输电线路智能运维服务设计与实现
2山东培森人力资源开发有限责任公司,山东省济南市,250200
摘要:随着供电局输电线路以无人机为核心的智能技术不断深化应用,线路巡视效率大大提升。但传统的运维管理模式仍存在设备问题暴露不及时、运行监管缺失、资源配置不合理、智能技术发展受到限制等诸多问题。为输电线路运维进一步发展和转型需要,供电局通过集约化运维的总体构建、机巡作业集约化和生产全业务集约化的主要做法,进行了新的管理模式探索。
关键词:输电线路;智能运维;服务设计
引言
何冰电力系统输电线路的运行状态直接决定了电力系统的安全和效益,但其具有地域分布广,运行条件复杂,易受气候、地质、人为因素影响,巡检维护工作量大等特点,因此对其进行有效监控、管理和维护具有重要意义。
1我国智能输电线路发展情况
1.1智能建模
智能建模技术采用三维模型“激光点云”和“逆向参数化建模”等技术,将输电线路的设备信息、环境信息、作业信息等进行总结,形成输电线路信息门户和操作台。实现数目预测生长,河流预测流向等模拟预警,使电网分布更加合理化,避开可预测的危险。全球能源互联网研究院将大数据、物联网、移动互联、云平台等先进科技技术与电力监测预警响应相融合,开发了电网气象灾害监测系统、电力智慧应急预案系统和电力应急大数据指挥决策平台,对不合理输电线路进行安全预警,提高输电线路的设备风险管控力度,应急操作响应速度。
1.2无人机巡检技术
目前我国电网规模已居世界首位,架空输电线路巡检是保证我国输电线路安全运行的关键技术手段。我国特高压线路杆塔一般高达50m以上,人工检测变得很难准确识别故障。这就需要一个合理的智能巡检方法,目前我国架空输电线路巡检的重要手段是依靠无人机,人工操作巡检,减小了巡检危险性,远程操控无人机代替巡检人员到恶劣环境下进行巡检,但此方法依然依靠人为主观判断,随着人工智能技术的发展,我国开始研制能够自动
判断线路故障的巡检无人机,不过数据分析、图像识别仍然需要极大的分析做支撑,研究人员还正在努力将算法轻量化。
1.3分布式智能感知与物联接入系统
分布式智能感知与物联接入系统只有路由器大小,但能够接入线路塔周边的所有感知终端。原本我国故障检测传感系统虽然大量应用,但系统之间不能互相融合,每个感知终端都需要单独的汇聚装置进行汇聚,效率较低。而新兴的分布式智能感知与物联接入系统能够将输电线路进行在线全景监测,大大降低了维护难度,简化操作流程,将所有数据汇集到一台主机进行分析评估,一旦出现“异常”“缺陷”等结果,系统会第一时间告警。根据广东电网发布的相关文件,广东省正在加强智能能源工程的发展,明确指出分布式智能感知与物联接入系统的重要性,未来会加大对智能输电线路的投资,争取全网提升数字智能化和自动化水平,旨在建设全国领先的智能输电线路体系。
2存在问题分析
2.1生产班组设备管理问题日益凸显
设备问题不暴露。生产班组人员在线路运维过程中,既是设备问题的发现者,也是问题的分析者和处理者,从而导致前方生产班组人员为减轻自身工作量不愿主动暴露设备问题。由于设备问题不暴露出来、不及时处理,一方面给设备的可靠运行带来了极大的安全隐患;另一方面后端设备管理人员不能获取准确的设备信息,不知道问题在哪里,制定的管控措施踩不到点子上,资源投入无法精准甚至南辕北辙。运维监管缺失。生产班组人员同时也是前端设备管理者,对设备问题处理的过程及闭环均由自己完成,缺乏专门人员对生产过程进行跟踪以及处理结果的审查,设备问题的实际处理数量和效果远低于生产班组人员自己记录的结果,当设备问题处理的速度小于设备问题产生的速度,设备问题将越积越多。
