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應(yīng)用數(shù)字技術(shù),實(shí)現(xiàn)輸電全景智慧監(jiān)控

國(guó)家電網(wǎng)報(bào)發(fā)布時(shí)間:2021-07-21 08:58:33  作者:張健 文/攝

  7月15日20時(shí)05分,浙江溫州供電公司輸電全景智慧監(jiān)控中心發(fā)出預(yù)警:110千伏象雙線21~22號(hào)塔通道下方出現(xiàn)山火。值班人員第一時(shí)間撥打了119電話并通知線路運(yùn)維班組負(fù)責(zé)人。線路運(yùn)維班組及時(shí)前往,配合消防人員及時(shí)處置山火隱患。

  輸電全景智慧監(jiān)控中心是溫州供電公司為提升輸電線路運(yùn)維質(zhì)效研發(fā)的智能后臺(tái),于今年6月初上線試運(yùn)行。近年來,溫州電網(wǎng)線路規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。目前,溫州供電公司管轄500千伏線路844.735千米;220千伏線路1961.178千米,其中電纜線路48.511千米;110千伏線路2863.563千米,其中電纜線路368.137千米;35千伏線路92.004千米,其中電纜線路6.564千米。面對(duì)不斷增加的線路運(yùn)維壓力,該公司構(gòu)建以輸電全景智慧監(jiān)控中心為智能后臺(tái),電力電纜數(shù)字化孿生運(yùn)維管控平臺(tái)、輸電線路可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)、無人機(jī)多維應(yīng)用3項(xiàng)前端應(yīng)用為支撐的“1+3”輸電線路數(shù)字化管控模式,提高輸電線路數(shù)字化運(yùn)維能力。

  虛實(shí)聯(lián)動(dòng),精益運(yùn)維電纜隧道

  6月15日,隨著溫州第一條電纜隧道——220千伏七都島電纜隧道的影像清晰地投放在輸電全景智慧監(jiān)控中心大屏幕上,輸電全景智慧監(jiān)控中心的一項(xiàng)前端應(yīng)用——電力電纜數(shù)字化孿生運(yùn)維管控平臺(tái)上線。

  電纜隧道巡檢方式以人工巡檢和遠(yuǎn)程監(jiān)控為主。但電纜隧道長(zhǎng)、位于地下、周圍環(huán)境較為復(fù)雜,對(duì)人工巡檢來說存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。

  電力電纜數(shù)字化孿生運(yùn)維管控平臺(tái)采用數(shù)字孿生技術(shù),對(duì)電纜隧道的內(nèi)部構(gòu)件、電氣系統(tǒng)等設(shè)備進(jìn)行數(shù)字化三維建模,映射出電纜隧道的數(shù)字虛擬“雙胞胎”,具備電纜隧道全生命周期快速仿真功能。

  應(yīng)用電纜隧道全生命周期快速仿真功能,輸電全景智慧監(jiān)控中心可以模擬電纜隧道中細(xì)微異常情況的變化趨勢(shì),預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的隱患,并有針對(duì)性地設(shè)計(jì)檢修方案。

  “以前,環(huán)境探測(cè)裝置感應(yīng)到隧道內(nèi)形成積水了才會(huì)預(yù)警?,F(xiàn)在,只要檢測(cè)到隧道內(nèi)有水滴,輸電全景智慧監(jiān)控中心就能實(shí)時(shí)預(yù)警多久后會(huì)形成積水隱患。該中心發(fā)現(xiàn)異常情況后,還能對(duì)照電纜隧道的三維模型,遠(yuǎn)程聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備傳感器,把隱患消滅在萌芽中?!睖刂莨╇姽具\(yùn)維檢修部電纜專職黃勃介紹。

  數(shù)據(jù)顯示,七都島電纜隧道試點(diǎn)開展數(shù)字化孿生運(yùn)維后,人工巡檢頻率降低了一半。

  專網(wǎng)交互,外力破壞預(yù)警更穩(wěn)定

  “班長(zhǎng),220千伏甌塘線3號(hào)塔監(jiān)控發(fā)現(xiàn)小號(hào)側(cè)導(dǎo)線左側(cè)有吊車施工作業(yè),危及線路安全,請(qǐng)馬上處置。”6月22日,輸電全景智慧監(jiān)控中心值班人員接到輸電線路可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的告警信息,并立即將此情況通知線路運(yùn)維班組。運(yùn)維班組人員趕往現(xiàn)場(chǎng),制止吊車施工,避免了一起220千伏線路外力破壞跳閘事件。

