综合可视化值守平台在输电线路运检中的应用

苏晓

（国网无锡供电公司，江苏 无锡 214000）

近年来，随着特高压线路网架的持续建设和完善，架空输电线路的规模越来越庞大，运检人员的数量呈减少趋势，基层单位普遍存在人员结构老龄化问题，人员短缺也是输电专业面临的一项较大挑战。目前，无锡地区输电运检人员人均管辖线路规模已超过100 km，面对电网设备规模快速扩大、外部环境更加复杂的发展趋势，采用传统的巡视手段对输电线路通道进行管理，已无法满足智能电网对输电线路通道管理的要求。积极探索智能运检技术、提升人员素质、提高技术水平是运检专业发展的必由之路。

1 输电线路运检面临的问题

1.1 外部环境安全风险形势严峻

输电线路作为输配电网的纽带，对输电线路进行定期巡检排查是保障电力系统运行的关键所在。由于输电线路长期处于运行状态且暴露在大自然中，不仅承受着正常机械载荷和电力负荷的作用，还经受着污秽、雷击、强风、洪水、滑坡、沉陷、地震和鸟害等外力的侵害，上述因素会促使线路上各个元件老化、疲劳、氧化和腐蚀[1]。因此，定期巡检电网对及时发现绝缘老化、设备损坏等具有重要的意义。同时，随着社会经济的快速发展和城市化进程的加快，线路保护区内违章施工、吊车种树、取土堆土等行为屡禁不止，输电线路的外部矛盾日益突出，运用可视化值守平台对输电线路通道进行全天候监测正被逐渐推广应用。

1.2 传统运检模式难以适应智能化转型要求

传统运检模式以人工巡视、停电检修为主，信息获取方式传统、来源单一，在设备、通道和环境的状态管控方面缺乏有效手段。原先“用脚步丈量输电线路”的人巡模式已经很难满足发展要求。而状态检修的提出也进一步提升了输电巡检工作精益化水平的要求，依靠肉眼观察和经验判断的巡视方法亟需向智能化方向转变，推动环境监测预警、通道可视化、本体状态监测等新技术与传统运检业务的融合。针对日益复杂的线路通道状况和常态化的保电工作，为缓解输电运检专业短期内结构性缺员的矛盾，满足精益化运维管理的需要，需抓住提升安全意识这一主要矛盾，围绕“外拓意识支撑、内抓文化再造”的核心思想，推行区域化、差异化运维管理模式，完善防外破协调机制，打造智能化管控平台，实现线路运行安全管理提质增效。

2 综合可视化值守平台应用

2.1 综合可视化值守平台体系架构

输电综合可视化值守平台是一套基于智能化输电网络架构的系统，将最新的物联网、自组织通信网络、大数据挖掘、专家系统等信息技术与传统的电力网络连接起来，使架空输电网络具有自我感知、环境评估、智能诊断等能力。利用智能运维系统可以实现远程巡线、故障及事故预警、设备状态在线监控等功能，可以大大降低输电线路的故障率，提高供电可靠性，降低运维的成本，系统总体框架如图1所示。从结构上看，输电无人值守云平台主要分为杆塔部分的主节点感知元件、传感网络、智能防控平台和移动作业终端4部分。通过杆塔上的节点设备实现对输电线路数据的采集，发送给位于控制中心的后台服务器后，对传感器所采集的信息进行分析及处理，筛选出具有代表性的线路状态信息，辅助人员进行决策工作，移动端则可以实时查看通道视频和接收平台实时推送的预警信息。

2.2 主节点与传感网

该系统的主节点安装于输电线路上，以自组网的方式自动构成数据通路，通过主节点采集的线路通道视频数据、线路状态参数、传感器所收集的信息都是通过该数据通路进行传送。传感器节点则安装在杆塔、绝缘子以及其他任意需要监控的位置，传感器所采集的数据由其所产生的传感网络汇聚到最近的主节点中，主节点与传感网如图2所示。

