输电线路可视化运行系统应用研究

戴荣璨 顾志伟

国网江苏省电力有限公司兴化市供电分公司 江苏 泰州 225700

引言

输电线路因为覆盖区域广且传输距离长，无论是在建设期间还是建设完成以后，不可避免会受到自然因素或人为因素的干扰。因此输电线路的铁塔位置需要安装可视化设备，工作人员通过信后台即可了解通道内施工情况、输电线路附近的树木情况，同时也能监测到是否出现线下钓鱼等现象，并可将实时情况通过工单反馈给后台人员，对于线路通道内出现的异常情况，也可及时制定处理方案，做到快速应急响应，在与各类传感器联动的情况下，可以拓宽其应用场景，所以说输电线路可视化系统，有很大的应用前景。

1 运用输电线路可视化系统的意义

第一，因为电网处于快速发展的阶段，所以输电线路也呈现每年递增的现象，由于其杆塔所处环境较为复杂，有可能会出现森林区，也有可能会出现污秽区。不少输电线路设备可能会受到气象及建筑的影响，导致不少电力企业在线路巡视及维护工作上投入了相当多的成本，但并没有达到预期的效果，因此电力企业需要更为先进的可视化运行系统，方能提高工作效率。

第二，输电线路可视化运行系统，就是能够将地形地貌及输电线路的杆塔等地理信息，以及所有的气象信息和设备在运营中可能会出现的隐患、输电线路维修的实际情况、输电线路在运行过程中可能会出现的隐患，全部都能够录入到同一个系统。而且该系统还具有预警、全程监督、数据查询等系列功能，也可将最直观的信息投射到电子屏幕，能够方便作业人员及管理人员及时沟通。现如今输电线路运营将从传统的粗放型运营，转为现代化的精益型运营。该系统在提高作业人员工作效率的同时，也可降低人力支出及维修的成本。

2 可视化运行系统的工作原理

可视化运营系统是将VR和GIS两种技术融入其中，能够有效解决传统输电线路在管理中存在的不足之处。GIS的特点在于，能够将输电线路在运营当中所需要的数据及地理信息进行统合，然后分析数据是否出现异常。该技术还可以将覆盖的输电线路通过图形进行直观展示，并能够对输电线路网络进行有效分析，督促工作人员在进行输电线路巡检期间，及时关注可能会出现的隐患。而VR技术是通过信息技术及人机交换等技术的基础上转换而来，管理人员可以利用虚拟技术，及时追踪输电线路周围环境及空间布局，也可以直观地为客户展示输电线路的实际运营情况。GIS及VR系统有各自独立的功能，而两者需要交互使用时，后台已经开发出接口，可以通过网络传输数据或者是发出对应指令。

3 传统输电线路巡检面临的困境

3.1 远程巡检方面

电力企业需要定时对输电线路进行远程检查，但在实际工作期间会遇到以下几点问题：

3.1.1 检查次数频繁。而主要原因是科学技术水平的提高，所以输电线路的覆盖区域也越来越广，但随之带来的是作业环境也越来越复杂。但电力公司配备的视察员人数不足，因此视察人员的工作量也在逐年递增。

3.1.2 视察期间存在安全隐患。某些输电线路因为地处较为恶劣的露天环境及交通并不发达的无人区，并且需要检查的输电线路较长，所以说工作人员检查时间也随之延长。如果工作期间出现安全事故，可能无法第一时间了解具体情况。

3.1.3设备故障问题。检查员通过远程对输电线路进行检查时，可能会出现传输故障，但因为现场没有其他工作人员，因此检查员无法准确判断故障原因，因此不能够及时解决问题，最终输电线路的稳定性以及可靠性会受到影响。

3.2 巡检记录方面

检查人员在进行远程检查时，可能会出现登记时间与检查时间不相符的情况，这一情况产生的主要原因是，检查人员的专业水平较低且没有养成及时登记的习惯。同时检查员工作期间并没有记录输电线路接入时的现象，而是在工作结束以后再报告，上述行为并不符合检验流程标准。

虽然说供电企业涉及的技术正在不断创新当中，各种信息技术几乎已经普及到全国的供电企业，但是在实际工作中能够了解到，不少电力公司并没有将前沿技术和远程试验相统一，而且不少供电企业的巡检设备会存在以下缺点[1]：①巡检设备不能准确记录输电线路在发生故障时产生的变化，需要工作人员手动登记、汇总然后再汇报，导致工作效率受到影响。②部分巡检设备不能提高巡检质量及效率的主要原因，可能是不能适应恶劣的露天环境，也有可能是工作人员在远程检查未连接成功，但没有及时上报。

3.3 人力成本

传统输电线路的维修及保养工作，需要大量工作人员的参与，但并没有科学的手段能够全程监督。因此输电线路在发生问题以后，无法第一时间监测到，只能是人工巡检的时候才会发现问题根源。同时供电企业使用大量的人力，投入到输电线路维护当中，不仅会出现工作难度及工作强度的增加，还会出现成本逐年增高的情况。而且单纯靠人力进行输电线路的维护，还有可能会出现安全隐患，以及出现安全隐患并没有及时察觉的现象。并且作业人员在对输电线路进行维修时，后台的管理人员无法了解作业人员的工作状态，只能根据巡检记录了解最终的检修情况。

