基于供電所數(shù)智化巡視的圖形臺(tái)賬自生成系統(tǒng)

毛之俊，蔣博宇，徐 穎，汪劍鋒，楊 昕

（國(guó)網(wǎng)浙江衢州供電公司，浙江 衢州 324000）

智能電網(wǎng)作為國(guó)際電網(wǎng)發(fā)展的大勢(shì)，在能源系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用，其范疇和內(nèi)涵也在不斷與時(shí)俱進(jìn)。根據(jù)發(fā)改委、能源局《關(guān)于促進(jìn)智能電網(wǎng)發(fā)展的指導(dǎo)意見》對(duì)智能電網(wǎng)的概念定義，“智能電網(wǎng)是在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)上，通過集成新能源、新材料、新設(shè)備和先進(jìn)傳感技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、儲(chǔ)能技術(shù)等新技術(shù)，形成的新一代電力系統(tǒng)，具有高度信息化、自動(dòng)化、互動(dòng)化等特征，可以更好地實(shí)現(xiàn)電力安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行”。

國(guó)家電網(wǎng)公司提出的“具有中國(guó)特色國(guó)際領(lǐng)先的能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)”的戰(zhàn)略目標(biāo)，公司建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的過程，就是推動(dòng)電網(wǎng)向能源互聯(lián)互通、共享互濟(jì)的過程，也是用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改造提升傳統(tǒng)電網(wǎng)的過程。

本文針對(duì)某條10 kV 線路部分線段改造后現(xiàn)場(chǎng)掛牌未能及時(shí)更新圖紙，導(dǎo)致當(dāng)天故障搶修人員申請(qǐng)停役的開關(guān)位置與配調(diào)人員線路圖紙不一致，在進(jìn)行多次核對(duì)后才完成故障隔離，導(dǎo)致10 kV 饋線隔離故障時(shí)間超長(zhǎng)的實(shí)際事件。

通過深入了解，現(xiàn)階段供電企業(yè)基層班組普遍存在配網(wǎng)圖形臺(tái)賬兩率瓶頸問題（更新及時(shí)率和準(zhǔn)確率），尤其是面對(duì)復(fù)雜程度更高的低壓配電臺(tái)區(qū)，要形成完整的低壓臺(tái)區(qū)圖形及準(zhǔn)確的臺(tái)賬信息更加困難。造成線路臺(tái)賬的圖數(shù)不一致，是影響供電可靠性和配網(wǎng)自動(dòng)化效能提升的主要原因。

痛點(diǎn)1：供電企業(yè)基層班組老齡化趨勢(shì)日益突出，日常運(yùn)維工作任務(wù)繁重，常規(guī)手段的人力資源潛力挖掘已接近飽和，急需新的臺(tái)賬更新方式來彌補(bǔ)。

痛點(diǎn)2：供電企業(yè)圍繞供電服務(wù)各項(xiàng)業(yè)務(wù)工作，開發(fā)了專業(yè)性強(qiáng)的系統(tǒng)，但在深入剖析某個(gè)現(xiàn)狀問題的過程中，往往須進(jìn)入多套系統(tǒng)調(diào)取數(shù)據(jù)，使工作難度較大、分析過程困難。

痛點(diǎn)3：供電所智能化創(chuàng)建方向處于探索階段，頂層創(chuàng)建與一線需求存在差距性，未能從根本上給基層班組帶來數(shù)智化減負(fù)的效果。

痛點(diǎn)4：配網(wǎng)缺少智能化系統(tǒng)的輔助，未能將傳統(tǒng)運(yùn)維工作加以細(xì)化、預(yù)警功能、職責(zé)分工等形成固化流程，導(dǎo)致臺(tái)賬更新的管理不到位。

基于上述痛點(diǎn)分析，本文提出“智能手機(jī)App+自生成系統(tǒng)平臺(tái)”的自生成系統(tǒng)，從重復(fù)性、勞動(dòng)力投入大的巡視工作入手，充分發(fā)掘自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用功能，通過多數(shù)據(jù)接駁、智能更新，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化與智能相融合，最終通過輔助決策功能的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)基層班組的數(shù)智化創(chuàng)建。

探索通過數(shù)智化提升實(shí)現(xiàn)解放生產(chǎn)力、破解人力資源不足與供電可靠性提升之間的“矛盾”，只有當(dāng)基層班組真正享受到智能化帶來的便利，才能將“要我用”變成“我要用”。同時(shí)拓展智能化的深度和廣度，疏通政府、企業(yè)、電力公司之間互動(dòng)的“堵點(diǎn)”，實(shí)現(xiàn)營(yíng)商環(huán)境的再優(yōu)化、再提升。

1 系統(tǒng)構(gòu)成

1.1 智能手機(jī)App

智能手機(jī)App 應(yīng)具備以下3 個(gè)主要功能：（1）地理經(jīng)緯定位功能，設(shè)備裝置的選型功能，線路巡視表單編制功能，缺陷整改短信的接收等；（2）對(duì)應(yīng)功能完善階段的臺(tái)賬選擇更新功能，缺陷整改現(xiàn)場(chǎng)操作界面等；（3）對(duì)應(yīng)智能應(yīng)用階段的智能決策輔助系統(tǒng)操作界面。

