戴榮璨 顧志偉

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司興化市供電分公司 江蘇 泰州 225700

引言

輸電線路因為覆蓋區(qū)域廣且傳輸距離長，無論是在建設(shè)期間還是建設(shè)完成以后，不可避免會受到自然因素或人為因素的干擾。因此輸電線路的鐵塔位置需要安裝可視化設(shè)備，工作人員通過信后臺即可了解通道內(nèi)施工情況、輸電線路附近的樹木情況，同時也能監(jiān)測到是否出現(xiàn)線下釣魚等現(xiàn)象，并可將實時情況通過工單反饋給后臺人員，對于線路通道內(nèi)出現(xiàn)的異常情況，也可及時制定處理方案，做到快速應(yīng)急響應(yīng)，在與各類傳感器聯(lián)動的情況下，可以拓寬其應(yīng)用場景，所以說輸電線路可視化系統(tǒng)，有很大的應(yīng)用前景。

1 運用輸電線路可視化系統(tǒng)的意義

第一，因為電網(wǎng)處于快速發(fā)展的階段，所以輸電線路也呈現(xiàn)每年遞增的現(xiàn)象，由于其桿塔所處環(huán)境較為復(fù)雜，有可能會出現(xiàn)森林區(qū)，也有可能會出現(xiàn)污穢區(qū)。不少輸電線路設(shè)備可能會受到氣象及建筑的影響，導(dǎo)致不少電力企業(yè)在線路巡視及維護工作上投入了相當(dāng)多的成本，但并沒有達到預(yù)期的效果，因此電力企業(yè)需要更為先進的可視化運行系統(tǒng)，方能提高工作效率。

第二，輸電線路可視化運行系統(tǒng)，就是能夠?qū)⒌匦蔚孛布拜旊娋€路的桿塔等地理信息，以及所有的氣象信息和設(shè)備在運營中可能會出現(xiàn)的隱患、輸電線路維修的實際情況、輸電線路在運行過程中可能會出現(xiàn)的隱患，全部都能夠錄入到同一個系統(tǒng)。而且該系統(tǒng)還具有預(yù)警、全程監(jiān)督、數(shù)據(jù)查詢等系列功能，也可將最直觀的信息投射到電子屏幕，能夠方便作業(yè)人員及管理人員及時溝通?，F(xiàn)如今輸電線路運營將從傳統(tǒng)的粗放型運營，轉(zhuǎn)為現(xiàn)代化的精益型運營。該系統(tǒng)在提高作業(yè)人員工作效率的同時，也可降低人力支出及維修的成本。

2 可視化運行系統(tǒng)的工作原理

可視化運營系統(tǒng)是將VR和GIS兩種技術(shù)融入其中，能夠有效解決傳統(tǒng)輸電線路在管理中存在的不足之處。GIS的特點在于，能夠?qū)⑤旊娋€路在運營當(dāng)中所需要的數(shù)據(jù)及地理信息進行統(tǒng)合，然后分析數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)異常。該技術(shù)還可以將覆蓋的輸電線路通過圖形進行直觀展示，并能夠?qū)旊娋€路網(wǎng)絡(luò)進行有效分析，督促工作人員在進行輸電線路巡檢期間，及時關(guān)注可能會出現(xiàn)的隱患。而VR技術(shù)是通過信息技術(shù)及人機交換等技術(shù)的基礎(chǔ)上轉(zhuǎn)換而來，管理人員可以利用虛擬技術(shù)，及時追蹤輸電線路周圍環(huán)境及空間布局，也可以直觀地為客戶展示輸電線路的實際運營情況。GIS及VR系統(tǒng)有各自獨立的功能，而兩者需要交互使用時，后臺已經(jīng)開發(fā)出接口，可以通過網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)或者是發(fā)出對應(yīng)指令。

