輸電線路智能化建設(shè)現(xiàn)狀及對(duì)策分析

吳躍華 國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司中衛(wèi)供電公司

現(xiàn)如今，電力能源在國(guó)家的發(fā)展中發(fā)揮著其他能源不可替代的作用，人們的日常生活生產(chǎn)對(duì)電力能源的需求越來越大，電力系統(tǒng)的建設(shè)要求也需逐步提高。輸電線路是電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行的主要承載者，由于目前輸電線路建設(shè)中仍舊存在諸多不足，因此需大力發(fā)展輸電線路的智能化建設(shè)，提高電路建設(shè)的工作效率并降低故障率，保證輸電線路的安全運(yùn)行，推動(dòng)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

一、輸電線路智能建設(shè)的意義

我國(guó)人口眾多，分布廣泛，不同地區(qū)的地形結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，隨著經(jīng)濟(jì)的建設(shè)加快，各個(gè)地區(qū)雖受地形的限制，但經(jīng)濟(jì)發(fā)展也逐漸加快，電力成為必不可缺的能源，輸電線路與人們的生產(chǎn)生活關(guān)系更加密切。目前，輸電線路的覆蓋率逐年增加，在環(huán)境惡劣、人煙稀少的地方輸電線路仍有分布，但由于自然環(huán)境和人為因素等不可控條件，輸電線路的故障發(fā)生在所難免，因此，電力工作人員需掌握輸電線路的具體運(yùn)行情況，并進(jìn)行經(jīng)常性的檢查，確保在故障發(fā)生的第一時(shí)間能夠發(fā)現(xiàn)其所在地，及時(shí)解決故障問題。對(duì)于傳統(tǒng)的輸電線路故障管理，通常采用人工進(jìn)行巡查與維護(hù)，這就需要保證在崗工作人員的數(shù)量，在故障出現(xiàn)時(shí)能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理，若員工數(shù)量不足，只能從其他崗位調(diào)動(dòng)工作人員進(jìn)行搶修，一旦存在故障難以及時(shí)解決的問題，這對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來的影響是不可估量的。尤其是當(dāng)故障發(fā)生在一些特殊情況下時(shí)，人員與資金的投入將大大增加，電力企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本隨之增加，企業(yè)所獲得的利潤(rùn)也將減少。

通過輸電線路的智能化建設(shè)，可以降低電力企業(yè)的人工成本，增加企業(yè)純收入，有效解決人工成本與企業(yè)利潤(rùn)之間的矛盾。使用智能技術(shù)可時(shí)刻精準(zhǔn)的掌握輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)故障點(diǎn)的位置進(jìn)行排查并在準(zhǔn)確定位后告知工作人員，減少工作人員人工進(jìn)行巡查的時(shí)間，加快解決故障的速度，保證輸電線路的正常運(yùn)行，提高電網(wǎng)系統(tǒng)的安全性，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。與此同時(shí)，智能化的建設(shè)可降低企業(yè)對(duì)于工作人員的需求，減少人工成本，增加企業(yè)的效益。

二、輸電線路智能化建設(shè)分析

（一）狀態(tài)監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

目前，很多電力企業(yè)都采用狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)來推動(dòng)輸電線路的智能化建設(shè)，但在智能化的建設(shè)中仍然存在許多問題，對(duì)于常態(tài)化的推進(jìn)難以實(shí)行，例如，①各檢測(cè)較為獨(dú)立，對(duì)于系統(tǒng)間的運(yùn)行狀態(tài)難以兼容，缺乏對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息共享規(guī)約平臺(tái)；②各檢測(cè)系統(tǒng)的終端設(shè)備體積較大，設(shè)備的安裝與拆卸較為精細(xì)，需專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行作業(yè)；③監(jiān)控中心的運(yùn)行維護(hù)管理不夠規(guī)范，監(jiān)測(cè)信息的利用率較低。④供電系統(tǒng)不夠完善，信息傳輸不夠穩(wěn)定且成本較高。⑤室外終端對(duì)于大自然的影響抵抗力不足，如嚴(yán)寒、高溫等。

（二）智能巡檢現(xiàn)狀

（1）當(dāng)前，為了對(duì)巡視人員的軌跡進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤與監(jiān)控，在輸電線路智能巡檢時(shí)多采用GPS智能巡檢儀，但是由于不同企業(yè)對(duì)員工的管理模式不同，再加上人員的限制，對(duì)智能巡檢實(shí)時(shí)記錄并未真正實(shí)施到位，采用離線巡檢反而更多。

