配電網(wǎng)智能巡檢軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

羊峰玥++江紅成++陳林++付銘輝

摘 要配電線路巡視是電網(wǎng)中保障配電線路安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要預(yù)防手段，通過到位巡視及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和隱患，并及時進(jìn)行消缺和排除，保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。某供電公司為改變手工記錄巡視缺陷并將巡視結(jié)果錄入PMS系統(tǒng)的方式，提出了該供電公司配電網(wǎng)智能巡檢的建設(shè)思路。本文重點(diǎn)介紹軟件的設(shè)計(jì)技術(shù)、實(shí)現(xiàn)功能以及帶來的效益和影響。

【關(guān)鍵詞】配電線路 到位巡視 PMS系統(tǒng) 智能巡檢

配電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分。由于其長期暴露在大自然之中，不僅承受正常機(jī)械載荷和電力負(fù)荷的作用，而且還經(jīng)受污穢、雷擊、強(qiáng)風(fēng)、洪水、滑坡、沉陷、地震和鳥害等外力侵害。上述因素將會促使線路上各元件老化、疲勞、氧化和腐蝕，如不及時發(fā)現(xiàn)和消除，就可能會發(fā)展成為各種故障，對電力系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定構(gòu)成威脅。

線路巡檢是有效保證配電線路及其設(shè)備安全的一項(xiàng)基礎(chǔ)工作。通過巡檢檢查來掌握線路運(yùn)行狀況及周圍環(huán)境的變化，發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷和危及線路安全的隱患，提出具體的檢修內(nèi)容，以便及時消除缺陷，預(yù)防事故發(fā)生，可將故障限制在最小范圍，保證配電線路的安全和電力系統(tǒng)穩(wěn)定。目前，配電線路巡檢普遍采用的是人工巡檢、手工紙介質(zhì)記錄的工作方式，該方式存在著人為因素多、管理成本高、無法監(jiān)督巡檢人員工作狀態(tài)且是否進(jìn)行了到位巡視無法判定等明顯缺陷。尤其是巡檢人員在填寫缺陷票仍舊是現(xiàn)場手工完成，費(fèi)時、費(fèi)力且缺陷票填寫內(nèi)容不規(guī)范，使得線路缺陷匯總分析的工作量沒有實(shí)質(zhì)性的減少，每次巡檢結(jié)束回到工區(qū)還要重新填寫到生產(chǎn)相關(guān)系統(tǒng)如PMS系統(tǒng)，大量重復(fù)的錄入造成很多無謂的工作，從而影響了線路巡檢管理效率的進(jìn)一步提高。

為改變這一現(xiàn)狀，某供電公司設(shè)計(jì)研發(fā)了該供電公司配電網(wǎng)智能巡檢軟件，通過軟件實(shí)現(xiàn)對配電線路的移動智能巡檢、缺陷在線登記、信息與PMS系統(tǒng)的實(shí)時交互通信，為電網(wǎng)專業(yè)人員提供實(shí)時數(shù)據(jù)參考依據(jù)。

1 軟件總體結(jié)構(gòu)

某供電公司配電網(wǎng)智能巡檢軟件借助移動平板設(shè)備，采用目前流行的移動互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，以APP為載體，融合數(shù)據(jù)庫存儲、加密認(rèn)證、VPN專網(wǎng)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)線路的移動智能巡視管理。

軟件主要業(yè)務(wù)應(yīng)用包括APP、配置后臺、Web查詢?nèi)蟛糠?。其中APP需安裝在移動平板設(shè)備端，主要基于Android操作系統(tǒng)；配置后臺以及Web查詢可在任意客戶端PC機(jī)上運(yùn)行。軟件的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示。

（1）用戶界面層為用戶實(shí)際使用中所看到的操作界面，軟件在設(shè)計(jì)時充分考慮美觀、通用、易操作性等因素。

（2）業(yè)務(wù)應(yīng)用層是軟件核心業(yè)務(wù)模塊，結(jié)合實(shí)際巡檢業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)，同時綜合PMS系統(tǒng)現(xiàn)有巡檢業(yè)務(wù)功能要求。

（3）接口應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)軟件與外部系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)交互，包括PMS系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)之間的相關(guān)數(shù)據(jù)接口交互。

（4）數(shù)據(jù)管理層為軟件提供數(shù)據(jù)存儲，實(shí)現(xiàn)對巡視相關(guān)數(shù)據(jù)的規(guī)范化結(jié)構(gòu)管理。

2 軟件功能模塊

軟件圍繞配電網(wǎng)智能巡檢開展，功能如圖2所示。

2.1 巡檢APP

配電線路巡檢總體目的是通過移動平板定制研發(fā)的APP軟件，實(shí)現(xiàn)對配電線路的移動智能巡視。巡檢APP工作原理如圖3所示。

巡視人員手持巡視平板到達(dá)巡視現(xiàn)場后通過平板GPS定位功能結(jié)合APP中已經(jīng)同步的PMS設(shè)備臺賬信息自動定位識別對應(yīng)的巡視設(shè)備，并快速匹配設(shè)備對應(yīng)的巡視計(jì)劃信息，為巡視人員做好巡視準(zhǔn)備。巡視人員只需進(jìn)行簡單確認(rèn)操作即可開始進(jìn)行巡視工作。巡視過程中，發(fā)現(xiàn)缺陷時可以進(jìn)行現(xiàn)場拍照、攝像取證。通過TF安全加密認(rèn)證和VPN專網(wǎng)通信控制打通無線外網(wǎng)與電力內(nèi)網(wǎng)之間的通道，實(shí)現(xiàn)平板APP數(shù)據(jù)與PMS系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的實(shí)時交互。

