輸電網(wǎng)多維可視化在線監(jiān)測解決方案

--可編輯一、建設(shè)背景

輸電網(wǎng)多維可視化在線監(jiān)測解決方案認(rèn)為是21“加快建設(shè)以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)進(jìn)展，具有信息化、自動化、互動化特征的統(tǒng)一的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)”。狀況的可控、在控、能控水平。輸電網(wǎng)中，很多架空線路所處的地理環(huán)境、氣候條件比較惡劣，導(dǎo)地線及金具銹蝕、絕緣劣化、導(dǎo)線舞動、導(dǎo)線覆冰等因素，都可能成為輸電網(wǎng)安全運(yùn)行的隱患；特別是在冬季，導(dǎo)線覆冰時常威逼電網(wǎng)的安全運(yùn)行。和架空線路一樣，地下電纜線路正常運(yùn)行也時常受到威逼，隧道非法闖入、隧道積水、隧道溫度過高、電纜本體溫度過高、接地電流過大、局部放電過強(qiáng)均可能造成重大運(yùn)行事故；另外，隧道內(nèi)有害氣體濃度過高也時常威逼著隧道內(nèi)工作人員的生命安全。期性治理和離線式檢測與評估機(jī)制，間隔期內(nèi)可能發(fā)生的環(huán)境隱患、設(shè)備隱導(dǎo)致對隱患的監(jiān)測及預(yù)警水平不強(qiáng)。利用各種監(jiān)測技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)各類隱患及事故的動態(tài)預(yù)警和報(bào)警，使得相關(guān)預(yù)防措施可準(zhǔn)時地開放，削減和避開電網(wǎng)事故，杜絕大面積停電的發(fā)生。另外，通過各類在線及離線信息的綜合分析，對輸電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備安康狀況進(jìn)展動態(tài)評估，并依據(jù)電網(wǎng)及設(shè)備實(shí)際狀況，動態(tài)安排各類運(yùn)維工作，從根本上轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的周期性治理的模式。國電力系統(tǒng)逐步獲得應(yīng)用和推廣，并積存了肯定的實(shí)踐閱歷，已被我國電力企業(yè)尤其是以國家電網(wǎng)公司為代表的電網(wǎng)企業(yè)所承受和認(rèn)同。隨著國家電網(wǎng)公司建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)戰(zhàn)略的提出，隨著各種監(jiān)測技術(shù)的不斷進(jìn)步，建設(shè)全面的輸電網(wǎng)在線監(jiān)測系統(tǒng)正在成為時期的熱點(diǎn)?！拜旊娋W(wǎng)多維可視化在線監(jiān)測”以電網(wǎng)智能化運(yùn)行治理為目標(biāo)，集成各種在線監(jiān)測技術(shù)，對輸電架空線路和地下輸電電纜的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)展實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)特別及故障狀態(tài)的預(yù)警和報(bào)警，實(shí)現(xiàn)設(shè)備安康狀況的動態(tài)評估”、“定期巡察”到“狀態(tài)監(jiān)視”的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的多維可視化以及特別立體報(bào)警模式，對突發(fā)大事實(shí)現(xiàn)三位一體的應(yīng)急指揮。二、建設(shè)內(nèi)容輸電線路在線監(jiān)測輸電架空線路監(jiān)測工程主要包括：導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線舞動、桿塔傾斜、桿塔振動、現(xiàn)場視頻、微氣象環(huán)境、金具溫度、絕緣子風(fēng)偏、泄漏電流、雷電等。井蓋狀態(tài)、隧道積水、隧道溫度、視頻監(jiān)控等。警數(shù)據(jù)庫，并自動對采集到參數(shù)進(jìn)展推斷，對于符合條件的參數(shù)，依據(jù)系統(tǒng)預(yù)定的規(guī)章以各種方式進(jìn)展預(yù)警和報(bào)警，如推屏、聲光、短信等，同時利用三維GIS、圖表、曲線、虛擬儀表、動畫等多種形式，實(shí)現(xiàn)預(yù)警和報(bào)警的多維可視化。輸電網(wǎng)狀態(tài)的動態(tài)評估整合EMS/SCADA、生產(chǎn)治理、在線監(jiān)測、環(huán)境氣象、智能巡檢、雷電定位等信息，承受多維動態(tài)分析手段，對輸電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及設(shè)備安康狀況進(jìn)展動態(tài)評估，為科學(xué)安排巡察、檢修、試驗(yàn)等打算供給依據(jù)，實(shí)現(xiàn)由“周期治理”向“狀態(tài)治理”的轉(zhuǎn)變。三、系統(tǒng)總體構(gòu)造眾多的業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)展交互。