3 傳統(tǒng)輸電線路巡檢面臨的困境

3.1 遠程巡檢方面

電力企業(yè)需要定時對輸電線路進行遠程檢查，但在實際工作期間會遇到以下幾點問題：

3.1.1 檢查次數(shù)頻繁。而主要原因是科學(xué)技術(shù)水平的提高，所以輸電線路的覆蓋區(qū)域也越來越廣，但隨之帶來的是作業(yè)環(huán)境也越來越復(fù)雜。但電力公司配備的視察員人數(shù)不足，因此視察人員的工作量也在逐年遞增。

3.1.2 視察期間存在安全隱患。某些輸電線路因為地處較為惡劣的露天環(huán)境及交通并不發(fā)達的無人區(qū)，并且需要檢查的輸電線路較長，所以說工作人員檢查時間也隨之延長。如果工作期間出現(xiàn)安全事故，可能無法第一時間了解具體情況。

3.1.3設(shè)備故障問題。檢查員通過遠程對輸電線路進行檢查時，可能會出現(xiàn)傳輸故障，但因為現(xiàn)場沒有其他工作人員，因此檢查員無法準確判斷故障原因，因此不能夠及時解決問題，最終輸電線路的穩(wěn)定性以及可靠性會受到影響。

3.2 巡檢記錄方面

檢查人員在進行遠程檢查時，可能會出現(xiàn)登記時間與檢查時間不相符的情況，這一情況產(chǎn)生的主要原因是，檢查人員的專業(yè)水平較低且沒有養(yǎng)成及時登記的習(xí)慣。同時檢查員工作期間并沒有記錄輸電線路接入時的現(xiàn)象，而是在工作結(jié)束以后再報告，上述行為并不符合檢驗流程標準。

雖然說供電企業(yè)涉及的技術(shù)正在不斷創(chuàng)新當(dāng)中，各種信息技術(shù)幾乎已經(jīng)普及到全國的供電企業(yè)，但是在實際工作中能夠了解到，不少電力公司并沒有將前沿技術(shù)和遠程試驗相統(tǒng)一，而且不少供電企業(yè)的巡檢設(shè)備會存在以下缺點[1]：①巡檢設(shè)備不能準確記錄輸電線路在發(fā)生故障時產(chǎn)生的變化，需要工作人員手動登記、匯總?cè)缓笤賲R報，導(dǎo)致工作效率受到影響。②部分巡檢設(shè)備不能提高巡檢質(zhì)量及效率的主要原因，可能是不能適應(yīng)惡劣的露天環(huán)境，也有可能是工作人員在遠程檢查未連接成功，但沒有及時上報。

3.3 人力成本

傳統(tǒng)輸電線路的維修及保養(yǎng)工作，需要大量工作人員的參與，但并沒有科學(xué)的手段能夠全程監(jiān)督。因此輸電線路在發(fā)生問題以后，無法第一時間監(jiān)測到，只能是人工巡檢的時候才會發(fā)現(xiàn)問題根源。同時供電企業(yè)使用大量的人力，投入到輸電線路維護當(dāng)中，不僅會出現(xiàn)工作難度及工作強度的增加，還會出現(xiàn)成本逐年增高的情況。而且單純靠人力進行輸電線路的維護，還有可能會出現(xiàn)安全隱患，以及出現(xiàn)安全隱患并沒有及時察覺的現(xiàn)象。并且作業(yè)人員在對輸電線路進行維修時，后臺的管理人員無法了解作業(yè)人員的工作狀態(tài)，只能根據(jù)巡檢記錄了解最終的檢修情況。

所以說目前的巡檢方式已經(jīng)不能夠滿足輸電線路的維護需求及日常管理工作，面對科學(xué)技術(shù)水平日益提升的今天，需要全新的現(xiàn)代化管理模式，加入到輸電線路的維護工作中。