（2）現(xiàn)已有少量企業(yè)采用了遠(yuǎn)程控制小型無(wú)人機(jī)進(jìn)行巡檢，但基本都還處于科研實(shí)驗(yàn)階段，并未有成熟的產(chǎn)品出現(xiàn)在市場(chǎng)上，對(duì)于常態(tài)化的應(yīng)用還達(dá)不到要求。

（3）目前，有許多企業(yè)單位已經(jīng)開始了對(duì)巡線機(jī)器人的研究，盡管在研究方面取得了較大進(jìn)展，但機(jī)器人運(yùn)行的成本與效率問題仍然難以得到解決，對(duì)于實(shí)際的推廣應(yīng)用還需努力推進(jìn)。

（三）當(dāng)下智能化管理的情況

在互聯(lián)網(wǎng)盛行的時(shí)代，各行各業(yè)都引用了智能化管理的技術(shù)。在信息管理這方面，輸電線路的智能化得到了更加深層的優(yōu)化，相應(yīng)的管理系統(tǒng)改變了以往的管理模式，在記錄信息的全面性和詳細(xì)性上優(yōu)勢(shì)更加明顯。唯一不足的是信息收集及后續(xù)整理步驟過于煩瑣冗余，并且管理體系的制度尚不完善，再者缺乏對(duì)相關(guān)工作人員的培訓(xùn)導(dǎo)致他們沒有獲取專業(yè)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)的途徑，因此管理信息系統(tǒng)的工作人員也不能在輸電線路出現(xiàn)問題時(shí)第一時(shí)間進(jìn)行診斷，嚴(yán)重影響了運(yùn)行的速度。針對(duì)這個(gè)方面，信息管理系統(tǒng)人員應(yīng)該加以重視，及時(shí)解決輸電線路智能化信息管理存在的所有問題。如今，智能化管理的體系基本上覆蓋開發(fā)和運(yùn)用類似PMIS的管理模式，智能化管理的系統(tǒng)大大提高了管理效率。但它也不是沒有缺陷，一般來說，關(guān)于輸電線路的信息采集、整理等諸多操作耗時(shí)耗力，對(duì)于實(shí)現(xiàn)對(duì)工況的動(dòng)態(tài)化修改還有運(yùn)行以及實(shí)時(shí)交換信息的方面上都是一些需要克服的難題，與已經(jīng)相對(duì)完善的智能化輸電線路生產(chǎn)、運(yùn)行、維護(hù)多方面綜合管理體系相比還有很遠(yuǎn)的一段距離需要超越。

三、建設(shè)輸電線路智能化的必要

（一）人員不足與電網(wǎng)快速發(fā)展矛盾現(xiàn)狀的解決對(duì)策

一直以來，輸電線路在有關(guān)運(yùn)行、維護(hù)方面的管理模式上一直采用的是人工化的粗放型管理方式，對(duì)于如今電網(wǎng)快速發(fā)展的時(shí)代而言，需要不斷提高電網(wǎng)建設(shè)速度，導(dǎo)致巨大的工作量與人員缺口兩者之間的矛盾愈發(fā)劇烈。針對(duì)這一問題，采用現(xiàn)代智能化的管理方式非常必要，這極大地提高了人工運(yùn)行維護(hù)管理效率，緩解了人員不足和電網(wǎng)發(fā)展之間的矛盾。

（二）電網(wǎng)智能化發(fā)展的需求

由于現(xiàn)代科技技術(shù)水平的提升和電網(wǎng)普及智能化建設(shè)，輸電線路領(lǐng)域開始運(yùn)用了一些高科技設(shè)備，在管理系統(tǒng)上也采用了先進(jìn)的智能化管理技術(shù)。由此可見，電網(wǎng)的智能化建設(shè)必不可少。即使是作為電網(wǎng)系統(tǒng)下具有重要地位的輸電線路，在進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)、定期巡檢、全壽命周期管理等項(xiàng)目時(shí)也十分依靠智能化技術(shù)，對(duì)輸電線路的管理方式和計(jì)劃進(jìn)行全新的探究。

四、探討智能化建設(shè)輸電線路的方案

（一）建設(shè)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)機(jī)制

努力建設(shè)好輸電線路狀態(tài)的監(jiān)測(cè)機(jī)制，讓輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)達(dá)到在線監(jiān)控、采集信息、實(shí)時(shí)診斷和分析的效果，這就需要運(yùn)用科技的力量，在明確國(guó)網(wǎng)公司對(duì)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)建設(shè)提出的標(biāo)準(zhǔn)和要求的前提下，通過結(jié)合科技在線的資源，去滿足實(shí)際生產(chǎn)生活中的要求。同時(shí)在國(guó)網(wǎng)公司“兩級(jí)建設(shè)三級(jí)運(yùn)用”的基礎(chǔ)上，將電網(wǎng)公司監(jiān)測(cè)中心和有關(guān)人員探索進(jìn)行緊密聯(lián)系，體現(xiàn)輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)用性、普遍性的特點(diǎn)。

