電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心創(chuàng)建及應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司 戴慶華 晏治喜 漆銘鈞 潘華 雷紅才 彭熹 羅凌 黃海波 梁勇超 李喜桂 周衛(wèi)華 李波 章國(guó)勇 黃穎 葛強(qiáng) 崔卓 李婷 毛柳明 肖奕 肖萍

一、智能運(yùn)檢管控中心創(chuàng)建背景

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，電網(wǎng)設(shè)備規(guī)模持續(xù)增大，運(yùn)維檢修任務(wù)逐年增加。另一方面，自然災(zāi)害多發(fā)頻發(fā)，電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境日益惡劣，供電可靠性要求不斷提高，大電網(wǎng)安全保障壓力和難度顯著增加，造成傳統(tǒng)運(yùn)檢管控模式難以適應(yīng)新時(shí)期電力安全生產(chǎn)需要。

湖南公司深入思考，統(tǒng)籌謀劃，充分發(fā)揮公司技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特長(zhǎng)，積極利用網(wǎng)絡(luò)信息新技術(shù)，破解運(yùn)檢發(fā)展新難題，2017年創(chuàng)建了湖南電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心，部署運(yùn)檢智能化分析管控系統(tǒng)等平臺(tái)。管控中心采用“一流的設(shè)計(jì)，一流的技術(shù)、一流的裝備、一流的人才”，顯著提升了設(shè)備狀態(tài)管控力和運(yùn)檢管理穿透力，為保障特高壓大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，助推公司提質(zhì)增效和穩(wěn)健發(fā)展發(fā)揮了重要作用。

二、智能運(yùn)檢管控中心創(chuàng)建思路

圖1 管控中心組織結(jié)構(gòu)

公司創(chuàng)建了“1+1+N”省市兩級(jí)智能運(yùn)檢管控中心、管理模式，即公司運(yùn)檢部+公司管控中心+地市公司管控中心。公司管控中心集省檢修公司、省電科院、防災(zāi)減災(zāi)中心三大專業(yè)力量，設(shè)置五大專業(yè)室，全面滿足生產(chǎn)值班、監(jiān)測(cè)預(yù)警、狀態(tài)管控、遠(yuǎn)程會(huì)商等應(yīng)用需求，實(shí)現(xiàn)了“生產(chǎn)指揮一體化、運(yùn)檢協(xié)同一體化、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)一體化”。

管控中心通過部署電網(wǎng)運(yùn)檢智能分析管控系統(tǒng)、配網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)、水輪機(jī)組監(jiān)測(cè)決策系統(tǒng)等信息系統(tǒng)，進(jìn)行設(shè)備信息匯集、預(yù)警研判、作業(yè)過程管控和生產(chǎn)指揮協(xié)調(diào)，全面掌控設(shè)備運(yùn)行信息、狀態(tài)信息、作業(yè)信息，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和人員狀態(tài)的全景化、實(shí)時(shí)管理。中心實(shí)行24小時(shí)值班制度，主要對(duì)輸、變、配、水機(jī)、換流設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)控，對(duì)山火、覆冰災(zāi)情進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，對(duì)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)開展遠(yuǎn)程生產(chǎn)指揮和應(yīng)急搶修。

三、中心建設(shè)基本情況

（一）硬件基本情況

管控大廳以“現(xiàn)代、科技、未來”為理念，采用超大空間“太空艙”設(shè)計(jì)風(fēng)格，近千平米大廳布局14大功能區(qū)；3×24米專業(yè)大屏配置，可實(shí)現(xiàn)大范圍、多主題、超高清、全流程、分系統(tǒng)業(yè)務(wù)展示，為設(shè)備全景感知和運(yùn)檢穿透指揮提供全局視角。部署了V3C智能中控系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大屏、會(huì)議電視、離子墻、音響、燈光等設(shè)備的集中控制。配置了高清會(huì)議視頻和專用錄音電話，可用于開展運(yùn)檢作業(yè)、事故處理、應(yīng)急搶修等工作的視頻會(huì)商和指揮協(xié)調(diào)。

