構建可穿戴式電力運檢現場管控系統的幾個關鍵技術及應用

胡斌 李建民 邢軍 彭青寧

【摘要】 近年來，各類突發事件和重大自然災害頻發，且日益呈現常態化趨勢，對電力設施造成的經濟損失和社會影響難以估量。由于突發事件的不確定性和電力運檢搶修隨時隨處的特點，運維部門需要在最短時間內掌握現場狀況，并迅速將傳輸到管控中心，以制定應對方案，把事件損失降到最小。這就要求信息傳輸機動快捷、高效可靠。而構建可穿戴式電力運檢現場管控系統是提高運維檢修時效性和可靠性的重要措施。本文將通過分析我國電力行業輸電線路運檢現狀及需求，提出構建可穿戴式電力運檢現場管控系統的重要性，并進一步探討構建該系統的幾個關鍵技術。

【關鍵詞】 可穿戴式 電力運檢現場管控系統 關鍵技術 應用

隨著國民經濟對電力供應的安全性、可靠性和經濟性的要求日益提高，電力行業面臨著前所未有的巨大工作量和新工作模式的探索。面對運維檢修工作的新挑戰，電力部門需要創新現有輸變電運維檢修工作模式，運用信息化手段，在運維檢修現場和后方的管控指揮中心之間，需要構建可視化的運維檢修實時管控系統，實現輸變電運檢的科學化、精細化與規范化的管理目標。近年來，電網輸變電運檢工作的管理不斷要求智能化、信息化，隨著無線通信技術及可穿戴式設備快速發展，基于可穿戴式設備構建電力運檢現場管控系統也被提上日程。

一、我國電力輸電線路運檢現狀

目前，我國電網容量和輸電線路距離的不斷增大，對輸電線路及電力設備的監測維護越來越困難，各地電力公司均在線路、設備的運行維護上投入了大量的人力、物力。但是，由于現場環境和技術條件的限制，使得電力運維檢修僅是現場小范圍的管理控制及指導，管理粗放，存在諸多不足，無法實現大范圍、精準化、高效率的運檢管控要求。

我國輸電線路運檢工作面臨的問題主要表現在：

1、線路故障需要專業人員指導定位、檢修，但是專業人員不可能隨時到達每個現場，只能采用電話溝通、發送圖片、手工記錄等報告形式，其流程繁瑣且效率低，限制了電力設備運維檢修信息化、可視化的發展。

2、故障多發，技術專家不能隨時奔赴每一現場，后方技術專家因為看不到現場情況和事態發展，很難制定高效的搶修方案，容易造成搶修工作的低效和延誤。

3、運檢人員知識水平參差不齊、專業技能不同，在現場僅憑自身經驗判斷，勢必造成錯巡漏巡等情況的發生。

4、故障檢修時缺乏有效的檢修管控、專業指導及遠程監測手段，不利于輸變電運檢工作高效進行

因此，改進目前的電力運檢工作模式和管控支持方式，提高輸變電運檢管理水平和支持效率，成為輸變電運檢工作實現科技化、信息化的重要研究課題。

二、建可穿戴式電力運檢現場管控系統的重要性

構建可穿戴式電力運檢現場管控系統，對于提高電力線路運維檢修效率和突發事件的快速反應能力，提高配網安全運行水平和供電可靠性具有重要意義。首先，它為電力運檢中的無線遠程信息采集、設備運行監視、快速故障定位及檢修等提供了一種新的工作模式；同時，通過可穿戴設備的同步視覺功能，及時上傳運檢現場的實施操作情況，使中心隨時遠程指揮操控人員進行現場巡視、狀況勘查、進程匯報、故障實態檢修等工作，實現管控中心對運檢現場的精益化管理要求。其次，它可減少運維檢修的工作量，降低各級人員工作強度，提高管理效率，節約管理成本。再次，通過可視化集約管控，加強配電設備檢測的管理力度，并對檢修人員進行監督和考核，有助于防止因運檢人員的漏檢、錯判、誤判、檢修不徹底等留下隱患，造成后期的損失。對于可穿戴式電力運檢現場管控系統的研究就是為了提高電力輸電線路運維檢修效率、管理水平和應對突發事件的快速反應能力，保障電網安全穩定運行。

三、構建該系統的關鍵技術及運用

構建可穿戴式電力運檢現場管控系統的技術設想：綜合應用移動互聯網通信技術、智能網關數據分配技術、3G/4G多網絡并行技術、GPS地理信息定位技術和數據交互技術，研究開發適用于運維檢修工作輔助決策支持的管控終端，設計適合于新型運檢工作模式及系統的數據庫支撐結構，現場人員通過可穿戴式終端將現場信息發送到后方管控中心，并可通過語音向中心匯報檢修的實時情況。管控中心根據現場終端設施傳輸回的信息，技術專家和領導可實時查看當前檢修現場的音視頻信息及檢修人員的同步操作過程，并由中心遠程指導完成各種故障排除與檢修作業，并實現整個檢修過程的記錄，確保現場運檢工作質量達標。

