構(gòu)建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

胡斌 李建民 邢軍 彭青寧

【摘要】 近年來，各類突發(fā)事件和重大自然災(zāi)害頻發(fā)，且日益呈現(xiàn)常態(tài)化趨勢，對電力設(shè)施造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響難以估量。由于突發(fā)事件的不確定性和電力運(yùn)檢搶修隨時(shí)隨處的特點(diǎn)，運(yùn)維部門需要在最短時(shí)間內(nèi)掌握現(xiàn)場狀況，并迅速將傳輸?shù)焦芸刂行?，以制定?yīng)對方案，把事件損失降到最小。這就要求信息傳輸機(jī)動(dòng)快捷、高效可靠。而構(gòu)建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)是提高運(yùn)維檢修時(shí)效性和可靠性的重要措施。本文將通過分析我國電力行業(yè)輸電線路運(yùn)檢現(xiàn)狀及需求，提出構(gòu)建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)的重要性，并進(jìn)一步探討構(gòu)建該系統(tǒng)的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】 可穿戴式 電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng) 關(guān)鍵技術(shù) 應(yīng)用

隨著國民經(jīng)濟(jì)對電力供應(yīng)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性的要求日益提高，電力行業(yè)面臨著前所未有的巨大工作量和新工作模式的探索。面對運(yùn)維檢修工作的新挑戰(zhàn)，電力部門需要?jiǎng)?chuàng)新現(xiàn)有輸變電運(yùn)維檢修工作模式，運(yùn)用信息化手段，在運(yùn)維檢修現(xiàn)場和后方的管控指揮中心之間，需要構(gòu)建可視化的運(yùn)維檢修實(shí)時(shí)管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)輸變電運(yùn)檢的科學(xué)化、精細(xì)化與規(guī)范化的管理目標(biāo)。近年來，電網(wǎng)輸變電運(yùn)檢工作的管理不斷要求智能化、信息化，隨著無線通信技術(shù)及可穿戴式設(shè)備快速發(fā)展，基于可穿戴式設(shè)備構(gòu)建電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)也被提上日程。

一、我國電力輸電線路運(yùn)檢現(xiàn)狀

目前，我國電網(wǎng)容量和輸電線路距離的不斷增大，對輸電線路及電力設(shè)備的監(jiān)測維護(hù)越來越困難，各地電力公司均在線路、設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)上投入了大量的人力、物力。但是，由于現(xiàn)場環(huán)境和技術(shù)條件的限制，使得電力運(yùn)維檢修僅是現(xiàn)場小范圍的管理控制及指導(dǎo)，管理粗放，存在諸多不足，無法實(shí)現(xiàn)大范圍、精準(zhǔn)化、高效率的運(yùn)檢管控要求。

我國輸電線路運(yùn)檢工作面臨的問題主要表現(xiàn)在：

1、線路故障需要專業(yè)人員指導(dǎo)定位、檢修，但是專業(yè)人員不可能隨時(shí)到達(dá)每個(gè)現(xiàn)場，只能采用電話溝通、發(fā)送圖片、手工記錄等報(bào)告形式，其流程繁瑣且效率低，限制了電力設(shè)備運(yùn)維檢修信息化、可視化的發(fā)展。

2、故障多發(fā)，技術(shù)專家不能隨時(shí)奔赴每一現(xiàn)場，后方技術(shù)專家因?yàn)榭床坏浆F(xiàn)場情況和事態(tài)發(fā)展，很難制定高效的搶修方案，容易造成搶修工作的低效和延誤。

3、運(yùn)檢人員知識水平參差不齊、專業(yè)技能不同，在現(xiàn)場僅憑自身經(jīng)驗(yàn)判斷，勢必造成錯(cuò)巡漏巡等情況的發(fā)生。

4、故障檢修時(shí)缺乏有效的檢修管控、專業(yè)指導(dǎo)及遠(yuǎn)程監(jiān)測手段，不利于輸變電運(yùn)檢工作高效進(jìn)行

因此，改進(jìn)目前的電力運(yùn)檢工作模式和管控支持方式，提高輸變電運(yùn)檢管理水平和支持效率，成為輸變電運(yùn)檢工作實(shí)現(xiàn)科技化、信息化的重要研究課題。