4 輸電線路可視化運行系統(tǒng)應(yīng)用研究

4.1 地理信息可視化

可視化運營系統(tǒng)能夠?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、三維立體技術(shù)、數(shù)據(jù)分析及GPS系統(tǒng)相結(jié)合，對于輸電線路周圍的樹木情況、通道施工情況都可在后臺全程監(jiān)測，部分輸電線路橫穿河流區(qū)域，可能會出現(xiàn)線下釣魚的現(xiàn)象，可視化設(shè)備也可及時監(jiān)測，及時設(shè)置警示牌，防止出現(xiàn)安全事故。而且可視化運營系統(tǒng)對于采集的地理信息能夠進行有效分析，為電力企業(yè)的高效運營奠定良好基礎(chǔ)?？梢暬\營系統(tǒng)的應(yīng)用效果展現(xiàn)在以下幾點：

4.1.1 管理人員在后臺通過系統(tǒng)能夠觀察到每條線路的主干以及分支，對于每一個連接點都能夠清晰展示，方便管理人員了解輸電的方向。在系統(tǒng)中也可觀察到電塔所處位置，以及輸電線路途經(jīng)方向是否會出現(xiàn)明顯的標志物。例如：部分輸電線路在途經(jīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)期間，可能會有橋梁、河流、公交線路等地貌特征，工作人員在進行遠程巡檢期間，只需要點擊地貌標志物，就可了解線路的具體應(yīng)用情況以及電壓配送級別和具體輸電線路的長度，也可通過后臺了解到電力容量是否合適、電力企業(yè)安裝的電塔數(shù)量是否合適。而其中最重要的是，系統(tǒng)在運營期間能夠清晰展示每條輸電線路巡檢的時間及維修時間。

4.1.2 巡檢人員如果想對特定的桿塔進行巡檢，可以點擊所要巡檢的目標，然后通過三維立體技術(shù)，能夠多角度地觀察桿塔的實際運營情況，也可在后臺了解燈塔的高度及周圍所配備的設(shè)備，同時桿塔的結(jié)構(gòu)、高度和所屬位置也可監(jiān)測到。巡檢人員還可以利用系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫當(dāng)中存儲的數(shù)據(jù)，使用移動通信或者是無線通信等技術(shù)和該區(qū)域的工作人員進行有效溝通，也可將有用的信息及資源進行共享，提高管理人員的日常工作效率。

4.1.3 可視化運行系統(tǒng)能夠監(jiān)測到線路途經(jīng)區(qū)域會出現(xiàn)的建筑物、河流及煤礦等具特點的標志物，而后期供電企業(yè)及電力人員在進行線路改造或者是鋪設(shè)新線路期間，只需要點擊所屬區(qū)域，就能準確了解到對應(yīng)的信息，從而提高了后期的工作效率。

4.1.4 可視化運行系統(tǒng)能夠全程監(jiān)督施工范圍內(nèi)的監(jiān)測設(shè)備，是否處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，也可通過后臺了解電網(wǎng)及桿塔是否可以正常供電。

4.1.5 該系統(tǒng)能夠清晰展示線路所經(jīng)城鄉(xiāng)的居民數(shù)量，以及每條線路是否分配了維護人員，也可了解到設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況。

4.2 氣象信息可視化

可視化運行系統(tǒng)能夠?qū)⑤旊娋€路所處區(qū)域的風(fēng)速、桿塔傾斜程度對應(yīng)的數(shù)據(jù)進行連接，根據(jù)監(jiān)測設(shè)備傳輸?shù)膶崟r數(shù)據(jù)，可以了解電網(wǎng)所屬區(qū)域的氣象信息。如果氣象信息已經(jīng)超出預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)，可視化運行系統(tǒng)則會發(fā)出預(yù)警。后臺管理人員能夠及時觀察設(shè)備是否出現(xiàn)異常，也能夠及時排查是否會有險情[2]。