（1）觀察線路危險(xiǎn)點(diǎn)和周邊環(huán)境遠(yuǎn)程的動(dòng)態(tài)

如今，輸電線路延伸到一些像偏遠(yuǎn)山區(qū)、林區(qū)等等的惡劣地區(qū)，還有大型施工場(chǎng)所和臨時(shí)作業(yè)場(chǎng)地，在這些地區(qū)工作時(shí)增加了作業(yè)難度?？紤]到一些安全因素，應(yīng)該對(duì)這些線路危險(xiǎn)地區(qū)運(yùn)用監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程指導(dǎo)，做到實(shí)時(shí)監(jiān)察現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)，及時(shí)解決發(fā)生的故障難題。

（2）在線監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程

運(yùn)用便攜可拆卸固定的視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)輸電線路的運(yùn)行狀態(tài)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，包括絕緣子污染、電流泄露、設(shè)備溫度、桿塔故障預(yù)警、復(fù)合絕緣子運(yùn)行情況等等實(shí)現(xiàn)在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

（3）遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)線路運(yùn)行環(huán)境的數(shù)據(jù)

運(yùn)用移動(dòng)式全天候視頻監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)輸電線路在運(yùn)行時(shí)受到的環(huán)境因素方面影響的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。運(yùn)行數(shù)據(jù)環(huán)境包括微氣象、對(duì)雷電進(jìn)行定位等等。

（4）快速對(duì)輸電線路進(jìn)行應(yīng)急搶險(xiǎn)

輸電線路故障之后，需要及時(shí)搶救時(shí)，可以采用GPS導(dǎo)航的幫助，這種導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)篩選多條路線方案然后選擇出最快最近的一條路線，方便工作人員和車輛迅速趕到現(xiàn)場(chǎng)對(duì)線路進(jìn)行搶救。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)現(xiàn)被運(yùn)用于很多領(lǐng)域，在監(jiān)測(cè)輸電線路當(dāng)前狀態(tài)維修時(shí)，其工作原理就是將GPS導(dǎo)航用來代替相關(guān)工作人員進(jìn)行實(shí)地巡查，這樣不僅實(shí)時(shí)對(duì)線路運(yùn)行狀態(tài)有所了解，而且降低了相關(guān)工作人員的危險(xiǎn)。

（5）終端高度集成、便攜化相關(guān)監(jiān)測(cè)

把終端設(shè)備上的零件集中在一起，在后期拆裝和維修機(jī)器上更加便攜；本著減少成本的原則，可以將很多監(jiān)測(cè)終端結(jié)合在一起。

（6）運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化、常態(tài)化監(jiān)測(cè)

要做到輸電線路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的常態(tài)化，讓狀態(tài)檢測(cè)發(fā)揮重要的作用，電力工作人員應(yīng)該針對(duì)暴露出的問題結(jié)合現(xiàn)有維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，寫出關(guān)于輸電線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)的指導(dǎo)規(guī)則和如何去根據(jù)具體運(yùn)行問題進(jìn)行維護(hù)。

（二）地理信息可視化管理平臺(tái)的構(gòu)建

（1）打造地理信息平臺(tái)

打造地理信息平臺(tái)最關(guān)鍵的是設(shè)計(jì)一個(gè)全面的地理信息監(jiān)控界面。方便、整體、全面、系統(tǒng)的界面可以在一定程度上幫助用戶更快捷的應(yīng)用。界面地圖上輸電線路桿塔的坐標(biāo)位置可以通過參考各種地圖：衛(wèi)星、軍用、矢量地圖等，再按一定的、相同比例來設(shè)置。同時(shí)還可以考慮用戶的各種需要來設(shè)置能夠顯示不同維度，不同圖層的選項(xiàng)，以便用戶可遵循實(shí)際操作的需要，自主挑選合適的圖層顯示。地理信息平臺(tái)的設(shè)立能夠盡可能的滿足用戶應(yīng)用需要、使用感受，同時(shí)還提高了其運(yùn)行效率。

（2）為桿塔等其他設(shè)備立體建模

為了方便日后無(wú)人機(jī)巡視檢查工作的正常進(jìn)行，需要將拍攝的桿塔和其他設(shè)備的高清圖片作為模板基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行三維的立體建模，同時(shí)還要能夠在使用顯示選項(xiàng)之后，桿塔及其他設(shè)備可以同步顯示在二維或三維地圖中。

（3）建立并連接輸電線路設(shè)備的基礎(chǔ)信息庫(kù)

