基于智能運檢體系的檢修公司運檢業(yè)務(wù)優(yōu)化

戴 鋒，郝寶欣

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 211100）

0 引 言

近年來，以“大云物移智”為代表的信息新技術(shù)深刻影響著傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的變革，國務(wù)院在《關(guān)于積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+”行動的指導(dǎo)意見》中明確建設(shè)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，要求推進能源生產(chǎn)智能化，鼓勵能源企業(yè)運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對設(shè)備狀態(tài)、電能負載等數(shù)據(jù)進行分析挖掘與預(yù)測，開展精準調(diào)度、故障判斷和預(yù)測性維護，提高能源利用效率和安全穩(wěn)定運行水平。以物聯(lián)網(wǎng)為生產(chǎn)要素互聯(lián)基礎(chǔ)，以大數(shù)據(jù)分析技術(shù)為數(shù)據(jù)分析手段，以移動互聯(lián)技術(shù)為作業(yè)基礎(chǔ)，全面推進“大云物移智”與運檢業(yè)務(wù)深度融合，持續(xù)對運檢業(yè)務(wù)進行優(yōu)化、實現(xiàn)智能驅(qū)動成為當前設(shè)備管理發(fā)展的必然方向。

1 檢修公司運檢業(yè)務(wù)現(xiàn)狀及優(yōu)化思路

目前，電網(wǎng)運檢人員配置與電網(wǎng)規(guī)?？焖僭鲩L的矛盾日益凸顯，加之檢修公司管理設(shè)備多、范圍廣，且運檢業(yè)務(wù)存在設(shè)備狀態(tài)信息智能感知水平不足、全量數(shù)據(jù)融合分析面臨瓶頸、現(xiàn)場作業(yè)智能應(yīng)用水平不高等問題，對一線運檢工作的管控力度不夠，亟需對各項業(yè)務(wù)進行優(yōu)化。因此，檢修公司全面推進“大云物移”技術(shù)與運檢業(yè)務(wù)的深度融合。第一，依托泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，全面感知設(shè)備狀態(tài)要素；第二，強化大數(shù)據(jù)分析技術(shù)應(yīng)用，實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的智能診斷和主動預(yù)測預(yù)警；第三，加大智能裝備的應(yīng)用范圍，優(yōu)化巡檢方式，消除巡檢盲區(qū)；第四，充分利用人機交互技術(shù)，優(yōu)化一線運檢人員作業(yè)方式，提高作業(yè)規(guī)范性和全過程監(jiān)督；第五，利用信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，輔助遠程指揮，提高決策指揮和作業(yè)執(zhí)行的準確性。通過優(yōu)化傳統(tǒng)運檢業(yè)務(wù)，全面推動設(shè)備管理業(yè)務(wù)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革。

2 基于智能運檢體系的業(yè)務(wù)優(yōu)化內(nèi)容

2.1 基于泛在物聯(lián)的管理要素感知

2.1.1 加強設(shè)備狀態(tài)全要素精確感知

（1）按照重要性程度，在各類輸電線路上逐步部署低功耗無線傳感器，全天候感知金具溫度、導(dǎo)線電流、導(dǎo)線振動、導(dǎo)線溫度、桿塔傾斜等狀態(tài)量，通過自組網(wǎng)匯集信息。（2）針對主變、避雷器等一次設(shè)備，應(yīng)用各類在線監(jiān)測裝置及微功耗無線在線監(jiān)測技術(shù)；針對二次設(shè)備，推動二次設(shè)備唯一標識碼的全面覆蓋，加裝繼電保護設(shè)備二次壓板狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備，部署蓄電池在線健康管理系統(tǒng)。（3）基于安防、溫濕度等輔助設(shè)施在線監(jiān)控，加快高清視頻、機器人集控平臺建設(shè)，開展在線監(jiān)測子站建設(shè)。（4）建設(shè)換流變一體化預(yù)警系統(tǒng)和全光纖電流互感器監(jiān)測診斷物理平臺，對換流變進行全景高清視頻監(jiān)測及異常聲音監(jiān)測。

2.1.2 強化外部環(huán)境全動態(tài)立體感知

（1）安裝具備邊緣計算能力的智能可視化裝置，采用定時拍照、召喚拍照、短視頻錄制或?qū)崟r視頻等感知通道環(huán)境。（2）部署環(huán)境微氣象傳感器和污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)，融合國網(wǎng)六大監(jiān)測預(yù)警中心，提升線路氣象環(huán)境感知能力。（3）利用無人機、GPS、變電站六要素自動氣象站、空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)等，全面監(jiān)測變電站環(huán)境。（4）利用溫度、濕度、局部放電等各類感知設(shè)備和智能巡檢機器人，對管廊溫度、隧道管片結(jié)構(gòu)健康、隧道有害氣體進行高精度、分布式24 h監(jiān)測[1]。

