智能電網(wǎng)下輸電線路的運行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究與分析

翟虎成

摘 要：建設(shè)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，是提升輸變電設(shè)備生產(chǎn)和管理水平的重要手段，而實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的遠距離、可靠傳輸是該系統(tǒng)的關(guān)鍵。因此，結(jié)合智能電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展要求，探究了與智能電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)相適用的技術(shù)功能，并提供了通信系統(tǒng)的典型設(shè)計方案。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng)；輸電線路；狀態(tài)監(jiān)測；變電設(shè)備

中圖分類號：TM75 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.096

在全球“綠色產(chǎn)業(yè)革命”的大環(huán)境中，低碳生活和低碳經(jīng)濟概念逐漸受到人們的關(guān)注，一些發(fā)達國家在政府引導(dǎo)下，進行了一系列關(guān)于電力發(fā)展的戰(zhàn)略性規(guī)劃，最有代表性的為“智能電網(wǎng)”理念。智能輸電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，對輸電設(shè)備的管理要求較高。

1 智能電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展

自1990年開始，智能電網(wǎng)輸電線路監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展大致分為3個階段：①1990—2000年。該階段以研究院所和高校開展的絕緣子泄漏電流在線監(jiān)測技術(shù)理論研究工作為主。②2001—2009年。隨著輸電線路運維需求的不斷提高和通信傳感技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)科研院所和專業(yè)廠家陸續(xù)開發(fā)了在線監(jiān)測產(chǎn)品，比如雷擊定位系統(tǒng)、輸電線路覆冰、導(dǎo)線舞動、線路防盜、圖像監(jiān)控和導(dǎo)線測溫等，并已在電力系統(tǒng)中應(yīng)用。但由于系統(tǒng)架構(gòu)不規(guī)范、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不健全，導(dǎo)致運行中裝置的接入不統(tǒng)一，運行不穩(wěn)定，形成了孤島運行。③2010至今。2010年，我國智能電網(wǎng)建設(shè)全面實施，依據(jù)線路運行實現(xiàn)了“狀態(tài)化、標(biāo)準(zhǔn)化和安全化”的總體要求，國家電網(wǎng)公司頒布了《輸電線路在線監(jiān)測裝置通用技術(shù)規(guī)范》等14項標(biāo)準(zhǔn)，并委托中國電科院建設(shè)了輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測裝置入網(wǎng)檢測實驗室。

2 智能輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)要求

采用智能輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)輸電線路多種監(jiān)測信息的統(tǒng)一管理，可集中顯示輸電線路設(shè)備的運營情況；構(gòu)建智能決策系統(tǒng)后，可利用環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)正確地判斷輸電線路的運行狀況，在線路故障前及時預(yù)警，從而為生產(chǎn)決策提供支持和調(diào)度提供信息來源。通過統(tǒng)計和分析輸電線路監(jiān)測數(shù)據(jù)，可為電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計公司、科研人員提供數(shù)據(jù)信息支持。因此，監(jiān)測系統(tǒng)必須滿足可靠性、擴展性、交互性、擴展性、規(guī)范性和擴展性要求，從而更好地對輸電線路監(jiān)測數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。

3 智能輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)及其功能

3.1 監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng)由中央控制器、數(shù)據(jù)采集卡、電源控制器、數(shù)據(jù)存儲單元、通信模塊、時鐘芯片等部分組成，可實時監(jiān)測輸電線路。運行參數(shù)主要有輸電線路導(dǎo)線的運行溫度、導(dǎo)線風(fēng)偏程度、絕緣子污穢程度、輸電線路走廊氣象條件信息等。

3.2 監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖形顯示技術(shù)

在線監(jiān)測系統(tǒng)借助傳感器將采集到的信號通過數(shù)據(jù)采集卡送入中央控制器，并利用傳感器收集溫度、濕度、雨量和振動等方面的環(huán)境變量。中央控制器可按照通信協(xié)議，通過傳送器將信息傳送至遠方監(jiān)控中心，從而將數(shù)據(jù)存于不易丟失的大容量閃存中。監(jiān)測系統(tǒng)可利用監(jiān)控中心發(fā)出的控制信號，執(zhí)行數(shù)據(jù)采集、修改分機釆樣時間等操作。監(jiān)測系統(tǒng)的大屏幕具有顯示功能，在輸電線路勘測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上運行，可將輸電線路和電氣設(shè)備按其實際地理位置展示在地理背景屏幕上，形成輸電線路走廊、架空線路、金具等設(shè)備的二維、三維圖像，還可形成直觀的虛擬現(xiàn)場，表現(xiàn)輸電線路的故障情況，這有利于測距定位。此外，還可以為輸電線路的可視化仿真、設(shè)備評估、災(zāi)害預(yù)警提供可視化平臺。利用直觀化的方法，可以及時、快速地顯示發(fā)生故障的輸電線路及其地理位置信息，以方便實施設(shè)備維護操作指令。

3.3 專家?guī)鞗Q策技術(shù)

借助專家?guī)炜刹榭摧旊娋€路監(jiān)測的知識庫、監(jiān)測算法的模型庫、設(shè)備檢修的方案庫、狀態(tài)的評估結(jié)果等，還可以交互查詢數(shù)據(jù)、圖形和表格等信息。

3.4 輸電線路監(jiān)測預(yù)警技術(shù)

采用該技術(shù)可綜合分析各個監(jiān)測子系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、在線或離線數(shù)據(jù)、電氣設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，還可分析設(shè)備故障的臨界條件，在故障即將發(fā)生的情況下，準(zhǔn)時告知線路檢修人員排查故障。一旦監(jiān)測系統(tǒng)中的氣象系統(tǒng)檢測到風(fēng)暴、雨、雪等天氣情況時，會分析其發(fā)生的地域、時間，并發(fā)出預(yù)警信息，告知線路運行單位制訂災(zāi)害預(yù)防方案，從而減小災(zāi)害對線路的損壞。

3.5 其他輔助技術(shù)

在構(gòu)建三維輸電線路場景后，搭建輸路監(jiān)測系統(tǒng)的教育學(xué)習(xí)平臺，并借助輸電線路監(jiān)測工作中的視頻畫面、PPT、培訓(xùn)資料等內(nèi)容開展教學(xué)；統(tǒng)一管理輸電線路的設(shè)計數(shù)據(jù)、圖紙和輸變電工程設(shè)備檔案資料等，并有效處理數(shù)字檔案。

4 結(jié)束語

本文基于智能輸電線路監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)要求，探究了智能輸電線路監(jiān)測技術(shù)，并提出了對輸電線路運行狀態(tài)監(jiān)控具有良好指導(dǎo)作用和實際意義的監(jiān)測技術(shù)。

參考文獻

[1]劉麗榕，王玉東，肖智宏，等.輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng)通信傳輸方式研究[J].電力系統(tǒng)通信，2011，32（22）.

[2]李鵬，黃新波，趙隆，等.智能輸電線路狀態(tài)監(jiān)測代理的研究與設(shè)計[J].中國電機工程學(xué)報，2013，33（16）.

[3]李立浧，陽林，郝艷捧.架空輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)評述[J].電網(wǎng)技術(shù)，2012（02）.

[4]黃新波，張國威.輸電線路在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀分析[J].廣東電力，2009，22（1）.

〔編輯：張思楠〕