1.2 自生成系統(tǒng)平臺(tái)

對(duì)應(yīng)基礎(chǔ)建設(shè)階段，根據(jù)智能App 系統(tǒng)提供形成地理圖、單線圖，形成臺(tái)賬及查詢，缺陷智能化判別及生成缺陷單等功能[2]。

1.3 對(duì)應(yīng)功能完善階段（詳見“產(chǎn)品功能”）

根據(jù)智能App 系統(tǒng)提供的現(xiàn)場(chǎng)信息，變更臺(tái)賬。接駁智能開關(guān)、DTU 等設(shè)備裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，包括日常運(yùn)行數(shù)據(jù)以及故障時(shí)各項(xiàng)數(shù)據(jù)，與臺(tái)賬數(shù)據(jù)一起，形成完整的、不斷更新的配網(wǎng)運(yùn)維數(shù)據(jù)庫。

對(duì)應(yīng)智能應(yīng)用階段，智能輔助決策功能所需要的算法及數(shù)據(jù)庫。

2 產(chǎn)品功能

2.1 圖形臺(tái)賬自生成

具備設(shè)備選型功能。設(shè)備選型采用開放式，同類型不同型號(hào)允許手動(dòng)輸入，自動(dòng)更新設(shè)備選型庫；選型時(shí)可顯示對(duì)應(yīng)設(shè)備照片，便于操作人員選擇正確的設(shè)備。

具備北斗或GPS 經(jīng)緯度定位功能。巡視結(jié)束，在“自生成系統(tǒng)平臺(tái)”內(nèi)形成地理線路圖及設(shè)備臺(tái)賬，同時(shí)自動(dòng)形成規(guī)定格式的單線圖，包括10 kV線路圖和0.4 kV 配變臺(tái)區(qū)圖[3]。

實(shí)現(xiàn)巡視內(nèi)容的“表單化和定制化”。根據(jù)電纜線路和架空線路的不同巡視特點(diǎn)，結(jié)合規(guī)范化的巡視要求，針對(duì)不同巡視對(duì)象，通過現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備選型，自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的巡視檢查條目和具體檢查要求，如檢查使用工具、現(xiàn)場(chǎng)拍照等，切實(shí)提升巡視工作質(zhì)量和效率。

臺(tái)賬生成及查詢導(dǎo)出功能?？v向數(shù)據(jù)：按照“線-桿-設(shè)備（裝置）”的方式形成10 kV 線路臺(tái)賬信息；再按照“配變-桿-柜-表箱”的方式形成配變臺(tái)賬，形成相互關(guān)聯(lián)的兩級(jí)臺(tái)賬。橫向數(shù)據(jù)：同類設(shè)備（涵蓋不同型號(hào)）統(tǒng)計(jì)查詢；可選擇導(dǎo)出內(nèi)容，并形成Excel 表。

巡視數(shù)據(jù)的對(duì)比，生成缺陷預(yù)警單。通過紅外測(cè)溫記錄的數(shù)據(jù)，在系統(tǒng)內(nèi)自動(dòng)進(jìn)行歷史數(shù)據(jù)的比對(duì)、同時(shí)期數(shù)據(jù)的比對(duì)以及警戒數(shù)據(jù)的比對(duì)，根據(jù)不同的比對(duì)結(jié)果形成預(yù)警單：合理區(qū)間內(nèi)波動(dòng)變化，屬正常；合理區(qū)間內(nèi)呈上升變化，則預(yù)警；超出合理區(qū)間、接近警戒數(shù)值，則告警。合理區(qū)間和警戒數(shù)值，根據(jù)設(shè)備裝置的出廠允許工作區(qū)間、運(yùn)行年限，按照對(duì)應(yīng)公式進(jìn)行合理調(diào)整。

2.2 檢修作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)各項(xiàng)日常工作如搶修、消缺、新上等情況，引起設(shè)備裝置的變化，通過智能手機(jī)App+自生成系統(tǒng)平臺(tái)，與現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享，推進(jìn)物聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)以下幾項(xiàng)任務(wù)：

搶修消缺工作，使用智能手機(jī)App 定位，快速找到搶修點(diǎn)，找到待消缺更換的設(shè)備裝置，調(diào)出設(shè)備裝置的臺(tái)賬進(jìn)行修改并附照片。完成消缺工作后，上傳工作票、現(xiàn)場(chǎng)照片，自動(dòng)完成閉環(huán)。

新上設(shè)備，在自生成系統(tǒng)平臺(tái)找到新上設(shè)備掛接的10 kV 線路或配變臺(tái)區(qū)，填寫設(shè)備信息，形成任務(wù)單。在設(shè)備裝接地點(diǎn)，用智能手機(jī)App 現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)緯定位，在自生成系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)掛接。