二、建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)的重要性

構(gòu)建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)，對于提高電力線路運(yùn)維檢修效率和突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力，提高配網(wǎng)安全運(yùn)行水平和供電可靠性具有重要意義。首先，它為電力運(yùn)檢中的無線遠(yuǎn)程信息采集、設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視、快速故障定位及檢修等提供了一種新的工作模式；同時(shí)，通過可穿戴設(shè)備的同步視覺功能，及時(shí)上傳運(yùn)檢現(xiàn)場的實(shí)施操作情況，使中心隨時(shí)遠(yuǎn)程指揮操控人員進(jìn)行現(xiàn)場巡視、狀況勘查、進(jìn)程匯報(bào)、故障實(shí)態(tài)檢修等工作，實(shí)現(xiàn)管控中心對運(yùn)檢現(xiàn)場的精益化管理要求。其次，它可減少運(yùn)維檢修的工作量，降低各級人員工作強(qiáng)度，提高管理效率，節(jié)約管理成本。再次，通過可視化集約管控，加強(qiáng)配電設(shè)備檢測的管理力度，并對檢修人員進(jìn)行監(jiān)督和考核，有助于防止因運(yùn)檢人員的漏檢、錯(cuò)判、誤判、檢修不徹底等留下隱患，造成后期的損失。對于可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)的研究就是為了提高電力輸電線路運(yùn)維檢修效率、管理水平和應(yīng)對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

三、構(gòu)建該系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及運(yùn)用

構(gòu)建可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)的技術(shù)設(shè)想：綜合應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、智能網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)分配技術(shù)、3G/4G多網(wǎng)絡(luò)并行技術(shù)、GPS地理信息定位技術(shù)和數(shù)據(jù)交互技術(shù)，研究開發(fā)適用于運(yùn)維檢修工作輔助決策支持的管控終端，設(shè)計(jì)適合于新型運(yùn)檢工作模式及系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫支撐結(jié)構(gòu)，現(xiàn)場人員通過可穿戴式終端將現(xiàn)場信息發(fā)送到后方管控中心，并可通過語音向中心匯報(bào)檢修的實(shí)時(shí)情況。管控中心根據(jù)現(xiàn)場終端設(shè)施傳輸回的信息，技術(shù)專家和領(lǐng)導(dǎo)可實(shí)時(shí)查看當(dāng)前檢修現(xiàn)場的音視頻信息及檢修人員的同步操作過程，并由中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)完成各種故障排除與檢修作業(yè)，并實(shí)現(xiàn)整個(gè)檢修過程的記錄，確?，F(xiàn)場運(yùn)檢工作質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

3.1系統(tǒng)及設(shè)備與陜西省電力運(yùn)檢管控指揮平臺的對接

應(yīng)積極構(gòu)建多級聯(lián)動(dòng)、分層配置的電力運(yùn)檢管控體系，并通過分布式、網(wǎng)絡(luò)化的結(jié)構(gòu)與陜西省電力運(yùn)檢管控指揮平臺的對接，實(shí)現(xiàn)管控中心遠(yuǎn)程對運(yùn)維檢修現(xiàn)場的了解及指揮決策?，F(xiàn)如今，陜西省電力公司運(yùn)檢管控平臺的調(diào)度信息為EMS/WAMS系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)信息，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的收集、分析、顯示電網(wǎng)線路設(shè)備的運(yùn)行信息以及進(jìn)行故障監(jiān)測預(yù)警等。同時(shí)，為了確保配電網(wǎng)的穩(wěn)定性，實(shí)施網(wǎng)絡(luò)分區(qū)運(yùn)行管理措施。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)及設(shè)備與陜西省電力運(yùn)檢管控指揮平臺的對接，有助于加強(qiáng)輸變電運(yùn)檢現(xiàn)場的監(jiān)管，加強(qiáng)中心與現(xiàn)場的技術(shù)交流力度，發(fā)揮信息化集中管理的優(yōu)勢，獲取平臺上的多個(gè)技術(shù)專家的共同支持，提高運(yùn)檢工作效率和質(zhì)量。

3.2基于多個(gè)運(yùn)營商不同網(wǎng)絡(luò)捆綁復(fù)用的技術(shù)

聯(lián)合多個(gè)運(yùn)營商建立以3G/4G、無線以太網(wǎng)為基礎(chǔ)的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，提供無線移動(dòng)環(huán)境下的互聯(lián)網(wǎng)接入。同時(shí)，在相關(guān)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋，即實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備接入IP核心網(wǎng)，這樣有助于及時(shí)獲取輸電線路的信息。

3.3研究檢修現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾對信息傳輸?shù)挠绊懠胺€(wěn)定性保障方法

