新設備基本信息、狀態信息以及其他運維檢修信息。每次進行變動時，操作人員信息也會自動關聯上傳，以支持人員績效管理。

3.3缺陷管理

缺陷管理主要管理采集的缺陷信息，并實現缺陷庫更新，指導缺陷處理。可通過智能巡檢機器人、無人機、高清攝像機等遠程手段或人工巡檢收集缺陷信息。這些信息將存儲在系統中，可按照巡檢人員、巡檢線路、巡檢設備、巡檢時間、已處理、處理中、待處理等關鍵詞進行檢索并分類顯示相關缺陷信息。記錄的缺陷自動上傳系統，系統自行比對缺陷信息，若上傳的缺陷信息已存在于缺陷庫中，缺陷庫將自動推薦處理措施；若上傳的缺陷不存在于缺陷庫中，則新增的缺陷信息和缺陷處理措施將實現缺陷庫更新。缺陷識別與判別等服務則由特定的軟件與算法提供；可在移動終端與服務端都進行缺陷跟蹤，進行缺陷全過程管理。當缺陷線下被修復之后，在終端進行核實處理，完成缺陷處理流程。

3.4狀態評估

狀態評估主要對配電網設備運行狀態進行整體評價，評價結果可為制定巡檢計劃、管理人員績效和提出設備更新換代方案提供支持。設備狀態評估工作基于設備臺賬信息、設備運行狀態信息、設備缺陷信息等巡檢業務信息開展。這些數據將被處理并生成設備特征狀態量。將根據設備狀態量數據，可進行設備健康狀態的評價并生成狀態評價報告。基于配電網設備評價結果，管理人員可組織專家討論、形成對應的運維檢修策略，確定狀態巡檢、應急搶修的具體實施方案（包括合理的巡檢線路、巡檢周期，合適的巡檢班組與人員）和設備更新策略。

3.5巡檢管理

巡檢管理是系統的核心功能需求之一，主要包括巡檢計劃制訂、巡檢內容管理、巡檢任務管理、巡檢人員管理、巡檢流程跟蹤、巡檢信息統計等。通過PC端與移動終端的相互配合，實現配電網設備巡檢的全生命周期過程管理。基于配電網設備的運行狀態評估結果，根據配電網設備類型、資產價值、缺陷影響范圍等因素，結合往期巡檢計劃與任務安排，制定差異化、定制化的設備巡檢運維方案（包括巡檢人員、巡檢周期、巡檢內容等必要信息），可動態調整巡檢計劃和巡檢內容，做出合理的人員安排，靈活開展巡檢工作，在減小工作量的同時，提高工作效率。

配電網設備巡檢的任務可分為狀態檢修與應急搶修兩大類。

（1）狀態檢修。狀態檢修即按照檢修規程與巡檢計劃執行日常巡檢任務，通過對地區配電網進行巡查，掌握配電網的隱患，降低事故發生率，確保電網安全可靠運行。特殊時期可根據天氣狀況等調整巡檢方案。巡檢人員進行巡檢時，需進行現場簽到確認，現場勘察。若巡檢結果正常，則在工單界面選擇“正常”，完成該巡檢點的巡檢工作。若巡檢結果異常，則需上傳設備缺陷信息以及處理意見。（2）應急搶修。若設備異常發生故障，可依據告警信息由巡檢人員或管理人員發布應急搶修任務，搶修人員接受任務開展有針對性的設備應急搶修工作。系統中，應急搶修的步驟主要包括搶修工單生成、缺陷點定位、任務派發、現場簽到確認、現場勘查、核對或上傳缺陷內容及缺陷處理意見、搶修、任務完成確認和工單審核等。生成搶修工單后，根據地理信息系統的缺陷點位置信息以及缺陷信息，管理人員審核、制定并派發任務工單給有能力處理且能快速到達搶修點的搶修人員。

3.6系統管理

系統管理是整個系統的核心支撐功能，涵蓋了角色管理、班組管理、部門管理以及權限管理等多個子功能。

3.6.1角色管理功能

在角色管理方面，系統管理員可以根據組織的實際需求，靈活地添加、刪除或編輯各種角色。這些角色可以代表不同的職責和權限級別，從而確保每個用戶只能訪問其所需的信息和執行相應的操作。此外，角色管理還允許角色成員修改個人信息和密碼，提高了系統的個性化和安全性。

3.6.2班組管理功能

班組管理功能則允許管理員對系統內的班組進行增刪操作，并根據需要調整班組的人數和成員配置。這有助于優化人力資源配置，提高工作效率。通過班組管理，管理員可以方便地組織和管理團隊，確保團隊內部的信息共享和協作順暢進行。

3.6.3部門管理功能

部門管理功能進一步擴展了系統管理的范圍。管理員可以通過增刪操作，靈活地創建和調整系統中的部門結構。同時，部門管理還支持編輯部門內的班組和人員構成，確保部門內部的組織架構和人員配置符合實際需求。這有助于實現跨部門的協同工作，提升整體工作效率。

3.6.4權限管理功能

權限管理是整個系統管理的核心所在。它確保了系統的安全性和可控性，允許管理員根據角色、班組和部門的實際需求，分配不同的功能操作權限。通過權限管理，管理員可以精確控制每個用戶對系統的訪問和操作范圍，防止信息泄露和非法操作的發生。

4結語

充分應用“云大物移智”等現代信息技術、先進通信技術，以主動適應能源互聯網的發展趨勢，進一步挖掘海量數據價值，解決目前配電網巡檢管理工作中存在的效率低下、監管不到位等問題為目的，本文研究設計了基于全生命周期管理的配電網智能巡檢管控平臺。該系統平臺從全生命周期管理理念出發，能有效完善巡檢人力資源配置，縮短巡檢操作設備時間，顯著提高巡視人員作業效率，切實減少人工巡視工作的勞動強度，提升配電網缺陷發現、檢修消缺的及時性，實現缺陷響應時間最小化，提高設備巡視質量。

參考文獻

[1] 王均，劉熠.大數據平臺下配電網智能化運維管控平臺的設計[J].網絡安全技術與應用，2022（2）：108-109.

[2] 陳千懿，陳紹南，肖靜，等.基于強化學習的配電網巡檢缺陷自動識別方法[J].自動化技術與應用，2023，42（10）：54-58.

[3] 邢哲.電力企業配電網智能化運行管控系統設計[J].電工技術，2021（24）：76-79.

[4] 田永明，梅成磊，馬強，等.基于互聯網平臺的配電網智能化運維管理模式[J].計算機系統應用，2021，30（6）：100-106.

[5] 李宜才.物聯網技術在配電網運維管理中的應用及研究[J].南方農機，2020，51（16）：162-163.