管控中心下設(shè)五大專業(yè)室，分別為運(yùn)檢指揮室、生產(chǎn)值班室、狀態(tài)管控室、大數(shù)據(jù)分析室、災(zāi)情監(jiān)測(cè)預(yù)警室，以支撐中心各項(xiàng)業(yè)務(wù)的全面開展。其功能定位如下：

1.運(yùn)檢指揮室：負(fù)責(zé)全省電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)維檢修計(jì)劃管理和檢修過程管控。具體負(fù)責(zé)省檢修公司管轄范圍內(nèi)輸變電設(shè)備運(yùn)維檢修計(jì)劃管理、生產(chǎn)承載力管控、作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)分析、生產(chǎn)資源調(diào)配、運(yùn)檢專業(yè)應(yīng)急搶修等工作。

2.生產(chǎn)值班室：負(fù)責(zé)監(jiān)視和分析500千伏及以上交流變電站和±500千伏及以上直流換流站設(shè)備運(yùn)行信息；負(fù)責(zé)監(jiān)視和分析長(zhǎng)株潭地區(qū)220千伏變電站設(shè)備嚴(yán)重及以上缺陷（隱患）、故障等信息；負(fù)責(zé)公司防汛值班；負(fù)責(zé)設(shè)備重大異常情況的上報(bào)。

3.狀態(tài)管控室：負(fù)責(zé)全省異常及以上狀態(tài)、重大家族缺陷、發(fā)輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀況跟蹤分析、專家會(huì)診、預(yù)測(cè)預(yù)警、檢修決策審核，以及設(shè)備處置情況監(jiān)督和評(píng)價(jià)。

4.大數(shù)據(jù)分析室：負(fù)責(zé)開展大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)分析、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、故障研判、壽命預(yù)測(cè)、運(yùn)檢績(jī)效評(píng)估五大功能；開展多源數(shù)據(jù)融合分析及研判，實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢管理從信息孤島到多平臺(tái)數(shù)據(jù)融合、事后響應(yīng)到事前預(yù)防、人工經(jīng)驗(yàn)到智能分析、經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的四個(gè)轉(zhuǎn)變。

5.災(zāi)情監(jiān)測(cè)預(yù)警室：負(fù)責(zé)電網(wǎng)覆冰、山火等災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)警；負(fù)責(zé)電網(wǎng)災(zāi)害數(shù)據(jù)分析；負(fù)責(zé)500千伏及以上交流輸電線路和±500千伏及以上直流輸電線路運(yùn)行信息的監(jiān)視和分析。

圖2 管控大廳

（二）軟件建設(shè)情況

運(yùn)檢智能分析管控系統(tǒng)是管控中心建設(shè)的最重要部分，通過與PMS2.0、OMS、調(diào)度管理系統(tǒng)等14個(gè)外接系統(tǒng)橫向集成，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)監(jiān)測(cè)及現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)基于GIS的綜合展示。運(yùn)檢智能分析管控系統(tǒng)以“信息匯集、預(yù)警研判、過程管控、生產(chǎn)指揮”四大業(yè)務(wù)的開展為核心，建立了生產(chǎn)指揮、輸電、變電、換流4個(gè)專業(yè)模塊、共30個(gè)子模塊。

其中，信息匯集包含省檢修公司所轄設(shè)備管理信息和生產(chǎn)信息，管理信息包括上級(jí)提出的管理要求，生產(chǎn)信息包括故障（異常）、缺陷、生產(chǎn)調(diào)度、預(yù)告警、應(yīng)急五類；過程管控主要對(duì)檢修作業(yè)、反措執(zhí)行、專項(xiàng)排查、外包及委托業(yè)務(wù)、周期性例行工作（日常巡檢等）等運(yùn)檢工作進(jìn)行日常生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程管控；預(yù)警研判主要實(shí)現(xiàn)對(duì)各類預(yù)告警數(shù)據(jù)的輔助監(jiān)視、轉(zhuǎn)發(fā)及發(fā)布，包括電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、設(shè)備預(yù)告警、氣象和環(huán)境預(yù)警等；指揮協(xié)調(diào)主要用于發(fā)起搶修、供電保障記錄，并跟蹤進(jìn)展情況，同時(shí)協(xié)助運(yùn)檢部編制生產(chǎn)月報(bào)及各類專項(xiàng)報(bào)表。

