輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)用研究

國網(wǎng)揚(yáng)州供電公司 朱翔宇 林芝茂

1 引言

隨著輸電線路管理的信息化發(fā)展，供電企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用了相應(yīng)的管理系統(tǒng)，包括GPS定位、在線監(jiān)測裝置系統(tǒng)等，使輸電線路管理水平得到了一定提升，但如果對于線路運(yùn)行過程缺乏系統(tǒng)性的管理，而且各個(gè)模塊間缺乏聯(lián)系，大量的數(shù)據(jù)需要重復(fù)輸入，會(huì)增加管理人員的工作量。而通過創(chuàng)建智能化的管理系統(tǒng)，能夠提升信息的可視化水平，對整個(gè)輸電線路運(yùn)轉(zhuǎn)過程進(jìn)行智能管理，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的協(xié)同管理作用，進(jìn)而提升輸電線路的維護(hù)水平。本文對輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)主要內(nèi)容進(jìn)行分析，并研究其運(yùn)用效果情況。

2 輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的和原則

輸電線路是電網(wǎng)運(yùn)行中很重要的一部分，具有線路長、連接復(fù)雜的特點(diǎn)，屬于規(guī)模較大的系統(tǒng)，尺寸可以達(dá)到近數(shù)千千米。而由于輸電線路的特殊性，在運(yùn)行時(shí)容易受到人為原因或者天氣等環(huán)境因素的影響而出現(xiàn)線路故障。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，以往的農(nóng)田區(qū)域已經(jīng)轉(zhuǎn)變成了工業(yè)生產(chǎn)和人類居住的地方，輸電通道大多排列較緊密，且周邊環(huán)境復(fù)雜，輸電線路下方常會(huì)出現(xiàn)施工，會(huì)增加外力破壞事件的發(fā)生，具有安全隱患，出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的安全性降低[1]。為了加強(qiáng)對輸電線路的有效監(jiān)管，對線路運(yùn)行出現(xiàn)故障問題進(jìn)行及時(shí)處理解決，設(shè)計(jì)輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)，能夠解決輸電線路的管理難題，提升輸電線路運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則包括六個(gè)方面。

第一，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程符合規(guī)范，系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要以輸電線路的規(guī)模情況和電網(wǎng)的管理需求為主。第二，系統(tǒng)設(shè)計(jì)保持先進(jìn)的科技水平，該系統(tǒng)運(yùn)用了智能化的分析技術(shù)和圖像高清壓縮技術(shù)，并可以隨著應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展而不斷優(yōu)化完善。第三，系統(tǒng)要確保安全，對其中的運(yùn)行數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備安全都應(yīng)該建立保護(hù)措施，防止非法入侵，在數(shù)據(jù)傳遞過程中做好安全維護(hù)，確保數(shù)據(jù)保密安全。第四，系統(tǒng)應(yīng)該充分可靠，系統(tǒng)應(yīng)該適應(yīng)時(shí)代發(fā)展，結(jié)合先進(jìn)的技術(shù)，應(yīng)具備充分的抗干擾能力，系統(tǒng)出現(xiàn)問題可以自行恢復(fù)并容錯(cuò)，防止系統(tǒng)出現(xiàn)問題而影響整條輸電線路的運(yùn)行管理[2]。第五，系統(tǒng)應(yīng)該具有充分的擴(kuò)展性，能容納與系統(tǒng)連接的多種設(shè)備安裝，為后續(xù)設(shè)備連接調(diào)控做基礎(chǔ)。第六，系統(tǒng)應(yīng)確保操作簡單，并支持多種語言，保持操作界面的清晰流暢。

