輸配電線路防外破中的遠程可視化管控系統(tǒng)研究

萬 鵬，周 勇，楊愛國，周玉強，曾克芝

（國網(wǎng)青海省電力公司黃化供電公司，青海 黃化 811200）

0 引言

在電力企業(yè)的生產(chǎn)運營過程中，通過對輸配電線路的跳閘原因進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)很多輸配電線路出現(xiàn)故障都是因為遭受到了外力破壞而導致，如輸配電線路下有施工作業(yè)機械設備、存在違章建筑、在輸配電線路下垂釣、大風將異物刮入到輸配電線路上、樹枝掉落在輸配電線路上等，這些都可能導致輸配電線路跳閘、短路或者斷線，對輸配電線路安全運行帶來較大的風險[1]。本文分別從輸配電線路防外破中的遠程可視化管控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和應用等方面進行分析和闡述，采用該輸配電線路防外破遠程可視化管控系統(tǒng)對于提高輸配電線路的安全運行水平具有突出作用。

1 輸配電線路防外破管理

輸電線路由于運行環(huán)境較為復雜，容易遭受到外力的破壞，是影響輸配電線路運行可靠性的關鍵風險因素。隨著國網(wǎng)公司對輸配電線路運行可靠性重視程度的提高，輸配電線路防外力破壞管控已經(jīng)成為電力企業(yè)的日常工作內(nèi)容之一[2]。為此如何采用現(xiàn)代化信息技術對輸配電線路進行遠程監(jiān)控及管理，對于保障輸配電線路安全運行具有重要的意義。

目前也有很多電力相關的廠家對輸配電線路防外力破壞管控系統(tǒng)進行了研究，包括輸配電線路防外力破壞在線監(jiān)測系統(tǒng)、防外力破壞預警系統(tǒng)和輸配電線路危險點管控系統(tǒng)等，在實際中雖然也取得了一定的效果，但也存在運行穩(wěn)定性不高、容易誤報等問題。本文介紹了基于遠程可視化技術的輸配電線路防外力破壞管控系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)能夠?qū)斉潆娋€路附近的運行環(huán)境參數(shù)進行及時有效的監(jiān)測，使得輸配電線路運維人員能夠掌握線路的運行狀況，從而大幅度提高輸配電線路的運行可靠性。

2 輸配電線路防外破中的遠程可視化管控系統(tǒng)

2.1 輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

建設輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)，是為了滿足堅強輸配電線路建設發(fā)展的需要，通過構(gòu)建輸配電線路全過程在線監(jiān)測管控系統(tǒng)，及時有效發(fā)現(xiàn)輸配電線路中存在的安全風險信息，降低在輸配電線路運維方面的人工投入，提高輸配電線路運維的信息化水平，其中圖1為遠程可視化防外破管控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖：

圖1 遠程可視化防外破管控系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖

在輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)中，主要采用遠程控制技術、視頻壓縮技術和無線通信技術等，將所采集到的輸配電線路周邊的運行數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)捷斉潆娋€路監(jiān)控管理中心，使得輸配電線路運維人員能夠在管控中心就可以查看到輸配電線路運行的現(xiàn)場信息。

在圖1中，在樹木易長區(qū)、建筑施工作業(yè)多、不良地質(zhì)區(qū)等區(qū)域布置線路監(jiān)控裝置，通過無線通信網(wǎng)絡并采用TCP/IP 通信協(xié)議進行數(shù)據(jù)信息的傳輸。同時采用視頻壓縮技術，降低所傳輸數(shù)據(jù)包的大小，提高網(wǎng)絡帶寬的利用率。監(jiān)控系統(tǒng)主站將所接收到的數(shù)據(jù)信息都存入到數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中[3]，方便主站運維人員隨時調(diào)閱查看，并可以用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)挖掘、統(tǒng)計分析等高級應用。

2.2 輸配電線路防外破管控中的監(jiān)測系統(tǒng)

輸配電線路防外破監(jiān)測系統(tǒng)是管控系統(tǒng)中的重要組成部分，輸配電線路的運行數(shù)據(jù)信息都需要依靠監(jiān)測系統(tǒng)進行采集，圖2為輸配電線路防外破監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖。

圖2 輸配電線路防外破監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖

從圖2中的輸配電線路防外破監(jiān)測系統(tǒng)的原理框圖可以看出，該監(jiān)測系統(tǒng)分為若干個組成部分，主要包括微控制單元MCU、紅外探測器和攝像頭（以及激光雷達）等數(shù)據(jù)采集設備，這些采集設備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)組CU 中進行分析處理之后，如果經(jīng)過判斷輸配電線路存在著較大的安全運行風險時，此時將風險預警信息通過移動通信技術發(fā)送到遠程監(jiān)控系統(tǒng)中，并將數(shù)據(jù)信息保存在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中，用于對不同的線路進行統(tǒng)計分析[4]。根據(jù)統(tǒng)計得出的輸配電線路風險發(fā)生次數(shù)，將風險等級較高的輸配電線路納入到重點監(jiān)管范圍內(nèi)，并及時安排運維人員對輸配電線路進行消缺，降低輸配電線路的安全風險等級。

3 輸配電線路防外破中遠程可視化管控系統(tǒng)的應用

輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)在實際應用的過程中，主要是在跳閘率較高、風險較大的線路上安裝監(jiān)測采集裝置，將采集的信息發(fā)送到監(jiān)控中心，裝置可以采用太陽能供電。其次，由于輸配電線路附近存在著較大的電場和磁場，故在輸配電線路附近布置的監(jiān)控裝置應具備較好的防電磁干擾性能。在監(jiān)控裝置的設計過程中，應考慮到電磁兼容性，在裝置的外殼體采取電磁屏蔽措施，在軟件設計中添加看門狗程序模塊，以監(jiān)視裝置的運行狀態(tài)。

再次在實際輸配電線路防外破監(jiān)控系統(tǒng)的建設中，可以構(gòu)建虛擬化云平臺進行遠程集中主動管控。虛擬化是使用所謂的虛擬機管理程序軟件從一臺物理設備創(chuàng)建若干虛擬機（VM）的過程，虛擬機的行為和運轉(zhuǎn)方式與物理機器一樣，但它們會使用物理機器的計算資源，如CPU、內(nèi)存和存儲，虛擬機管理程序會根據(jù)需要將這些計算資源分配給每個虛擬機。隨著輸配電線路防外破危險點管控計算需求的增加，網(wǎng)絡虛擬化可以采用調(diào)整工作負載的方法，更好地滿足輸配電線路防外破的實際應用需求。最后，輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)在推廣應用之前，應試運行一段時間，觀察系統(tǒng)的實際應用情況，并且根據(jù)不同的季節(jié)，對監(jiān)控裝置的布點位置進行相應的調(diào)整，實現(xiàn)對輸配電線路運行危險點的流動監(jiān)測。通過在電力企業(yè)輸配電線路運維中采用該系統(tǒng)，能夠滿足電力系統(tǒng)信息化發(fā)展的需要，提高輸配電線路運維管理的現(xiàn)代化水平。

4 結(jié)束語

通過采用輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)，能夠在輸配電線路發(fā)生故障之前就提前掌握運行風險信息，將輸配電線路跳閘事故消除在萌芽階段，并且減少輸配電線路所需的巡檢次數(shù)。本文所述的輸配電線路遠程可視化防外破管控系統(tǒng)，在實際應用中也取得了較好的應用效果，可以在輸配電線路運維實際中加以應用。