變更現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，自動(dòng)更新并形成新的單線圖，用短信方式及時(shí)通知圖形維護(hù)人員，導(dǎo)出單線圖抄送相關(guān)班組及人員。

與供服系統(tǒng)、Ⅰ/Ⅳ區(qū)主站系統(tǒng)、用戶采集系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，在設(shè)備裝置臺(tái)賬的基礎(chǔ)上，形成動(dòng)態(tài)更新、不斷完善的數(shù)據(jù)庫，以10 kV 單條線路和掛接配變?yōu)榻y(tǒng)計(jì)對(duì)象，在自身成系統(tǒng)的可視平臺(tái)上體現(xiàn)不同時(shí)段線路運(yùn)行狀況。

2.3 構(gòu)建全域數(shù)智化應(yīng)用

在前兩個(gè)階段完成包括線路地理圖形、設(shè)備各類數(shù)據(jù)庫建設(shè)的基礎(chǔ)上，圍繞著智能輔助決策功能，深度打造數(shù)智化應(yīng)用[4]，重點(diǎn)突出以下幾個(gè)方面：

停電主動(dòng)搶修指揮。進(jìn)行斷電數(shù)據(jù)信息的接駁，從四區(qū)主站系統(tǒng)和用戶采集系統(tǒng)中接收斷電信息，逐步實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)功能：（1）故障定位導(dǎo)航。根據(jù)停電信息范圍，通過停電設(shè)備的經(jīng)緯，進(jìn)行定位導(dǎo)航，便于搶修人員通過智能手機(jī)App快速到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，體現(xiàn)主動(dòng)搶修效能；（2）搶修智能化輔助。根據(jù)不同類型及電壓等級(jí)的設(shè)備故障，自動(dòng)形成故障搶修工器具及材料清單，通過智能手機(jī)App，由搶修人員結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體情況勾選，確認(rèn)后發(fā)送智能工器具及物料庫，由智能倉(cāng)儲(chǔ)完成選擇、打包及裝箱，搶修車輛返回供電所直接裝車，縮短搶修準(zhǔn)備的時(shí)間；（3）停電故障處置方案編制。滿足配電自動(dòng)化運(yùn)行條件的前提下，基于自適應(yīng)算法等方式，進(jìn)行故障隔離、負(fù)荷轉(zhuǎn)供的預(yù)案推演，快速形成故障處置的參考方案，為搶修人員快速隔離故障、負(fù)荷轉(zhuǎn)供及恢復(fù)供電提供可靠的依據(jù)。

線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)及研判。在實(shí)現(xiàn)線路運(yùn)行狀態(tài)可視化的基礎(chǔ)上，通過自適應(yīng)算法，結(jié)合天氣變化、負(fù)荷變化、設(shè)備狀態(tài)等因素，對(duì)線路運(yùn)行健康狀況進(jìn)行研判，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)線路提出相應(yīng)的措施預(yù)案，并提醒運(yùn)維人員加以分析。在聯(lián)絡(luò)或環(huán)網(wǎng)的供電網(wǎng)格，可對(duì)整個(gè)網(wǎng)格進(jìn)行健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)及研判，結(jié)合光伏發(fā)電、小水電等電源輸入，提供可靠供電的預(yù)案，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的彈性融合。

配網(wǎng)數(shù)字物聯(lián)技術(shù)應(yīng)用。在充分融合現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集設(shè)備的基礎(chǔ)上，拓展數(shù)字化范圍，整合現(xiàn)有各類終端，實(shí)現(xiàn)線路狀態(tài)監(jiān)測(cè)從運(yùn)行監(jiān)測(cè)向運(yùn)維一體化監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)物理狀態(tài)與數(shù)字技術(shù)的結(jié)合。

3 應(yīng)用效果

試用圖形臺(tái)賬自生成系統(tǒng)后，切實(shí)解決基層班組臺(tái)賬數(shù)據(jù)庫更新的問題，一個(gè)月內(nèi)完成21 條線路的臺(tái)賬數(shù)據(jù)更新，效率是原先工作的1.87 倍。借助“選型庫”功能，降低現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備類型、型號(hào)及數(shù)據(jù)的差錯(cuò)率。系統(tǒng)數(shù)據(jù)導(dǎo)出功能提供完整的地理線路圖、單線圖及設(shè)備臺(tái)賬，有效提升數(shù)據(jù)更新及時(shí)率，杜絕人工錄入修改的數(shù)據(jù)差錯(cuò)率，改善班組臺(tái)賬數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和圖數(shù)一致性問題。

本文從供電所基層角度出發(fā)，將供電所數(shù)智化定位在切實(shí)為基層班組“減負(fù)”的應(yīng)用層面，通過以圖形臺(tái)賬的數(shù)據(jù)一致性為對(duì)象，圍繞數(shù)智化的應(yīng)用進(jìn)行了構(gòu)思，展示數(shù)智化供電所創(chuàng)建在某個(gè)方面的實(shí)際價(jià)值。