3 輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)構(gòu)成

輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)主要是以管理人員操作為主，結(jié)合線路管理需求方面，利用內(nèi)部系統(tǒng)的有效連接，對各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督管理，創(chuàng)造出的一種新型管理平臺。隨著當(dāng)前信息化水平的提升發(fā)展，大數(shù)據(jù)云計(jì)算等技術(shù)陸續(xù)出現(xiàn)，輸電線路不僅要實(shí)現(xiàn)線路管理，還要實(shí)現(xiàn)可視化監(jiān)控，而監(jiān)控系統(tǒng)需要有擴(kuò)容性，可以充分適用于設(shè)備更新優(yōu)化過程，利用該系統(tǒng)可以為供電企業(yè)提升運(yùn)轉(zhuǎn)效率，降低管理過程不必要的成本[3]。輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)主要由地市級工作站、前端系統(tǒng)和傳輸網(wǎng)絡(luò)組成，前端系統(tǒng)由監(jiān)控、拍攝及防入侵模塊組成，監(jiān)控模塊對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，工作人員通過各個(gè)客戶端查看現(xiàn)場的實(shí)時(shí)狀態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)輸電線路環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)控，還能對災(zāi)害情況進(jìn)行監(jiān)測。拍攝模塊是在監(jiān)控的基礎(chǔ)上，根據(jù)指令內(nèi)容對現(xiàn)場進(jìn)行拍照并將其自動(dòng)上傳到系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對隱患因素較復(fù)雜的施工環(huán)境進(jìn)行精準(zhǔn)拍攝，防入侵模塊主要借助監(jiān)控和拍照模塊對其他外物入侵情況進(jìn)行通知警告，設(shè)定預(yù)警范圍，設(shè)置多種模式的入侵預(yù)警方式，便于對其進(jìn)行及時(shí)分析和安全隱患的處理。

傳輸網(wǎng)絡(luò)是連接監(jiān)控站和前端系統(tǒng)的紐帶，可以實(shí)現(xiàn)4G、5G 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸以及系統(tǒng)數(shù)據(jù)的匯總與分析。工作站主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的接收、儲(chǔ)存和處理，主要分為監(jiān)控工作站和分配工作站。監(jiān)控工作站對監(jiān)控視頻照片的預(yù)覽、回放和預(yù)警數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取整合，分配工作站主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)內(nèi)部的權(quán)限、地圖、安全、錄像等進(jìn)行全面的分配管理。該系統(tǒng)滿足國家電網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范，可以與電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)充分對接，還可以滿足各種智能設(shè)備的需求，比如手機(jī)同步瀏覽上傳相關(guān)數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡(luò)客戶一鍵巡視等，監(jiān)控模塊可以充分實(shí)現(xiàn)移動(dòng)互聯(lián)的理念，具有立體性、持久穩(wěn)定的特征。輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)采用由上至下的垂直管理體系，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)警、監(jiān)控管理、巡視管理功能，以監(jiān)控巡視為主體，將其他模塊與監(jiān)控巡視模塊進(jìn)行聯(lián)系整合，針對輸電線路重點(diǎn)區(qū)域位置實(shí)時(shí)監(jiān)測，并經(jīng)過對現(xiàn)場的監(jiān)控抓拍，設(shè)置遠(yuǎn)程語音、軟件推送功能，對違法違紀(jì)行為進(jìn)行及時(shí)預(yù)警，當(dāng)有干擾物進(jìn)入預(yù)警區(qū)域內(nèi)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)同時(shí)向手機(jī)端和網(wǎng)絡(luò)端發(fā)送預(yù)警信息，進(jìn)而發(fā)揮更有效的運(yùn)維管理水平[4]。

輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)還可以為巡檢工作人員提供輔助作用，系統(tǒng)可以為巡檢工作人員提供巡檢線路、巡檢計(jì)劃和巡檢記錄，工作人員可以根據(jù)系統(tǒng)推薦線路開展現(xiàn)場巡檢，在過程中還可以借助系統(tǒng)抓拍功能，及時(shí)查看現(xiàn)場情況，工作人員還可以把巡檢中發(fā)現(xiàn)的問題錄入到系統(tǒng)中，便于后續(xù)分析處理[5]。除此之外，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能夠發(fā)揮系統(tǒng)的可視化、智能化優(yōu)勢，一方面對現(xiàn)場線路進(jìn)行清晰體現(xiàn)、巡檢人員工作過程軌跡實(shí)現(xiàn)可視化、線路隱患問題可視化標(biāo)注，實(shí)現(xiàn)了全方位的可視化管理。另一方面使監(jiān)控機(jī)位和操作指令進(jìn)行有效連接，還能進(jìn)行監(jiān)控視頻和照片的自動(dòng)分析，精準(zhǔn)篩選出相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的線路運(yùn)行情況，使工作人員能快速找到隱患位置，實(shí)現(xiàn)了管理流程的智能化，提升管理人員工作效率。