輸電線路設(shè)備的基礎(chǔ)信息通常指的是：線路技術(shù)數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)信息、圖紙資料信息以及可見光圖片等。創(chuàng)建輸電線路設(shè)備的基礎(chǔ)信息庫(kù)即需要包含這些信息內(nèi)容，連接信息庫(kù)則是連接設(shè)備檔案基礎(chǔ)信息庫(kù)與輸電線路桿塔的地理信息系統(tǒng)。在地理信息監(jiān)控平臺(tái)上點(diǎn)擊選擇則能夠顯示一些可見光信息以及三維基礎(chǔ)信息，同時(shí)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)、生成、查詢等功能。

（三）輸電線路智能巡檢構(gòu)建

（1）具體有效整合如今輸電線路已有的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)和GPS智能巡檢系統(tǒng)。同時(shí)完善和改良其已經(jīng)具備的選項(xiàng)、功能。實(shí)現(xiàn)在線收集和記錄巡檢信息、在線導(dǎo)航巡檢路線、實(shí)時(shí)提醒危險(xiǎn)狀況等。減少或不要出現(xiàn)少巡的情況，盡可能提高巡檢質(zhì)量。

（2）研究開發(fā)方便攜帶的微移動(dòng)視頻監(jiān)控設(shè)備，創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)具有GPS智能檢測(cè)的微便攜式監(jiān)控設(shè)備，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程缺陷的在線咨詢以及會(huì)診。

（3）要在如今已有的巡檢機(jī)器人的基礎(chǔ)層面上，加以完善和創(chuàng)新，提升機(jī)器人在巡檢行程方面上的遠(yuǎn)程控制能力和實(shí)際使用價(jià)值。

（4）基于三維GIS平臺(tái)、小型巡檢無(wú)人機(jī)應(yīng)用，再來對(duì)其進(jìn)行逐步改良創(chuàng)新，同時(shí)縮小飛機(jī)的整體大小，不斷提高三維操作控制的精確度，讓它能夠常態(tài)運(yùn)行。

（四）輸電線路智能化管理建設(shè)

（1）智能化綜合管理輸電線路生產(chǎn)運(yùn)行

牢牢把握實(shí)際生產(chǎn)需要，深度開發(fā)、集成和改良輸電線路綜合生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)，使團(tuán)隊(duì)、工區(qū)、省網(wǎng)公司有效整合，形成一套運(yùn)行簡(jiǎn)單、查詢方便和統(tǒng)計(jì)快捷的智能生產(chǎn)運(yùn)行綜合管理系統(tǒng)，及時(shí)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行修改和改進(jìn)，保持設(shè)備信息與現(xiàn)場(chǎng)的一致狀態(tài)，通過使用內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，同享企業(yè)（或省網(wǎng)企業(yè)）的內(nèi)部局域網(wǎng)信息，提供為輸電線路維護(hù)和智能管理的技術(shù)支持平臺(tái)。

（2）輸電線路設(shè)備的全壽命周期管理

構(gòu)建輸電線路設(shè)備的全程監(jiān)控系統(tǒng)和管理體系，可采取自動(dòng)應(yīng)用線路的運(yùn)行工況信息的方式，來分析判斷線路設(shè)備的運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)輸電線路的正?；拘畔⒐芾怼?shí)時(shí)評(píng)估狀態(tài)以及設(shè)備安全工作壽命的全周期管理。

（五）優(yōu)化輸電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及其動(dòng)態(tài)增容

全面改良局域電網(wǎng)的設(shè)計(jì)，將電網(wǎng)傳輸斷面更加優(yōu)秀化、合理化。對(duì)輸電線路動(dòng)態(tài)容量增加項(xiàng)目進(jìn)行研究，采用耐熱碳纖維等新材料至關(guān)鍵斷面線路來加大輸電線路的傳輸容量及能力。

（六）靈活交流輸電技術(shù)的使用研究

借助各種技術(shù)裝置設(shè)備來提高輸電網(wǎng)的無(wú)功調(diào)節(jié)能力，確保方便恢復(fù)暫態(tài)電壓，保障電壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性?？梢試L試將可控并聯(lián)電抗器技術(shù)使用在特高壓和超高壓輸電工程中，達(dá)到靈活無(wú)功補(bǔ)償?shù)男Ч瑫r(shí)增強(qiáng)了區(qū)域電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定。

五、總結(jié)

輸電線路智能化建設(shè)從來都不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的工程，在進(jìn)行實(shí)際施工應(yīng)用的過程中，存在著多種問題和麻煩。要緊密結(jié)合生產(chǎn)檢修維護(hù)單位和管理部門的實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行要求，針對(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中存在的問題，不斷改進(jìn)完善，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范輸電線路智能化建設(shè)。