高壓輸電線路視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用研究

張金國(guó)

【摘要】針對(duì)“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”未在高壓輸電線路上充分應(yīng)用的問(wèn)題，本文簡(jiǎn)要介紹該系統(tǒng)的工作原理，結(jié)合輸電線路桿塔特征、周邊環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的深化應(yīng)用進(jìn)行研究探索，提出“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上的進(jìn)一步應(yīng)用：若能兼顧經(jīng)濟(jì)性與安全性地將平原段線路進(jìn)行全范圍覆蓋，充分發(fā)揮系統(tǒng)主動(dòng)性作用，即可主動(dòng)、及時(shí)地排查出輸電線路及桿塔的安全隱患，在節(jié)約人力、財(cái)力的同時(shí)，提高輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。本文指出確定最優(yōu)的綜合布點(diǎn)方案是關(guān)鍵，今后將構(gòu)建并完善綜合布點(diǎn)方案模型。

【關(guān)鍵詞】視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；全覆蓋；高壓輸電線路

引言

隨著輸電線路規(guī)模不斷擴(kuò)大，通道環(huán)境復(fù)雜化、動(dòng)態(tài)化等，均給輸電線路運(yùn)行維護(hù)帶來(lái)嚴(yán)重困難，單純的人工維護(hù)已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代電網(wǎng)安全運(yùn)行要求。隨著計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”因其傳輸?shù)膱D像具有即時(shí)、高清晰等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于線路的監(jiān)測(cè)、運(yùn)行和維護(hù)。然而，受限于應(yīng)用成本、安裝、維護(hù)人力等因素，目前僅能在特殊區(qū)段上裝設(shè)，未能充分發(fā)揮該系統(tǒng)的作用。本文簡(jiǎn)要介紹“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的工作原理，結(jié)合輸電線路桿塔特征、周邊環(huán)境的特點(diǎn)，對(duì)“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的深化應(yīng)用進(jìn)行研究探索。

1、“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的工作原理

1.1系統(tǒng)組成。系統(tǒng)由遠(yuǎn)程采集監(jiān)控終端、監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控客戶端三部分組成。遠(yuǎn)程采集監(jiān)控終端是一臺(tái)高性能嵌入式智能設(shè)備，它部署在圖像監(jiān)控的現(xiàn)場(chǎng)，將實(shí)時(shí)采集到的現(xiàn)場(chǎng)視頻、圖片等數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，利用GPRS/CDMA1X/3G無(wú)線傳輸模塊將圖片、數(shù)據(jù)以IP包的方式發(fā)送到監(jiān)控服務(wù)器。監(jiān)控服務(wù)器和監(jiān)控客戶端分別是裝有遠(yuǎn)程圖像數(shù)據(jù)監(jiān)控服務(wù)端軟件和客戶端軟件的PC機(jī)，它們都連接在因特網(wǎng)上，由于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)圖像采集器沒(méi)有固定的IP地址，所以客戶端主動(dòng)去瀏覽監(jiān)控圖像和設(shè)置監(jiān)控參數(shù)都是通過(guò)服務(wù)器來(lái)中轉(zhuǎn)的。

1.2系統(tǒng)工作過(guò)程。遠(yuǎn)程圖像采集監(jiān)控終端有兩種工作模式，一種是自動(dòng)工作模式，它根據(jù)預(yù)先設(shè)定工作模式在有報(bào)警情況時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)圖像拍攝，然后自動(dòng)將拍攝的圖片上傳到圖像監(jiān)控服務(wù)器上，客戶端可以連接上服務(wù)器下載監(jiān)控圖片；另一種工作模式是被動(dòng)工作模式，這種工作模式下，遠(yuǎn)程圖像采集監(jiān)控終端一直等待客戶端發(fā)送拍攝圖片的命令或者其它控制命令，只有接收到控制命令，它才會(huì)進(jìn)行相應(yīng)的動(dòng)作，這種模式可用于客戶即時(shí)獲取現(xiàn)場(chǎng)圖像和實(shí)時(shí)設(shè)置工作狀態(tài)。

2、“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上的應(yīng)用探索

2.1輸電線路特征。高壓輸電線路桿塔越來(lái)越高、密集、復(fù)雜，且大多分布在野外，線路覆蓋面廣，所處的地理環(huán)境、氣候條件惡劣。由于距離遠(yuǎn)、分散性大、氣候惡劣等因素，線路維護(hù)工作量大、危險(xiǎn)性高，傳統(tǒng)的人工巡視的巡視模式已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代安全生產(chǎn)對(duì)輸電線路的需求，難以對(duì)輸電線路進(jìn)行有效地管控。

2.2輸電線路管控目標(biāo)。高壓輸電線路是電力系統(tǒng)的重要設(shè)施，及時(shí)有效地反應(yīng)或者防止電力線路及桿塔異常的發(fā)生十分重要。對(duì)輸電線路的管控以便及時(shí)有效的排查到輸電線路及桿塔的安全隱患，減少甚至消除諸如輸電線路斷線、桿塔傾斜等嚴(yán)重電網(wǎng)安全事故的發(fā)生為最終目標(biāo)。