工作人員在可視化運行系統(tǒng)的幫助下，無須前往現(xiàn)場巡檢，只需要在室內(nèi)就可實時監(jiān)測到惡劣天氣下，某區(qū)域的線路是否會出現(xiàn)擺動，風(fēng)速較強是否會影響輸電線路的正常供電。而且在經(jīng)過雨雪或者是雷電等氣象信息后，也可知曉輸電線路的溫度及濕度是否已經(jīng)超過預(yù)先設(shè)置的數(shù)據(jù)，為后期的搶修奠定良好基礎(chǔ)。

4.3 運行狀態(tài)可視化

利用可視化運行系統(tǒng)能夠直觀反映電網(wǎng)線路運行狀態(tài)，同時將線路歷年維護數(shù)據(jù)均存儲至數(shù)據(jù)庫中，為線路及其附屬設(shè)備檢修提供可靠的參考依據(jù)。例如：電力人員可借助該系統(tǒng)快速查詢出目標電網(wǎng)或是單獨線路的故障情況、所屬分類、維修人員和部分、檢修措施等內(nèi)容，并與企業(yè)內(nèi)部人員實現(xiàn)資源共享，從而快速制定各種突發(fā)應(yīng)急預(yù)案，及時完成線路搶修工作，提高日常線路維修準確性。為了進一步提高線路運行管理效率，還可借助不同的色彩區(qū)分線路不同的運行狀態(tài)，例如：

如果線路屬于正常運營狀態(tài)，基本可以排除故障，所以后臺系統(tǒng)電線桿路處于綠色，根據(jù)實際運營結(jié)果能夠了解到，可視化運營系統(tǒng)的故障排除率已經(jīng)超過98%。當(dāng)后臺可視化系統(tǒng)的電線桿路是黃色，基本可以判定運行狀態(tài)良好，而故障排除率是80%左右。但如果是紅色，代表運行狀態(tài)較差，故障排除率在30%，代表可能會存在安全隱患。所以供電企業(yè)需要立即安排搶修人員進行巡視，而管理人員需要監(jiān)測輸電線路的運營狀態(tài)，制定最優(yōu)化的解決方案。

4.4 巡檢狀態(tài)可視化

后臺管理人員以及巡檢人員需要及時了解設(shè)備及線路的健康情況，同時也要了解設(shè)備的使用年限，以及線路歷年會出現(xiàn)故障的點，利用后臺的可視化運行系統(tǒng)進行合理的分析。

管理人員可以根據(jù)電網(wǎng)線路的顏色安排合理的維修方案，如果是紅色則要安排檢修人員對故障區(qū)域進行搶修。

電力企業(yè)可以為檢修人員配備GPS設(shè)備，方便后臺管理人員了解檢修人員的工作流程，而且管理人員通過GPS設(shè)備也可了解作業(yè)人員在巡檢期間，是否遵守各項規(guī)章制度，防止疏于管理而埋下安全隱患[3]。而且通過GPS設(shè)備也可了解檢修人員的工作質(zhì)量，提高維修及檢查的工作效率。

5 可視化運行系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)如今各行各業(yè)已經(jīng)逐漸在推廣使用無人機，以及量子計算機等現(xiàn)代化技術(shù)，所以說輸電線路的運行及管理需要更加自動化及智能化?，F(xiàn)如今大部分電力企業(yè)已經(jīng)利用無人機代替人工巡檢，在實際工作中，無人機巡檢提高了工作質(zhì)量及工作效率，相信在不久的將來，可以利用現(xiàn)代化技術(shù)全天候監(jiān)測到輸電線路的運行狀態(tài)，而輸電線路的管理水平也會逐漸提高。

6 結(jié)束語

綜上所述，在經(jīng)濟發(fā)展的影響之下，各省市的電網(wǎng)企業(yè)已經(jīng)加快數(shù)據(jù)平臺的建設(shè)，通過可視化運行系統(tǒng)能夠收集重要信息，并且分析輸電線路的運行狀態(tài)。但同時也要根據(jù)自身需求，建立合適的運行系統(tǒng)，方能提高電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。