4 輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用情況

輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)在各個(gè)模塊的共同作用下實(shí)現(xiàn)了對輸電線路的智能監(jiān)控與管理，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)管理模式的有效創(chuàng)新，提升原有管理技術(shù)水平。通過運(yùn)用輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)幾大優(yōu)勢。

第一，以往的視頻監(jiān)控功能停留在對故障現(xiàn)場情況進(jìn)行回顧分析上，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能夠在此基礎(chǔ)上加入防入侵預(yù)警等功能，可以對輸電線路故障問題進(jìn)行及時(shí)提醒。另外，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能夠優(yōu)化管理水平、提升巡檢工作效率。利用平臺指定巡檢路線，可以對巡檢流程進(jìn)行拍照留存，工作人員發(fā)現(xiàn)的安全隱患問題還可以在系統(tǒng)地圖中予以標(biāo)注，還可以注明隱患位置狀態(tài)和下次巡檢日期。工作人員每次巡檢過程只需要查看巡檢記錄和地圖，系統(tǒng)會(huì)按照事先標(biāo)注的隱患點(diǎn)進(jìn)行分析，充分展示桿塔狀態(tài)，并按照嚴(yán)重等級在地圖中顯示，按照工作人員巡檢目的重新排布巡檢計(jì)劃。

第二，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能夠提供高清版本的監(jiān)控錄像，可清晰地表現(xiàn)現(xiàn)場的環(huán)境和桿塔情況，幫助工作人員更好地了解輸電線路運(yùn)行狀態(tài)。

第三，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)4G 網(wǎng)絡(luò)或者5G 網(wǎng)絡(luò)及VPN 的有效連接，保障數(shù)據(jù)傳輸安全，防止其他未授權(quán)用戶入侵到系統(tǒng)中。將輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用于供電企業(yè)中，能夠?qū)崿F(xiàn)對原有系統(tǒng)的提升優(yōu)化，其實(shí)際應(yīng)用效果如下。

4.1 提升巡檢人員工作效率水平

將系統(tǒng)中各個(gè)模塊進(jìn)行整合應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)巡檢工作和信息技術(shù)的充分融合，不僅能幫助巡檢人員記錄巡檢過程，還能為故障處理工作提供基礎(chǔ)，提升巡檢工作的效率水平。將輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)運(yùn)用于供電企業(yè)中，企業(yè)原有的管理系統(tǒng)得到了優(yōu)化，簡化了巡檢流程。巡檢人員不需要花費(fèi)重復(fù)的時(shí)間尋找上一次巡檢工作中發(fā)生的隱患問題，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)地圖定位，并按照巡檢人員標(biāo)注的巡檢時(shí)間記錄為其推薦故障隱患位置的巡檢路線，減少了檢修時(shí)間，又提升了自身的工作效率。系統(tǒng)還具有智能巡視的功能，針對巡檢人員遺漏的位置可以進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)拍，幫助巡檢人員完善巡檢信息，提高效率。另外，系統(tǒng)還可以通過遠(yuǎn)程語音對現(xiàn)場及時(shí)提醒，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的遠(yuǎn)程信息化管理，隱患信息可以被企業(yè)端口同時(shí)傳送，使工作人員第一時(shí)間了解現(xiàn)場情況。