2.1.3 推進運檢人員全過程實時感知

（1）借助高清可視化裝置、無人機以及機器人，通過圖像識別、機器操作等行為定位運檢人員位置。（2）為作業(yè)人員佩戴體溫、脈搏、血壓等監(jiān)測設(shè)備，實時監(jiān)控和提前預(yù)警人員生命體征狀態(tài)，確保作業(yè)人員工作狀態(tài)良好。（3）在作業(yè)人員的手機或者手持終端APP中，應(yīng)用現(xiàn)場視頻監(jiān)控、移動云臺等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，監(jiān)測作業(yè)人員行為。

2.2 基于數(shù)據(jù)挖掘的狀態(tài)智能診斷

2.2.1 設(shè)備狀態(tài)智能化診斷

第一，基于大數(shù)據(jù)分析和圖像識別技術(shù)的變電設(shè)備缺陷及故障診斷。實時監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)運行曲線及參數(shù)，評估并預(yù)判設(shè)備帶缺陷運行情況，及早發(fā)現(xiàn)缺陷。結(jié)合設(shè)備本體信息、可視化信息及相關(guān)檢測數(shù)據(jù)，分析設(shè)備本體老化情況，指導(dǎo)壽命評估及檢修策略制定[2]。第二，基于多信息源綜合分析的線路故障及異常智能診斷[3]。對異常放電信息進行定位、辨識及預(yù)警，主動預(yù)防“漸發(fā)型”故障。融合數(shù)據(jù)中臺氣象降水預(yù)報、霧霾預(yù)報等公共信息，開發(fā)污閃預(yù)警系統(tǒng)，抵御輸電線路外絕緣故障。建立輸電線路故障原因綜合診斷模型，實現(xiàn)線路故障智能預(yù)警。第三，基于智能診斷平臺的特高壓交直流設(shè)備故障診斷。搭建同步調(diào)相機故障診斷平臺，實現(xiàn)設(shè)備在三維虛擬空間中的狀態(tài)評估、狀態(tài)預(yù)測和故障診斷。搭建全光纖電流互感器監(jiān)測診斷平臺，對互感器狀態(tài)數(shù)據(jù)進行全周期跟蹤和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)故障預(yù)判從“裝置級”精確到“元件級”。

2.2.2 外部環(huán)境主動式預(yù)警

第一，基于大數(shù)據(jù)分析的通道自然災(zāi)害預(yù)警。依托各類自然災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)和狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實時預(yù)警山火、雷擊、污穢等通道環(huán)境災(zāi)害，并與設(shè)備信息進行關(guān)聯(lián)，智能分析災(zāi)害影響范圍及程度。第二，基于深度學習技術(shù)的外破隱患智能識別。應(yīng)用深度學習和圖像識別技術(shù)，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)對通道隱患機械、異物入侵進行智能識別并聯(lián)動告警。第三，基于大數(shù)據(jù)分析的變電站運行環(huán)境危險源診斷。對變電站周邊易漂浮異物、水土流失等數(shù)據(jù)進行歷史監(jiān)測曲線分析，為隱患發(fā)現(xiàn)、跟蹤、處理提供依據(jù)。第四，基于三維可視化技術(shù)的管廊環(huán)境預(yù)測預(yù)警。搭建智慧管廊平臺，匯總管廊環(huán)境、隧道健康、視頻、人員定位等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)主動預(yù)測預(yù)警。

2.3 基于智能裝備的巡檢業(yè)務(wù)優(yōu)化

2.3.1 輸電線路空天地立體巡檢

利用無人機、直升機搭載可見光相機、紅外成像儀對線路絕緣子、金具等設(shè)備進行精細巡檢，搭載激光雷達對輸電通道進行三維建模、樹障及交跨檢測。利用RTK實時差分精確定位技術(shù)和無人機移動機場，實現(xiàn)多臺無人機自動起降、同時自動開展巡視作業(yè)、數(shù)據(jù)自動回傳。利用駐塔機器人搭載可見光、紅外補充無人機、直升機無法覆蓋的區(qū)域，應(yīng)用桿塔傾斜變形監(jiān)測裝置及北斗衛(wèi)星檢測技術(shù)，實時檢測桿塔形變傾斜情況。

2.3.2 變電運行聯(lián)動式智能巡檢

梳理全站表計識別、分合位置識別等巡檢點位及巡視內(nèi)容，優(yōu)化各類巡檢資源任務(wù)分工及應(yīng)用場景。借助無人機定期對變電站避雷針等人工巡視盲點進行高位巡檢，打通智能巡檢主機與無人機后臺的數(shù)據(jù)通道和信息通道，實現(xiàn)無人機后臺自動接收巡檢任務(wù)指令。