2.3 智能管控平台与移动终端

主节点所采集的数据通过数据通路传送至后方的变电站，变电站主要完成图像及数据的处理和存储，之后通过专网传送至后台系统。后台系统统一布置在电网的控制中心，用户可在控制中心访问后台系统或通过PC、手持设备等终端访问后台系统，后台系统实现数据分析、事故及故障预警、数据挖掘及其他智能化功能，智能防控平台如图3所示。

图3 智能防控平台

2.4 输电线路状态检测

输电综合可视化值守平台通过线路杆塔上安装的传感节点实现对线路周边环境信息的监测，由于其监测位置位于杆塔上，自然灾害发生时可以确定准确的位置，有效缩短故障抢修时间。不同的输电线路因地区、电压等级、运行方式等不同因素影响，缺陷的表现方式也千差万别。从缺陷位置来看，单靠肉眼去巡视杆塔本体、基础、金具、绝缘子等总会有盲点，无法详细获得线路运行的状态信息，从而无法做出准确的判断。该系统在实现监测周围环境的同时，提供了数据信息的接口，由于其本身具有传感网络功能，可以对其他独立传感器的信息进行收集，从而集中进行分析处理，实现更精准的线路诊断。

2.5 故障诊断数据库功能

利用传统的输电在线监测装置只能实现信息的传递，装置工作时往往会简单采集音视频、温度、风速等数据，无论信息本身是否有价值，这样会导致巡检中获得的数据量巨大，从而造成后期人工工作量大。另外，因为人员经验水平不同，不同的工作人员对同一线路状态信息可能产生不同的判断，线路诊断结果准确与否，与人员的工作经验和业务技能水平息息相关。输电综合可视化值守平台通过后台建立的智能防控体系构建了输电线路的标准数据模型，开发了基于大数据的故障诊断技术，建立输电线路、杆塔和金具等缺陷典型数据的专家数据库，可对数据信息进行自动处理，从而智能识别出线路缺陷，对可能存在的故障风险进行预警并给出处理建议，这可以大大减少人员的工作量，提升工作效率。

2.6 可视化在线监测

通过主节点安装的传感器可实现对通道及杆塔本体状况的在线监测，实时监控输电线路、杆塔等电力设施及通道运行状况，预防由外力破坏引起的事故，可对现场视频和状态监测数据进行实时分析，一旦发现异常就主动报警，第一时间通知工作人员，在降低工作人员工作负担、提高工作效率的同时大大降低异常漏报率。可视化远程巡检如图4所示。

图4 可视化远程巡检

2.7 外部数据接入

综合可视化值守平台创新性地实现了外部数据的接入，对应用的危险源点数据、PMS数据都进行了整合，实现数据的统一，减少重复的台账工作，对设备的本体信息、危险源信息、缺陷信息进行再整理，优化数据管理模式如图5所示。

图5 业务管控模块

2.8 智能管控平台

在整个系统中，后台系统所采用的智能防控平台可提供在线数据接入，同时可对大量的信息数据进行整合。由于输电专业的数据体量十分庞大，过多的管控平台及系统一定程度上加重了人员负担。综合可视化值守平台通过云端后台接入了PMS系统、输电设备在线监测系统、危险源管控平台、生产数据分析系统等生产信息数据，实现了对数据的优化整合。

3 结语

综合可视化值守平台运用高效智能的传感器和通信技术，可以在线监测线路本体、通道、环境的全方位运行信息。运用户外节点所构建的专用信息网络，实现了不需基站的数据信息传输，应用自取电技术，打破信息传输固有模式的限制并保障了信息数据的安全性。借助物联网信息手段，可全天候管控重要线路通道和危险源点，单条线路的巡视时间平均可被缩短40%。通过对外部数据的接入，使用户可以在一个操作平台上使用多平台数据，更加便捷、高效地实现对输电运维工作的统一、智能管理。运用数据分析技术，建立专家知识库，实现对输电线路运行状态的自诊断、对事故及故障的预警等功能，实时推送预警信息，雷击、台风等风险预警和故障定位能力得到大幅提升，检修工作量可减少30%，用户年均停电时间可减少1.2 h，下降约20%。切实提升输电线路本体、通道和环节的状态感知力和运检管控力，有效保障线路安全稳定运行，对保障电网的安全运行具有重要意义。