APP重點(diǎn)整合了設(shè)備臺賬、巡視計(jì)劃、任務(wù)下載、巡視登記、缺陷登記、任務(wù)上傳、巡視查詢、軌跡追溯等功能。所有功能均圍繞巡視開展，最終達(dá)到移動智能巡視的目的。

2.2 配置管理

配置管理主要為APP巡視之前進(jìn)行基礎(chǔ)數(shù)據(jù)初始化配置管理，包括設(shè)備類型、設(shè)備樹、標(biāo)準(zhǔn)缺陷庫、巡視作業(yè)指導(dǎo)卡、巡視單位、部門、用戶及權(quán)限配置管理。

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分散維護(hù)管理，軟件通過權(quán)限控制實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的分級管理，根據(jù)各級單位所管轄設(shè)備情況進(jìn)行分級維護(hù)和管理，各級單位負(fù)責(zé)本單位的相關(guān)設(shè)備信息，同時上級單位可以越權(quán)管理所屬下級子單位的設(shè)備信息。即：地市單位管理員可以對本單位及三級單位進(jìn)行管理；三級單位只可對本單位設(shè)備臺賬信息進(jìn)行管理。系統(tǒng)管理員負(fù)責(zé)對公共信息進(jìn)行維護(hù)管理和全局管理。設(shè)備臺賬分級管理結(jié)構(gòu)如圖4所示。

2.3 Web查詢

Web查詢主要提供給用戶對巡視數(shù)據(jù)的查詢分析，供專業(yè)分析參考。軟件提供多維度、多組合方式查詢統(tǒng)計(jì)，并借助圖形控件做支持展示，直觀反映數(shù)據(jù)走勢和特點(diǎn)。

3 取得的成果

3.1 移動作業(yè)巡檢

巡視通過手持平板到現(xiàn)場，替代原有人工手持紙質(zhì)資料及文檔到現(xiàn)場的方式，實(shí)現(xiàn)移動作業(yè)巡檢。如圖5所示。

如上圖所示，平板將原有人工需攜帶資料全部整合到平板APP中，實(shí)現(xiàn)無紙化操作管理。

3.2 巡視到位智能判定

軟件巡視過程中通過GPS定位實(shí)時智能判斷巡視到位情況，只要有一處未巡，巡視不能完結(jié)。較好的避免重巡、漏巡情況發(fā)生，保證巡視到位。

3.3 多媒體資料佐證

巡視現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)缺陷時巡視人員可通過設(shè)備高清攝像頭對缺陷現(xiàn)場、部位等進(jìn)行現(xiàn)場拍照、攝像留證，為缺陷消除判定提供真實(shí)直觀參考依據(jù)。

3.4 在線實(shí)時交互

軟件通過安全加密的TF認(rèn)證和基于VPN專網(wǎng)通信技術(shù)，打通無線網(wǎng)絡(luò)與電力內(nèi)網(wǎng)直接的通道，實(shí)現(xiàn)與PMS系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的在線實(shí)時交互。

3.5 軌跡回放

軟件在巡視過程中自動記錄巡視軌跡信息，通過平板內(nèi)嵌地圖可實(shí)現(xiàn)對歷史巡視軌跡的回放，方便專業(yè)人員查詢分析。

3.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

軟件依托巡視數(shù)據(jù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析算法工具，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備歷史巡視信息挖掘分析，預(yù)估未來設(shè)備運(yùn)行變化趨勢，為專責(zé)和巡視人員提供參考依據(jù)。

4 結(jié)語

某供電公司配電網(wǎng)智能巡檢軟件已經(jīng)完成了軟件的研發(fā)、測試及完善，并在該供電公司及縣級單位開展了統(tǒng)一試用，取得較好的效果。

軟件為配電網(wǎng)巡檢提供了便捷管理平臺和作業(yè)操作工具，實(shí)現(xiàn)了移動智能巡檢，在保證巡視到位的基礎(chǔ)上極大程度提升了巡視工作效率，同時實(shí)現(xiàn)了與PMS系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)互通，保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和實(shí)時性。

軟件的成功研發(fā)和試用提升了該供電公司配電網(wǎng)巡視工作管理水平，實(shí)現(xiàn)了地、縣一體管理，有效促進(jìn)了配電網(wǎng)線路巡視工作的開展。系統(tǒng)的應(yīng)用具有典型意義，可在其它相似條件的網(wǎng)省及地市推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]吳志宏，鄒全平，孟垂懿.配電線路基礎(chǔ)[M].北京：中國電力出版社，2008，01（02）：13-33.

作者簡介

羊峰玥（1978-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。工程師，主要從事電力工程技術(shù)工作。

江紅成（1976-），男，碩士學(xué)位。高級工程師，主要從事電力生產(chǎn)管理工作。

付銘輝（1971-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。助理工程師，主要從事電力工程技術(shù)工作。

陳林（1980-），男，大學(xué)本科學(xué)歷。工程師，主要從事電力工程技術(shù)工作。

作者單位

1.國網(wǎng)湖南電力公司邵陽供電分公司 湖南省邵陽市 422000

2.國網(wǎng)江蘇省電力公司南通供電公司 江蘇省南通市 226000