在運(yùn)維檢修現(xiàn)場，電磁干擾可通過輻射、傳導(dǎo)兩種方式對信息傳輸進(jìn)行影響。因此，可以通過改善電控設(shè)備，來提高其防干擾性能。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可從兩方面入手，一方面抑制干擾源，產(chǎn)生抗干擾的設(shè)備、信號等；另一方面要切斷電磁干擾傳播路徑。

3.4云計(jì)算在應(yīng)急反應(yīng)系統(tǒng)中可起到的作用及應(yīng)用方式

使用云計(jì)算技術(shù)，開發(fā)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源管理技術(shù)，開發(fā)呼叫接入算法、垂直切換算法、異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源選擇與分配算法，實(shí)現(xiàn)多種通信網(wǎng)絡(luò)的融合通訊及互聯(lián)互通。同時(shí)，研發(fā)多路通信信道自適應(yīng)碼率控制算法、通信數(shù)據(jù)智能分配和各運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均衡技術(shù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)的智能選擇，并可根據(jù)捆綁后的鏈路帶寬自動(dòng)匹配傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量大小，有效提高無線數(shù)據(jù)傳輸速率和穩(wěn)定性。

當(dāng)然，還需進(jìn)行設(shè)備的可控可信需求、接入安全需求、鏈路和通訊安全需求、重要網(wǎng)絡(luò)區(qū)域隔離需求的開發(fā)研究，包括終端的識別認(rèn)證，重要數(shù)據(jù)交換，省移動(dòng)應(yīng)急指揮網(wǎng)絡(luò)接入等內(nèi)容。

3.5互動(dòng)式管控指揮、指導(dǎo)、反饋的通訊交流技術(shù)

應(yīng)用信息科學(xué)技術(shù)，積極研制可穿戴式電力運(yùn)檢專用設(shè)備及軟件程序，同時(shí)，與陜西省電力運(yùn)檢管控平臺相連接，滿足運(yùn)維檢修現(xiàn)場與管控中心的無線通信需求。

3.6關(guān)鍵技術(shù)的綜合應(yīng)用

在運(yùn)維檢修現(xiàn)場，啟動(dòng)可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與陜西省電力運(yùn)檢管控指揮平臺的智能連接，現(xiàn)場人員通過可穿戴式終端將現(xiàn)場信息發(fā)送到管控中心，并可通過語音向遠(yuǎn)程上報(bào)運(yùn)檢實(shí)時(shí)情況，提出遠(yuǎn)程支持或技術(shù)咨詢，獲取管控中心的專業(yè)技術(shù)指導(dǎo)。管控中心的技術(shù)專家和領(lǐng)導(dǎo)根據(jù)現(xiàn)場終端設(shè)施傳輸回的信息，可實(shí)時(shí)查看當(dāng)前檢修現(xiàn)場的情況并對人員的同步操作過進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，并可與現(xiàn)場人員進(jìn)行雙向語音互動(dòng)，由中心遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場人員完成各種檢修與故障排除作業(yè)，實(shí)現(xiàn)電力公司對運(yùn)檢現(xiàn)場的精益化管理。

四、小結(jié)

電網(wǎng)輸變電運(yùn)檢管理工作的智能化和信息化需求日益迫切，隨著無線通信技術(shù)及可穿戴式設(shè)備快速發(fā)展，使得可穿戴電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)提上日程。而可穿戴式電力運(yùn)檢現(xiàn)場管控系統(tǒng)是提高電力輸電線路運(yùn)維檢修效率、管理水平和應(yīng)對突發(fā)事件的快速反應(yīng)能力的重要措施。為了構(gòu)建該系統(tǒng)，必須積極研究系統(tǒng)及設(shè)備與電力運(yùn)檢管控指揮平臺的對接技術(shù)、多個(gè)運(yùn)營商不同網(wǎng)絡(luò)捆綁復(fù)用的技術(shù)、防電磁干擾方法等，同時(shí)，積極運(yùn)用信息科技技術(shù)，研究互動(dòng)式運(yùn)維檢修指導(dǎo)、反饋的通訊交流技術(shù)，促進(jìn)電網(wǎng)運(yùn)維檢修工作的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，保障電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行，提高供電可靠性。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]柯天兵；電力通信監(jiān)控網(wǎng)管系統(tǒng)中通信設(shè)備的接入[J]；電力系統(tǒng)通信；2002年06期

[2]郭雨松，于振，趙煒妹；基于可穿戴技術(shù)的電力作業(yè)安全監(jiān)護(hù)平臺研究；電力信息與通信技術(shù)；2015年 第1期