2.3應(yīng)用現(xiàn)狀?！耙曨l在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”目前已在110～500kV線路上廣泛使用，取得了良好的效果。架空線路視頻在線監(jiān)控系統(tǒng)具有檢測(cè)、分析、處理、控制等功能。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在電網(wǎng)線路使用視頻在線監(jiān)控系統(tǒng)后，架空線路外力破壞事故減少20%，線路運(yùn)行管理員的巡視次數(shù)減少10%，電網(wǎng)停電次數(shù)減少5%，突發(fā)事故的預(yù)防工作有一定的效果，運(yùn)行管理人員能掌握大部分線路危險(xiǎn)點(diǎn)的運(yùn)行情況，電網(wǎng)事故處理的能力有所增強(qiáng)，電站的供電質(zhì)量有很大的改善。然而，該系統(tǒng)多是應(yīng)用在基于日常巡視確定的輸電線路特殊區(qū)段上，沒(méi)有充分發(fā)揮系統(tǒng)的作用，不能主動(dòng)、及時(shí)地排查出輸電線路及桿塔的安全隱患。

2.4應(yīng)用探索。綜上可知，目前“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上的應(yīng)用缺乏主動(dòng)性，不能實(shí)現(xiàn)輸電線路的管控目標(biāo)。為此，對(duì)“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上應(yīng)用的進(jìn)一步探索將成為今后的主要研究課題之一。以下是對(duì)“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上能起到的作用進(jìn)行挖掘分析：

1.主動(dòng)性

輸電線路的分布情況大致分為兩種：1）平原段線路；2）山區(qū)段線路。由于社會(huì)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不斷擴(kuò)大，平原段線房等矛盾日益激化，原先電力通道環(huán)境劇變，荒地起大廈、水溝變公園、農(nóng)村自建房等現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮。因此，在維護(hù)力量投入上，平原段線路所占比例遠(yuǎn)大于山區(qū)段線路。由此可見(jiàn)，平原線路若能得到有效地維護(hù)，不僅能大大節(jié)約財(cái)力、人力，更能保障輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行。鑒于此，“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上的應(yīng)用，若能兼顧經(jīng)濟(jì)性與安全性地將平原段線路進(jìn)行全范圍覆蓋，充分發(fā)揮系統(tǒng)主動(dòng)性作用，即可主動(dòng)、及時(shí)地排查出輸電線路及桿塔的安全隱患，在大大節(jié)約人力、財(cái)力的同時(shí)，提高輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行水平。

2.全覆蓋

為了實(shí)現(xiàn)平原段線路兼顧經(jīng)濟(jì)性與安全性的全范圍覆蓋，充分發(fā)揮系統(tǒng)主動(dòng)性作用，合理地確定“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”綜合布點(diǎn)的最優(yōu)方案是關(guān)鍵。出于對(duì)經(jīng)濟(jì)性的考慮，在每個(gè)平原段線路桿塔上安裝“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”顯然是不切實(shí)際的，因此，“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路的應(yīng)用上應(yīng)充分考慮“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的特性、輸電線路管控目標(biāo)、輸電桿塔結(jié)構(gòu)參數(shù)以及輸電線路周邊環(huán)境等因素，探索最優(yōu)化的“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”綜合布點(diǎn)方案，在兼顧經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，滿足現(xiàn)代安全生產(chǎn)對(duì)輸電線路的需求?！耙曨l在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”綜合布點(diǎn)方案屬于多目標(biāo)決策問(wèn)題，以下對(duì)該方案的構(gòu)建進(jìn)行簡(jiǎn)要總結(jié)。1）全覆蓋。全覆蓋的概念是“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”的監(jiān)測(cè)范圍能有效地全面覆蓋輸電線路保護(hù)區(qū)。如何將全覆蓋這一定性的概念等效轉(zhuǎn)換為一個(gè)定量的值是難點(diǎn)，目前用于評(píng)估覆蓋程度的指標(biāo)有“覆蓋度”、“覆蓋率”等，但用于評(píng)估高壓輸電線路保護(hù)區(qū)全覆蓋的指標(biāo)，尚未有相關(guān)研究提出。因此，合理地確定全覆蓋評(píng)估指標(biāo)將是今后的研究重點(diǎn)。2）經(jīng)濟(jì)性。雖然在每個(gè)平原段線路桿塔上安裝“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”這一方案可以滿足其他方面的目標(biāo)，但顯然是不現(xiàn)實(shí)的。因此，綜合布點(diǎn)方案應(yīng)考慮到經(jīng)濟(jì)性，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)的布點(diǎn)目標(biāo)。

3、總結(jié)與展望

要使“視頻在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”在輸電線路上的應(yīng)用充分發(fā)揮系統(tǒng)主動(dòng)性作用，主動(dòng)、及時(shí)地排查出輸電線路及桿塔的安全隱患，在大大節(jié)約人力、財(cái)力的同時(shí)，提高輸電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行水平，確定最優(yōu)綜合合理布點(diǎn)方案是關(guān)鍵。因此，今后將不斷構(gòu)建完善最優(yōu)方案模型，并應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。

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