2.3.3 構(gòu)建特高壓設(shè)備智能化巡檢

利用蘇通GIL檢修環(huán)境監(jiān)測機器人，對管廊內(nèi)氣體濃度及分布等上傳數(shù)據(jù)和圖像進行分析，評估環(huán)境安全，協(xié)助制定檢修策略。建立通信、照明系統(tǒng)，保障檢修人員安全和檢修工作的開展。設(shè)置無人機工作站，建設(shè)無人機起降及充電平臺，編制無人機工作管理軟件，對隧道所在長江區(qū)域進行定時定點巡視拍攝，及時發(fā)現(xiàn)違法拋錨或挖沙等行為并發(fā)出警報。

2.4 基于人機交互的作業(yè)方式轉(zhuǎn)變

2.4.1 優(yōu)化輸電線路全業(yè)務(wù)移動作業(yè)方式

構(gòu)建輸電線路輔助移動巡檢系統(tǒng)，進行現(xiàn)場作業(yè)信息記錄、軌跡采集、數(shù)據(jù)傳輸，解決線路巡檢中終端通信掉線、人員定位緩慢、數(shù)據(jù)傳輸速率低等問題。統(tǒng)一終端技術(shù)標準，深度應(yīng)用PDA移動作業(yè)系統(tǒng)、現(xiàn)場綜合試驗系統(tǒng)、智能鑰匙管控平臺及APP，打通運檢各類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接口，健全移動終端與電網(wǎng)設(shè)備及信息系統(tǒng)之間的信息通道，便于一線作業(yè)人員應(yīng)用。

2.4.2 優(yōu)化變電運行智能化移動作業(yè)方式

利用PDA終端實現(xiàn)全面巡視、定期切換、日常維護的移動作業(yè)，以電子化表單替代紙質(zhì)表單，實現(xiàn)無紙化辦公。根據(jù)現(xiàn)場需求，利用PDA進行操作過程錄音及上傳，防止跳步、跳項等違章行為，實現(xiàn)操作票應(yīng)用的移動作業(yè)。通過高清視頻設(shè)備點位補充及優(yōu)化，運用表計、開關(guān)位置自動識別技術(shù)開展視頻自動輪巡[4]。

2.5 基于遠程指揮的作業(yè)過程管控

2.5.1 多元輔助輸電檢修安全質(zhì)量管控

應(yīng)用三維模擬分析輔助編制檢修作業(yè)方案，提出檢修工器具、材料配置建議，明確人員要求和工期測算。檢修前，依托實物ID和移動作業(yè)手持終端，對檢修設(shè)備進行掃碼確認，并通過北斗衛(wèi)星與之進行定位，實現(xiàn)作業(yè)人員與設(shè)備、后臺互聯(lián)。檢修過程中，依托音頻等穿戴設(shè)備，主動告知作業(yè)人員檢修內(nèi)容、檢修流程、檢修過程中的危險點和注意事項等；運用視頻監(jiān)測設(shè)備、智能安全帽等穿戴裝備，對危險作業(yè)行為提前預(yù)警。檢修結(jié)束后，應(yīng)用無人機對檢修線路進行精細化巡檢，復(fù)檢檢修質(zhì)量。

2.5.2 加強二次設(shè)備檢修全過程管控

通過移動終端掃描唯一標識碼，快速準確識別二次設(shè)備，實現(xiàn)對保護裝置二次檢修工作的全過程管控?；谝苿咏K端的二次安措票自動生成及管理系統(tǒng)，根據(jù)SCD文件及二次安措票專家?guī)欤詣由煞蠈嶋H工作的安措票，經(jīng)檢修人員現(xiàn)場勘察修訂后完成遠程審核、簽發(fā)。檢修人員按作業(yè)方案，對二次檢修任務(wù)全流程信息逐條核對、執(zhí)行，實現(xiàn)生產(chǎn)任務(wù)的遠程全過程管控。

3 結(jié) 論

通過深度應(yīng)用“大云物移智”新技術(shù)，檢修公司積極建設(shè)應(yīng)用智能運檢體系，借助智能感知設(shè)備對現(xiàn)場設(shè)備運行狀態(tài)進行多角度、多維度的精準感知，依托智能管控平臺實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)自動診斷分析、環(huán)境風險實時預(yù)警、檢修作業(yè)精益管控，打破了傳統(tǒng)方式下生產(chǎn)時間和空間的限制，全面推動運檢業(yè)務(wù)由“事后應(yīng)對”向“事前防范”轉(zhuǎn)變，“傳統(tǒng)人工生產(chǎn)”向“數(shù)據(jù)智能驅(qū)動”轉(zhuǎn)變，加強了設(shè)備狀態(tài)管控力和對生產(chǎn)現(xiàn)場的管理穿透力，有效支撐電網(wǎng)安全可靠運行。