3.1系統及設備與陜西省電力運檢管控指揮平臺的對接

應積極構建多級聯動、分層配置的電力運檢管控體系，并通過分布式、網絡化的結構與陜西省電力運檢管控指揮平臺的對接，實現管控中心遠程對運維檢修現場的了解及指揮決策。現如今，陜西省電力公司運檢管控平臺的調度信息為EMS/WAMS系統中的實時信息，可以進行數據的收集、分析、顯示電網線路設備的運行信息以及進行故障監測預警等。同時，為了確保配電網的穩定性，實施網絡分區運行管理措施。實現系統及設備與陜西省電力運檢管控指揮平臺的對接，有助于加強輸變電運檢現場的監管，加強中心與現場的技術交流力度，發揮信息化集中管理的優勢，獲取平臺上的多個技術專家的共同支持，提高運檢工作效率和質量。

3.2基于多個運營商不同網絡捆綁復用的技術

聯合多個運營商建立以3G/4G、無線以太網為基礎的移動互聯網網絡，提供無線移動環境下的互聯網接入。同時，在相關區域實現網絡覆蓋，即實現移動設備接入IP核心網，這樣有助于及時獲取輸電線路的信息。

3.3研究檢修現場強電磁干擾對信息傳輸的影響及穩定性保障方法

在運維檢修現場，電磁干擾可通過輻射、傳導兩種方式對信息傳輸進行影響。因此，可以通過改善電控設備，來提高其防干擾性能。在進行設計時，可從兩方面入手，一方面抑制干擾源，產生抗干擾的設備、信號等；另一方面要切斷電磁干擾傳播路徑。

3.4云計算在應急反應系統中可起到的作用及應用方式

使用云計算技術，開發異構網絡資源管理技術，開發呼叫接入算法、垂直切換算法、異構網絡資源選擇與分配算法，實現多種通信網絡的融合通訊及互聯互通。同時，研發多路通信信道自適應碼率控制算法、通信數據智能分配和各運營商網絡負載均衡技術，實現最優網絡的智能選擇，并可根據捆綁后的鏈路帶寬自動匹配傳輸的數據量大小，有效提高無線數據傳輸速率和穩定性。

當然，還需進行設備的可控可信需求、接入安全需求、鏈路和通訊安全需求、重要網絡區域隔離需求的開發研究，包括終端的識別認證，重要數據交換，省移動應急指揮網絡接入等內容。

3.5互動式管控指揮、指導、反饋的通訊交流技術

應用信息科學技術，積極研制可穿戴式電力運檢專用設備及軟件程序，同時，與陜西省電力運檢管控平臺相連接，滿足運維檢修現場與管控中心的無線通信需求。

3.6關鍵技術的綜合應用

在運維檢修現場，啟動可穿戴式電力運檢現場管控系統，實現與陜西省電力運檢管控指揮平臺的智能連接，現場人員通過可穿戴式終端將現場信息發送到管控中心，并可通過語音向遠程上報運檢實時情況，提出遠程支持或技術咨詢，獲取管控中心的專業技術指導。管控中心的技術專家和領導根據現場終端設施傳輸回的信息，可實時查看當前檢修現場的情況并對人員的同步操作過進行遠程監測，并可與現場人員進行雙向語音互動，由中心遠程指導現場人員完成各種檢修與故障排除作業，實現電力公司對運檢現場的精益化管理。

四、小結

電網輸變電運檢管理工作的智能化和信息化需求日益迫切，隨著無線通信技術及可穿戴式設備快速發展，使得可穿戴電力運檢現場管控系統提上日程。而可穿戴式電力運檢現場管控系統是提高電力輸電線路運維檢修效率、管理水平和應對突發事件的快速反應能力的重要措施。為了構建該系統，必須積極研究系統及設備與電力運檢管控指揮平臺的對接技術、多個運營商不同網絡捆綁復用的技術、防電磁干擾方法等，同時，積極運用信息科技技術，研究互動式運維檢修指導、反饋的通訊交流技術，促進電網運維檢修工作的準確性和時效性，保障電網安全可靠運行，提高供電可靠性。

參 考 文 獻

[1]柯天兵；電力通信監控網管系統中通信設備的接入[J]；電力系統通信；2002年06期

[2]郭雨松，于振，趙煒妹；基于可穿戴技術的電力作業安全監護平臺研究；電力信息與通信技術；2015年 第1期