淺談智能電網(wǎng)線路規(guī)劃與設(shè)計(jì)

董治成

摘 要：大力推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)，是我國(guó)電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)科技含量延續(xù)及提升的重要途徑。智能電網(wǎng)建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的系統(tǒng)化工程，必須借助于智能化技術(shù)，重新對(duì)電網(wǎng)保護(hù)、輸電線路、變電站以及分布式供能系統(tǒng)等加以審視，并將其接入電網(wǎng)中，以便有效地控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性及電能質(zhì)量。輸電環(huán)節(jié)作為智能電網(wǎng)關(guān)鍵組成部分之一，為了推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)，必須對(duì)輸電線路進(jìn)行有效地規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)，實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)輸電線路的智能化監(jiān)測(cè)與管理。文章重點(diǎn)針對(duì)智能電網(wǎng)輸電線路規(guī)劃及設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；輸電線路；規(guī)劃；設(shè)計(jì)

智能電網(wǎng)主要包括四方面的含義，一是確保各級(jí)電網(wǎng)配置的靈活性與發(fā)展的協(xié)調(diào)性；二是確保新能源能夠快速、有效地接入；三是面向用戶提供更為安全、穩(wěn)定、可靠、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的電能；四是逐步朝著面向特殊用戶提供所需定制電力的方向發(fā)展。因此，加快推進(jìn)智能電網(wǎng)的發(fā)展，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)改革與發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 智能電網(wǎng)輸電線路及特點(diǎn)

智能電網(wǎng)輸電線路的規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)，即采用各種智能化技術(shù)，提高輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)及建設(shè)過(guò)程中線路的性能與效率。具有線路設(shè)計(jì)智能化、信息標(biāo)準(zhǔn)化、運(yùn)行可控化、應(yīng)用現(xiàn)代化等特點(diǎn)。

（1）線路設(shè)計(jì)智能化。所謂的線路設(shè)計(jì)智能化，指的是智能電網(wǎng)輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，采用各種現(xiàn)代化勘測(cè)設(shè)計(jì)技術(shù)，全面實(shí)現(xiàn)了線路設(shè)計(jì)的智能化。借助于衛(wèi)星、航拍圖片，定位、激光三維測(cè)量技術(shù)等，有效建立了智能化三維地理信息平臺(tái)，全面實(shí)現(xiàn)了輸電線路勘測(cè)設(shè)計(jì)過(guò)程的智能化應(yīng)用。針對(duì)基礎(chǔ)、桿塔、金具、導(dǎo)地線、絕緣子等展開(kāi)模塊化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程的科學(xué)性與高效性。輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)成果，通過(guò)建設(shè)、運(yùn)行實(shí)現(xiàn)全面應(yīng)用，并將各環(huán)節(jié)技術(shù)資料及管理數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化移交。

（2）運(yùn)行可控化。通過(guò)對(duì)輸電線路展開(kāi)在線監(jiān)控、數(shù)字化巡檢等，針對(duì)輸電線路的狀態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)，就存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行綜合評(píng)估，就線路故障展開(kāi)科學(xué)診斷，從而實(shí)現(xiàn)了輸電線路運(yùn)行過(guò)程的全面可控化。

（3）信息標(biāo)準(zhǔn)化。針對(duì)輸電設(shè)備采用全壽命周期管理方法，并就輸電線路相關(guān)技術(shù)、管理及工作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一協(xié)調(diào)與優(yōu)化，最終形成規(guī)范化實(shí)踐成果。

（4）應(yīng)用現(xiàn)代化。構(gòu)建輸電環(huán)節(jié)全過(guò)程、專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、現(xiàn)代化共享平臺(tái)，確保輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)運(yùn)行全過(guò)程的可研性與互動(dòng)共享。

2 輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

文章借助于GIS技術(shù)，對(duì)輸電線路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了規(guī)劃與設(shè)計(jì)，結(jié)合有關(guān)規(guī)定要求，與PMS系統(tǒng)相集成，因此，不僅可以對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控，還可以針對(duì)輸電線路的數(shù)據(jù)展開(kāi)高效分析與決策。電力企業(yè)構(gòu)建系統(tǒng)主站，針對(duì)輸電線路狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)等加以全面監(jiān)控，有效確保了線路的安全性、穩(wěn)定性，并為電力生產(chǎn)與管理提供了信息依據(jù)及輔助決策依據(jù)。通過(guò)針對(duì)輸電線路信息加以統(tǒng)計(jì)、分析，為輸電線路的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與建設(shè)、運(yùn)行提供技術(shù)支持。就地區(qū)超高壓、輸變電等企業(yè)，可以利用該系統(tǒng)就所管轄區(qū)域輸電線路的環(huán)境參數(shù)、運(yùn)行狀態(tài)加以全面、系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握線路最新運(yùn)行情況，以便就線路展開(kāi)安全預(yù)警，為調(diào)度及安管部門提供相應(yīng)的信息。