此外，管控中心根據(jù)實(shí)際需求，還接入配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)、水電機(jī)組遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)、電網(wǎng)冰災(zāi)地理信息系統(tǒng)、輸電線路山火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)等湖南特色系統(tǒng)。

1.配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)

配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)深度融合生產(chǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)、調(diào)度業(yè)務(wù)系統(tǒng)、營(yíng)銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)統(tǒng)計(jì)分析配電臺(tái)區(qū)重過載、三相不平衡、配電線路故障、配電網(wǎng)10千伏線損、低電壓監(jiān)測(cè)等關(guān)鍵運(yùn)行指標(biāo)，對(duì)省、市、縣、供電所、臺(tái)區(qū)、用戶共6級(jí)開展穿透性管理，目前已實(shí)現(xiàn)全省14個(gè)地市、116個(gè)縣、214362臺(tái)配變、10138條10千伏配電線路運(yùn)行狀態(tài)的全景可視化監(jiān)控和分析告警。

圖3 配電網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用平臺(tái)

2.水輪機(jī)組監(jiān)測(cè)決策系統(tǒng)

在水輪機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)方面，已經(jīng)與湖南公司柘溪、東江、鳳灘水電廠的現(xiàn)地監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)三大水電廠海量數(shù)據(jù)的全景集成和實(shí)時(shí)同步，在全國(guó)范圍內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)了機(jī)組狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)、預(yù)警和診斷分析。系統(tǒng)投運(yùn)以來，年均發(fā)布機(jī)組異常振動(dòng)報(bào)警611條，狀態(tài)監(jiān)測(cè)周報(bào)37期。

3.覆冰監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

在電網(wǎng)冰災(zāi)預(yù)測(cè)預(yù)警方面，管控中心通過湖南公司自主研發(fā)的電網(wǎng)覆冰預(yù)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)，將大氣三維溫度場(chǎng)計(jì)算與導(dǎo)線覆冰增長(zhǎng)模型相結(jié)合，預(yù)測(cè)未來三至七天的電網(wǎng)覆冰情況，預(yù)報(bào)分辨率全國(guó)9×9 km，湖南3×3 km。08年冰災(zāi)以來，不僅為湖南電網(wǎng)提供冬季覆冰預(yù)測(cè)預(yù)警，還承擔(dān)了特高壓重要跨區(qū)線路、國(guó)網(wǎng)27省市電網(wǎng)公司和南方電網(wǎng)部分單位的覆冰預(yù)測(cè)預(yù)警工作。

圖4 水輪機(jī)組監(jiān)測(cè)決策系統(tǒng)

圖5 覆冰監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

4.山火監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

在山火監(jiān)測(cè)方面，接收同步衛(wèi)星和極軌衛(wèi)星的紅外照片，其中同步衛(wèi)星每10分鐘傳回一張紅外照片，極軌衛(wèi)星平均每1小時(shí)傳回一張紅外照片，通過提出的動(dòng)態(tài)亮溫閾值判識(shí)算法自動(dòng)識(shí)別火點(diǎn)，再利用臨近網(wǎng)格快速搜索算法，5秒內(nèi)即可快速生成線路告警信息。目前，該系統(tǒng)已覆蓋國(guó)網(wǎng)所有省市公司電網(wǎng)。2017年4月2日監(jiān)測(cè)到全國(guó)580個(gè)火點(diǎn)，湖南227個(gè)火點(diǎn)，發(fā)布一級(jí)告警127次。