  2020年下半年,溫州各類工程建設(shè)施工項(xiàng)目“井噴式”增長(zhǎng),臨時(shí)施工造成的輸電線路外力破壞風(fēng)險(xiǎn)隨之增加。溫州供電公司研發(fā)輸電線路可視化智能監(jiān)控系統(tǒng),安裝657套輸電線路通道可視化設(shè)備,全天候記錄分析輸電通道環(huán)境變化。6月11日,該系統(tǒng)在輸電全景智慧監(jiān)控中心上線。

  輸電線路可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)合輸電線路高精度三維模型,形成外物入侵感應(yīng)圈,并根據(jù)線路電壓等級(jí)設(shè)定安全報(bào)警距離,可自主識(shí)別吊車、挖掘機(jī)、塔吊等侵入物,向現(xiàn)場(chǎng)和輸電全景智慧監(jiān)控中心同步反饋告警信息。在機(jī)械施工密集、外力破壞風(fēng)險(xiǎn)較高的區(qū)域,溫州供電公司在輸電線路鐵塔上加裝單目測(cè)距鏡頭,可以更精確地反饋侵入物與線路的距離,并針對(duì)夜間施工加裝了聲光預(yù)警提醒裝置。

  輸電線路遭到外力破壞時(shí),用于傳輸數(shù)據(jù)和圖像的光纜也可能被破壞。為了保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性,溫州供電公司應(yīng)用5G軟切片技術(shù),實(shí)現(xiàn)輸電全景智慧監(jiān)控中心與可視化設(shè)備數(shù)據(jù)的專網(wǎng)無線交互。

  輸電線路可視化智能監(jiān)控系統(tǒng)上線一個(gè)多月以來,溫州供電公司已制止了90起可能破壞電力設(shè)施的臨時(shí)施工行為。

  “雙光”巡檢,無人機(jī)多維應(yīng)用提效率

  6月29日,在220千伏溫蒲線無人機(jī)“雙光”自主巡檢作業(yè)現(xiàn)場(chǎng),溫州供電公司無人機(jī)飛手石玉峰按下啟動(dòng)鍵,一架搭載可見光和紅外光傳感器的無人機(jī)起飛,進(jìn)入預(yù)定航道,按照線路精細(xì)化巡檢要求向預(yù)設(shè)航線軌跡目標(biāo)快速移動(dòng)。

  在無人機(jī)自主巡檢的同時(shí),輸電全景智慧監(jiān)控中心值班人員點(diǎn)開輸電全景智慧監(jiān)控中心的無人機(jī)多維應(yīng)用模塊,大屏幕上顯示出無人機(jī)可見光圖像和紅外測(cè)溫?cái)?shù)據(jù),后臺(tái)的警戒溫差分析程序智能判斷鐵塔各部件的溫度是否超標(biāo)。

  常規(guī)線路測(cè)溫方式以運(yùn)維人員手持測(cè)溫儀檢測(cè)為主。由于高電壓等級(jí)線路鐵塔高度較高,地面的運(yùn)維人員有時(shí)難以精確瞄準(zhǔn)到導(dǎo)線耐張線夾等部位,溫度檢測(cè)精度有限?!盁o人機(jī)‘雙光’自主巡檢融合了無人機(jī)自主巡檢與紅外測(cè)溫,讓無人機(jī)可以同時(shí)完成兩項(xiàng)工作,解決了人工地面測(cè)溫工作量大和精度有限的難題,大幅提升線路巡檢效率。”石玉峰說。

  針對(duì)當(dāng)?shù)匮睾6嗯_(tái)風(fēng)的特點(diǎn),溫州供電公司還設(shè)計(jì)了無人機(jī)“空地一體”應(yīng)急作戰(zhàn)鏈,實(shí)現(xiàn)30千米范圍內(nèi)的影像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸。數(shù)據(jù)回傳速率可達(dá)每秒4兆位。

  “空地一體”應(yīng)急作戰(zhàn)鏈由任務(wù)機(jī)、中繼機(jī)、圖傳設(shè)備及圖傳系統(tǒng)模塊組成。任務(wù)機(jī)負(fù)責(zé)探測(cè)巡查。中繼機(jī)作為信號(hào)基站,為任務(wù)機(jī)延伸通信鏈路,支撐擴(kuò)大數(shù)據(jù)傳輸范圍。未來,“空地一體”應(yīng)急作戰(zhàn)鏈將應(yīng)用到溫州“不怕臺(tái)風(fēng)的電網(wǎng)”建設(shè)中,發(fā)揮數(shù)據(jù)基礎(chǔ)優(yōu)勢(shì),提升電網(wǎng)抗災(zāi)能力。

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