4.2 確保輸電線路安全

輸電線路受到各種因素的影響常會(huì)發(fā)生跳閘情況，外力破壞是最常見的影響因素，而運(yùn)用輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)后由于輸電線路得到實(shí)時(shí)的監(jiān)測和管控，巡檢工作也提升了效率水平，進(jìn)而縮短巡視周期，做到無間斷性地全面監(jiān)控，跳閘次數(shù)會(huì)相應(yīng)減少。另外，由于該系統(tǒng)對線路環(huán)境進(jìn)行及時(shí)預(yù)警和拍攝，對故障隱患處進(jìn)行及時(shí)定位，能夠防止隱患問題進(jìn)一步擴(kuò)大，從源頭上處理危險(xiǎn)因素，確保了輸電線路運(yùn)行過程中的安全性。輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)原有系統(tǒng)的升級優(yōu)化，其預(yù)警功能是建立在防止線路被破壞基礎(chǔ)上的，針對輸電線路發(fā)生的異常情況，包括電路下出現(xiàn)人員聚集、人員徘徊、施工車輛進(jìn)入時(shí)，如果涉及預(yù)先設(shè)置的范圍內(nèi)會(huì)做出及時(shí)預(yù)警，不僅保障了輸電線路的風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避，提升線路運(yùn)行安全，還可以對干擾人員進(jìn)行警告，保護(hù)其安全。

4.3 優(yōu)化整體管理水平，提高經(jīng)濟(jì)效益

輸電線路原有的管理模式是由人工進(jìn)行日常巡視，但涵蓋范圍不全面，而且工作量較大，容易忽略一些隱蔽位置的故障排查，在輸電線路受到外界因素干擾時(shí)也無法得到及時(shí)處理，往往會(huì)對管理工作產(chǎn)生一定的壓力。而輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)運(yùn)用后，使管理模式由人工轉(zhuǎn)變成智能管理方式，還能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的可視化管理，工作人員只需要在系統(tǒng)上選擇，既可查看整個(gè)輸電線路環(huán)境狀態(tài)，也對管理水平進(jìn)行了優(yōu)化，巡檢人員只需要按照系統(tǒng)推薦巡檢路線開展工作，即可按時(shí)完成每日工作，在系統(tǒng)上得到有效記錄和分析，為巡檢工作帶來便利，防止出現(xiàn)忘記巡檢或者遺漏巡檢位置的情況，為實(shí)現(xiàn)輸電線路安全運(yùn)行提供有效防線，進(jìn)而為整個(gè)電網(wǎng)可靠運(yùn)行提供有效基礎(chǔ)。

應(yīng)用輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)還可以縮短供電企業(yè)的故障排查時(shí)間，使故障事件發(fā)生次數(shù)減少，從而保障了電費(fèi)收入，如果隨著系統(tǒng)的更新優(yōu)化，故障事件可以逐年下降，則相當(dāng)于每年的電費(fèi)收入得到穩(wěn)步增加。而且，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)能使輸電線路減少線路保障時(shí)長，提升巡檢效率水平，從而減少人工成本，電費(fèi)收入的增加連同人工成本的減少，該系統(tǒng)為供電企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益的提升，促進(jìn)企業(yè)的精細(xì)化管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。

5 結(jié)語

伴隨電網(wǎng)范圍的不斷擴(kuò)大，輸電線路管理工作也變得更復(fù)雜困難，對巡檢工作也是一種考驗(yàn)。為了使輸電線路能夠更加安全穩(wěn)定運(yùn)行，將可視化與智能管理系統(tǒng)運(yùn)用其中，以地市級工作站、前端系統(tǒng)和傳輸網(wǎng)絡(luò)為系統(tǒng)主要組成部分，旨在通過對輸電線路整體的監(jiān)控與信息數(shù)據(jù)的及時(shí)傳輸，提升巡檢人員工作效率水平，確保輸電線路安全，并優(yōu)化供電企業(yè)整體的管理水平，提高其經(jīng)濟(jì)效益，為電網(wǎng)穩(wěn)定安全發(fā)展打好基礎(chǔ)。同時(shí)，輸電線路可視化與智能管理系統(tǒng)也應(yīng)隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展不斷優(yōu)化，并加強(qiáng)巡檢人員的專業(yè)技能水平，從而實(shí)現(xiàn)輸電線路更精細(xì)化的管理。