四、中心的創(chuàng)新性和先進(jìn)性

管控中心通過功能完善的系統(tǒng)平臺(tái)，構(gòu)建了全方位、立體式、智能化的管控體系，其創(chuàng)新新和先進(jìn)性主要體現(xiàn)以下幾方面：

（一）全面實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)全景化

深度融合二、三維GIS、高清影像、激光點(diǎn)云、地理信息、基礎(chǔ)臺(tái)賬、運(yùn)行工況等信息，用結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)設(shè)備環(huán)境狀況的實(shí)時(shí)展示、用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)推送、用圖像識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)的實(shí)時(shí)預(yù)警、設(shè)備狀態(tài)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)管控。

（二）全面實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析智能化

深度融合PMS2.0、OMS、雷電、山火、覆冰、氣象、故障測(cè)距等國(guó)網(wǎng)標(biāo)配及配網(wǎng)大數(shù)據(jù)、水電廠機(jī)組監(jiān)測(cè)等湖南特色的多個(gè)業(yè)務(wù)子系統(tǒng)，有效解決信息孤島困局，實(shí)現(xiàn)多元系統(tǒng)海量數(shù)據(jù)的一體化存儲(chǔ)、一體化計(jì)算、一體化統(tǒng)計(jì)、一體化分析，并深入挖掘海量數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)價(jià)值，全面提升設(shè)備狀態(tài)管控力，全面拓展中心功能。

（三）全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)指揮集約化

基于內(nèi)外網(wǎng)視頻穿透的遠(yuǎn)程會(huì)商功能，協(xié)同管控各個(gè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)；基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和承載力分析，實(shí)時(shí)掌控人、車、物等運(yùn)檢資源，最大程度的實(shí)現(xiàn)優(yōu)化調(diào)度，有效提升運(yùn)檢管理穿透力，全面構(gòu)建電網(wǎng)集約化指揮體系。

（四）全面實(shí)現(xiàn)運(yùn)檢管理精益化

機(jī)制先行，改變傳統(tǒng)的“信息層層上報(bào)、指令級(jí)級(jí)下達(dá)”管理方式，通過全面推進(jìn)設(shè)備、通道、運(yùn)維、檢修、管理五項(xiàng)智能化，顯著提升運(yùn)檢管理效率效益。

五、應(yīng)用成效

管控中心是湖南電網(wǎng)生產(chǎn)指揮的“中樞”和“大腦”，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)檢工作的“三個(gè)提升”和“四個(gè)轉(zhuǎn)變“。

（一）全面實(shí)現(xiàn)“三個(gè)”提升

1.提升設(shè)備狀態(tài)管控力

管控中心將“互聯(lián)網(wǎng)+”與運(yùn)維檢修業(yè)務(wù)深度融合，充分利用各種在線監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和跟蹤，精確掌握設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)全景。依托管控系統(tǒng)匯集故障（異常）、缺陷、生產(chǎn)調(diào)度、預(yù)告警、應(yīng)急等生產(chǎn)和管理信息，為故障分析研判提供數(shù)據(jù)支撐。

在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善電網(wǎng)和設(shè)備的故障預(yù)警預(yù)判機(jī)制，做到正確研判、提前預(yù)警。通過發(fā)布電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警、設(shè)備預(yù)告警、氣象和環(huán)境預(yù)警等各類信息。指導(dǎo)作業(yè)人員合理安排檢修，將設(shè)備故障隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

2.提升運(yùn)檢管理穿透力

管控中心以集約化、扁平化、專業(yè)化管理為方向，依托電網(wǎng)運(yùn)檢智能化分析管控系統(tǒng)，對(duì)所轄輸變電設(shè)備及附屬設(shè)施運(yùn)行工況、運(yùn)檢現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程進(jìn)行監(jiān)督管控，全面管控運(yùn)檢業(yè)務(wù)及資源，實(shí)現(xiàn)決策指令、現(xiàn)場(chǎng)信息在運(yùn)檢管控中心與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)交互，有效提高應(yīng)急響應(yīng)速度和現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)執(zhí)行效率，提升運(yùn)檢管控決策的科學(xué)性。