所以说目前的巡检方式已经不能够满足输电线路的维护需求及日常管理工作，面对科学技术水平日益提升的今天，需要全新的现代化管理模式，加入到输电线路的维护工作中。

4 输电线路可视化运行系统应用研究

4.1 地理信息可视化

可视化运营系统能够将计算机技术、三维立体技术、数据分析及GPS系统相结合，对于输电线路周围的树木情况、通道施工情况都可在后台全程监测，部分输电线路横穿河流区域，可能会出现线下钓鱼的现象，可视化设备也可及时监测，及时设置警示牌，防止出现安全事故。而且可视化运营系统对于采集的地理信息能够进行有效分析，为电力企业的高效运营奠定良好基础。可视化运营系统的应用效果展现在以下几点：

4.1.1 管理人员在后台通过系统能够观察到每条线路的主干以及分支，对于每一个连接点都能够清晰展示，方便管理人员了解输电的方向。在系统中也可观察到电塔所处位置，以及输电线路途经方向是否会出现明显的标志物。例如：部分输电线路在途经乡镇期间，可能会有桥梁、河流、公交线路等地貌特征，工作人员在进行远程巡检期间，只需要点击地貌标志物，就可了解线路的具体应用情况以及电压配送级别和具体输电线路的长度，也可通过后台了解到电力容量是否合适、电力企业安装的电塔数量是否合适。而其中最重要的是，系统在运营期间能够清晰展示每条输电线路巡检的时间及维修时间。

4.1.2 巡检人员如果想对特定的杆塔进行巡检，可以点击所要巡检的目标，然后通过三维立体技术，能够多角度地观察杆塔的实际运营情况，也可在后台了解灯塔的高度及周围所配备的设备，同时杆塔的结构、高度和所属位置也可监测到。巡检人员还可以利用系统在数据库当中存储的数据，使用移动通信或者是无线通信等技术和该区域的工作人员进行有效沟通，也可将有用的信息及资源进行共享，提高管理人员的日常工作效率。

4.1.3 可视化运行系统能够监测到线路途经区域会出现的建筑物、河流及煤矿等具特点的标志物，而后期供电企业及电力人员在进行线路改造或者是铺设新线路期间，只需要点击所属区域，就能准确了解到对应的信息，从而提高了后期的工作效率。

4.1.4 可视化运行系统能够全程监督施工范围内的监测设备，是否处于正常运转状态，也可通过后台了解电网及杆塔是否可以正常供电。

4.1.5 该系统能够清晰展示线路所经城乡的居民数量，以及每条线路是否分配了维护人员，也可了解到设备的运转情况。

4.2 气象信息可视化

可视化运行系统能够将输电线路所处区域的风速、杆塔倾斜程度对应的数据进行连接，根据监测设备传输的实时数据，可以了解电网所属区域的气象信息。如果气象信息已经超出预先设置的数据，可视化运行系统则会发出预警。后台管理人员能够及时观察设备是否出现异常，也能够及时排查是否会有险情[2]。

工作人员在可视化运行系统的帮助下，无须前往现场巡检，只需要在室内就可实时监测到恶劣天气下，某区域的线路是否会出现摆动，风速较强是否会影响输电线路的正常供电。而且在经过雨雪或者是雷电等气象信息后，也可知晓输电线路的温度及湿度是否已经超过预先设置的数据，为后期的抢修奠定良好基础。

4.3 运行状态可视化

利用可视化运行系统能够直观反映电网线路运行状态，同时将线路历年维护数据均存储至数据库中，为线路及其附属设备检修提供可靠的参考依据。例如：电力人员可借助该系统快速查询出目标电网或是单独线路的故障情况、所属分类、维修人员和部分、检修措施等内容，并与企业内部人员实现资源共享，从而快速制定各种突发应急预案，及时完成线路抢修工作，提高日常线路维修准确性。为了进一步提高线路运行管理效率，还可借助不同的色彩区分线路不同的运行状态，例如：

如果线路属于正常运营状态，基本可以排除故障，所以后台系统电线杆路处于绿色，根据实际运营结果能够了解到，可视化运营系统的故障排除率已经超过98%。当后台可视化系统的电线杆路是黄色，基本可以判定运行状态良好，而故障排除率是80%左右。但如果是红色，代表运行状态较差，故障排除率在30%，代表可能会存在安全隐患。所以供电企业需要立即安排抢修人员进行巡视，而管理人员需要监测输电线路的运营状态，制定最优化的解决方案。

4.4 巡检状态可视化

后台管理人员以及巡检人员需要及时了解设备及线路的健康情况，同时也要了解设备的使用年限，以及线路历年会出现故障的点，利用后台的可视化运行系统进行合理的分析。

管理人员可以根据电网线路的颜色安排合理的维修方案，如果是红色则要安排检修人员对故障区域进行抢修。

电力企业可以为检修人员配备GPS设备，方便后台管理人员了解检修人员的工作流程，而且管理人员通过GPS设备也可了解作业人员在巡检期间，是否遵守各项规章制度，防止疏于管理而埋下安全隐患[3]。而且通过GPS设备也可了解检修人员的工作质量，提高维修及检查的工作效率。

5 可视化运行系统的发展趋势

现如今各行各业已经逐渐在推广使用无人机，以及量子计算机等现代化技术，所以说输电线路的运行及管理需要更加自动化及智能化。现如今大部分电力企业已经利用无人机代替人工巡检，在实际工作中，无人机巡检提高了工作质量及工作效率，相信在不久的将来，可以利用现代化技术全天候监测到输电线路的运行状态，而输电线路的管理水平也会逐渐提高。

6 结束语

综上所述，在经济发展的影响之下，各省市的电网企业已经加快数据平台的建设，通过可视化运行系统能够收集重要信息，并且分析输电线路的运行状态。但同时也要根据自身需求，建立合适的运行系统，方能提高电力企业的经济效益。