2.2生产班组资源配置亟待优化
输电线路分布范围广,传统
输电部门分十四个生产班组,按区域进行管辖线路。由于各班组线路运行状况因地域特点、人员、重要度等因素而不同,后端设备管理人员需按各班组实际情况分配资源,包括修理技改项目资源、工器具和备品备件资源等。然而,由于后端设备管理人员无法全面掌
握所有线路运行实际情况,在项目策划和资源配置过程中无法做到因地制宜、精准配置,从而导致大量的资源浪费。
2.3基于无人机的智能技术应用受制约
人力解放仍不充分。生产班组操作无人机作业的人员(简称“飞手”)在应用无人机作业的同时,需兼顾其他业务,导致飞手压力较大,容易在作业过程中导致坠机;而且各班组机巡应用水平不平衡,加上单兵化作业效率较低,巡视质量较差,由无人机技术带来的巡视效率有待进一步提升。机巡数据分析质量和效率较差。生产班组的飞手通常是刚入职不久的青年员工,擅长于操作无人机,但对无人机图片的分析和设备状态研判缺乏经验,不能准确判断设备问题所在,导致机巡数据的分析质量和效率较差。
3输电线路智能化运行维护的技术实现
3.1在线监测技术
本系统中的输电线路在线监测系统由4部分组成:供电模块、检测模块、传输模块和计算模块。通过供电模块对监测设备进行供电。检测模块对线路、杆塔信息进行实时监测,并能
够很好地对其外部的各种环境信息进行有效采集。然后借助于传输模块将这些信息传送到云端服务器,由专家系统等系统软件自动对这些信息进行实时处理,然后由计算模块进行分析、判断该输电线路的实际运行情况,一旦发现所监测的线路上有异常、缺陷和安全隐患存在,该系统就会及时地向云端服务器发出预警,有效遏制隐患的发生和及时对发生故障的线路或设备进行检修,使输电线路状态始终保持在安全范围内。
3.2专家系统
输电线路长期在室外运行,常受到各种主观或客观因素的影响而发生线路故障,并且导线数据类型众多,致使整个线路运维错综复杂,通过建立云端服务器的专家系统可以实现数据的线性可扩展,解决应对复杂线路的解耦问题。供电公司通过专家系统,提高线路故障诊断和修复的效率。专家系统是由人机交互界面、诊断知识库、诊断对象数据库、推理机和解释器5部分组成。诊断知识库包括监测设备部分结构功能知识、专家知识、过程性知识和基本诊断单元知识,根据传输的数据并结合设置的实际要求到对应的诊断知识,极大缩短了搜索相关诊断知识的时长。诊断对象数据库由2部分组成,编码信息包括设备的型号编码、类别编码和序列号,能够使诊断知识库快捷到并管理所需要的采样数据,为诊断
提供帮助。数据信息包括了设备采集到的所有类型数据及诊断或推理后的问题数据和趋势数据,保留采样的数据完整性,使诊断结果更加可靠。
3.3目标驱动推理
目标驱动推理与数据驱动推理相反,首先根据异常数据假设所有可能发生的故障类型、故障设备已经对应的故障部位,并且逐个排查。通过BFS(广度优先搜索算法),在确定异常数据的基础上,对每一个可能发生故障的设备进行检查,再对设备上每一个可能发生故障的部件进行检查,直到假设成立,即到真正的故障点,目标驱动推理的依据与目标密切相关,有利于向用户提供解释,但首次的依据选择具有随机性,存在多次更改的可能,考虑到最差的结果,这将会影响到专家系统的诊断效率。
结语
随着输电线路智能运维系统建设的发展,卫星遥感技术、激光雷达等新型的广域测量技术在山火、洪水、导线弧垂、相间间距监测等方面有了进一步的研究空间,可以与在线监测装置形成监测信息的点面间互证与测算,对于降低在线监测装置的建设投资意义深远。
参考文献
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