對(duì)于大型檢修工作，管控系統(tǒng)可根據(jù)大數(shù)據(jù)分析結(jié)果和運(yùn)維保障需要，對(duì)人員、車輛、工器具、備品備件等生產(chǎn)資源進(jìn)行優(yōu)化調(diào)配，最大限度地提高資源配置的利用率。

3.提升社會(huì)及經(jīng)濟(jì)效益

管控中心實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)運(yùn)檢模式的顛覆性變革，極大地提高了運(yùn)檢管控效率，提升了電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行水平。管控中心與帶電檢測(cè)、在線監(jiān)測(cè)裝備互聯(lián)互通，以及與無人機(jī)、機(jī)器人等智能設(shè)備的密切配合，將大大減少現(xiàn)場(chǎng)檢修、巡視工作量和設(shè)備停電時(shí)間；實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理模式從“事后應(yīng)對(duì)”向“事前防范”、從“分散現(xiàn)場(chǎng)管控”向“集約生產(chǎn)指揮”的轉(zhuǎn)變，有效降低人身傷害事故，確保電網(wǎng)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)一步提高供電可靠性，并由此產(chǎn)生巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。

（二）全面實(shí)現(xiàn)“四個(gè)”轉(zhuǎn)變

1.緊急消缺型向預(yù)測(cè)預(yù)警型轉(zhuǎn)變

成立電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心之前，省檢修公司對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)感知、數(shù)據(jù)分析和主動(dòng)預(yù)測(cè)預(yù)警均缺少有效手段，綜合預(yù)測(cè)預(yù)警能力不足，日常工作往往疲于應(yīng)對(duì)各種突發(fā)故障和異常情況，傳統(tǒng)模式已經(jīng)成為制約風(fēng)險(xiǎn)管控水平和運(yùn)檢效率效益提升的瓶頸。建立電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心后，對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行主動(dòng)跟蹤、預(yù)測(cè)、分析和評(píng)價(jià)，降低了設(shè)備故障異常發(fā)生概率，減少了電網(wǎng)事故帶來的重大經(jīng)濟(jì)損失。

2.分散指揮模式向集約指揮體系轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)模式下，運(yùn)檢指揮鏈條長(zhǎng)、協(xié)調(diào)難，資源統(tǒng)籌調(diào)配作用未得到充分發(fā)揮，特別是在抗災(zāi)搶險(xiǎn)、供電保障時(shí)更為突出。建立電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心后，可利用信息平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，打通各管控系統(tǒng)縱向信息交互通道，使底層信息能直接連接到管理層，改變傳統(tǒng)分散指揮模式下指令層層衰減、信息傳遞失真的弊病，有效提升運(yùn)檢管理穿透力，實(shí)現(xiàn)人、車、物的最優(yōu)配置，提高運(yùn)檢效率與效益。

3.人工分析型向智能分析型轉(zhuǎn)變

依托電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、工況的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能對(duì)比、分析，確定其狀態(tài)評(píng)價(jià)等級(jí)，避免了人工手段對(duì)設(shè)備狀態(tài)的檢查和評(píng)價(jià)，有效降低了作業(yè)人員的工作強(qiáng)度，達(dá)到減員增效目的。

4.現(xiàn)場(chǎng)診斷型向遠(yuǎn)程會(huì)商型轉(zhuǎn)變

通過建立電網(wǎng)智能運(yùn)檢管控中心，電網(wǎng)的事故異?？刹辉傩枰獙＜胰藛T趕往現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行事故分析，而是利用管控平臺(tái)數(shù)據(jù)和遠(yuǎn)程視頻、遠(yuǎn)程會(huì)商等功能，實(shí)現(xiàn)事故的在線分析與診斷，極大地提高了重大設(shè)備應(yīng)急處置效率。