2.2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)所采用的設(shè)計(jì)方法為模塊化設(shè)計(jì)，可結(jié)合實(shí)際需求，針對(duì)系統(tǒng)功能加以調(diào)整、修改、增添及完善。

2.2.1 接入輸電線路相關(guān)數(shù)據(jù)。輸電線路的狀態(tài)數(shù)據(jù)需要接入系統(tǒng)中，主要包括氣象、視頻圖像、導(dǎo)線溫度、覆冰、絕緣子風(fēng)偏、桿塔傾斜、污穢度、導(dǎo)地線舞動(dòng)、振動(dòng)，以及諸如電路基礎(chǔ)、缺陷、檢測(cè)試驗(yàn)、雷電定位等PMS、ERP相關(guān)系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)。此外，還需同地區(qū)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開(kāi)展數(shù)據(jù)交換，以便及時(shí)獲知雷電最新情況，還應(yīng)接入故障、定位測(cè)距等數(shù)據(jù)。

2.2.2 提供相應(yīng)的狀態(tài)信息。通過(guò)系統(tǒng)可以將線路狀態(tài)信息輸出，包括分析、監(jiān)測(cè)、預(yù)警、輔助決策等數(shù)據(jù)，并向PMS狀態(tài)檢修模塊提供各種數(shù)據(jù)信息。

2.2.3 直觀展現(xiàn)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)可以將輸電線路監(jiān)測(cè)、圖像視頻等數(shù)據(jù)信息通過(guò)系統(tǒng)全面展現(xiàn)出來(lái)。系統(tǒng)借助于現(xiàn)代化視頻壓縮、太陽(yáng)能、低功耗、無(wú)線通訊等技術(shù)，將線路檢測(cè)數(shù)據(jù)、視頻、溫濕度等相關(guān)信息利用無(wú)線通訊網(wǎng)絡(luò)，傳至OMSD系統(tǒng)中，借助于該系統(tǒng)的信息處理、專家系統(tǒng)的分析，得出各線路預(yù)警及診斷數(shù)據(jù)結(jié)果。利用輸電線路PMS系統(tǒng)可以將該模塊信息在線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)加以展示。監(jiān)控中心可借助于PMS隨時(shí)對(duì)設(shè)備具體位置、相關(guān)圖紙、照片等進(jìn)行展現(xiàn)，也可以對(duì)搶修車輛位置、故障桿塔位置、雷電情況進(jìn)行即時(shí)查詢。

3 輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)中GIS技術(shù)的應(yīng)用

3.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

借助于GIS技術(shù)可以準(zhǔn)確獲取線路走廊內(nèi)的地形、高度情況，結(jié)合地區(qū)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，針對(duì)所獲取信息加以處理，對(duì)電網(wǎng)雷害、大風(fēng)、污穢、大霧、覆冰等區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確繪制，為智能電網(wǎng)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供基本依據(jù)。

3.2 系統(tǒng)功能

借助于GIS技術(shù)，可以針對(duì)輸電線路所經(jīng)過(guò)地區(qū)的地形、地貌、高程加以掃描，借助于地區(qū)電網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，構(gòu)建輸電線路GIS系統(tǒng)。系統(tǒng)包括激光掃描裝置、直升飛機(jī)、地區(qū)圖形開(kāi)發(fā)平臺(tái)構(gòu)成。就激光掃描裝置而言，負(fù)責(zé)對(duì)線路地形地貌三維信息進(jìn)行測(cè)量，并將所測(cè)量結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)；直升飛機(jī)負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)作業(yè)所需的空中載體與操作系統(tǒng)，以裝載系統(tǒng)所必需的儀器、儀表及人員。地區(qū)圖形開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用了GIS、可視化、數(shù)據(jù)庫(kù)等技術(shù)，可采集、管理、分析、統(tǒng)計(jì)、模擬、顯示空間數(shù)據(jù)，結(jié)合地理模型分析，提供動(dòng)態(tài)化的地理信息。在這些系統(tǒng)的支持下，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路、設(shè)備、變電站等信息的綜合管理。

總而言之，智能電網(wǎng)輸電線路規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)不僅復(fù)雜、而且工程龐大，必須借助于各種現(xiàn)代化監(jiān)測(cè)技術(shù)與手段，全面掌握線路運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)線路的智能化監(jiān)測(cè)與管理。

參考文獻(xiàn)

[1]林博智.10kV配電網(wǎng)線路的建設(shè)與改造探討[J].科技技術(shù)應(yīng)用，2013，11（10）：511-514.

[2]面向智能電網(wǎng)的多適應(yīng)性規(guī)劃體系研究課題組.強(qiáng)化規(guī)劃體系創(chuàng)新，加快規(guī)劃方式轉(zhuǎn)變：科學(xué)推動(dòng)華東堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)邁上新臺(tái)階[J].華東電力，2010，37（5）：683-685.