為保證系統(tǒng)良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，本系統(tǒng)承受分層設(shè)計(jì)思路，包括：業(yè)務(wù)應(yīng)用層、應(yīng)用系統(tǒng)平臺層、數(shù)據(jù)存儲層和外部數(shù)據(jù)接入層。應(yīng)用系統(tǒng)平臺層用于治理數(shù)據(jù)模型并為業(yè)務(wù)應(yīng)用層供給效勞的應(yīng)用效勞器軟件，如：ArcGISServerWebService業(yè)務(wù)應(yīng)用層展現(xiàn)、報(bào)警信息定位、架空線路和電纜運(yùn)行狀態(tài)分析、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等。數(shù)據(jù)庫存儲層存儲電網(wǎng)設(shè)備信息的屬性數(shù)據(jù)庫、存儲電網(wǎng)圖形信息的GIS數(shù)據(jù)庫、存儲依據(jù)根底數(shù)據(jù)構(gòu)建的電網(wǎng)數(shù)字化模型庫、存儲在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的監(jiān)測庫等。外部數(shù)據(jù)接入層包含在線監(jiān)測設(shè)備、通信設(shè)備、通信協(xié)議、通信規(guī)約、前置數(shù)據(jù)接收設(shè)備等內(nèi)容，以及PMS系統(tǒng)信息、故障信息、SCADA信息通過數(shù)據(jù)交換平臺供給的數(shù)據(jù)集內(nèi)容。四、架空線路監(jiān)測導(dǎo)線舞動、線下環(huán)境等。通過監(jiān)測信息的可視化，可以建立一個直觀的能夠反映現(xiàn)場真實(shí)狀況及設(shè)備狀態(tài)的數(shù)字化空間，為架空線路運(yùn)行監(jiān)控供給可視化工具，提升監(jiān)控的效率和效果。架空線路可視化監(jiān)測的主要功能包括輸電線路三維可視化、線路工況監(jiān)測可視化、視頻監(jiān)控可視化、線路負(fù)荷監(jiān)視可視化、特別天氣可視化、預(yù)警與報(bào)警可視化等?！?〕線路三維可視化通過拖動、平移、旋轉(zhuǎn)等方式進(jìn)展掃瞄時，系統(tǒng)動態(tài)加載三維地形模型數(shù)據(jù)和三維輸電線路、在線監(jiān)測設(shè)備、變電站模型數(shù)據(jù)。在實(shí)際掃瞄過程中，可以使用鼠標(biāo)拖動、鼠標(biāo)雙擊、慣性飛行等方式進(jìn)展場景內(nèi)的掃瞄，同時可以使用鼠標(biāo)滾輪進(jìn)展視點(diǎn)遠(yuǎn)近掌握?！?〕線路工況監(jiān)測可視化線路工況監(jiān)測內(nèi)容包括：導(dǎo)線覆冰、導(dǎo)線溫度、導(dǎo)線舞動、桿塔傾斜、微風(fēng)振動、微氣象環(huán)境、絕緣子風(fēng)偏、絕緣子污穢〔鹽密、灰密〕、泄漏電流等。視頻監(jiān)控可視化程錄像、拍照。同時，系統(tǒng)可以對指定線路的視頻分組自動輪詢，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程巡察。線路負(fù)荷監(jiān)視可視化以EMS/SCADA系統(tǒng)信息為根底，對線路負(fù)荷進(jìn)展實(shí)時監(jiān)測，并以圖形化的方式直觀展現(xiàn)線路負(fù)荷。特別天氣可視化GIS圖上展現(xiàn)實(shí)時天氣信息和氣象預(yù)報(bào)信息，也可以展現(xiàn)氣象歷史信息。報(bào)警與預(yù)警可視化當(dāng)系統(tǒng)監(jiān)測到特別或故障時，如線路過載、覆冰過厚等，自動進(jìn)展報(bào)警和預(yù)警，同時自動定位到所在位置。五、地下電纜監(jiān)測地下輸電電纜可視化監(jiān)測通過對電纜負(fù)荷及其負(fù)載率監(jiān)測、電力隧道井蓋監(jiān)控及其出入治理、電力隧道視頻監(jiān)控，以及對電力隧道內(nèi)水位、氣體、接地電流、局部放電的監(jiān)測，結(jié)合二維GIS、三維GIS、各種可視化手段、以及特別立體報(bào)警模式，對電纜網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)展全面可視化監(jiān)控。電纜網(wǎng)可視化監(jiān)測功能包括模擬巡察、溫度熱譜圖、井蓋監(jiān)控可視化、視頻監(jiān)控可視化、綜合監(jiān)測可視化、危急點(diǎn)可視化、電纜網(wǎng)專題圖等。維模巡察方式對輸電網(wǎng)進(jìn)展巡察，同時實(shí)現(xiàn)二維三維的同步。例如，在二維巡察時，可快速切換到三維場景下進(jìn)展巡察，查看整個電纜網(wǎng)的三維分布狀況；當(dāng)需要對某段隧道查看其具體細(xì)節(jié)狀況時，切入地下模塊巡察模式，通過模塊行走查看隧道內(nèi)設(shè)備的具體分布狀況。電纜溫度熱譜圖時將自動進(jìn)展預(yù)警，同時自動在GIS電纜溫度主要以兩種方式展現(xiàn)，溫度曲線和溫度熱譜圖；電纜線路負(fù)荷以負(fù)荷曲線的方式呈現(xiàn)。井蓋監(jiān)控可視化自動進(jìn)展報(bào)警，并在GIS圖中自動定位井蓋位置。在GIS圖中，可以通過專用符號標(biāo)識井蓋開合狀態(tài)直觀地進(jìn)展展現(xiàn)。同時，在GIS圖中，可以便捷地對井蓋進(jìn)展遠(yuǎn)程開啟或關(guān)閉操作。視頻監(jiān)控可視化個角度觀看隧道內(nèi)的狀況，實(shí)現(xiàn)對隧道內(nèi)部狀況的實(shí)時監(jiān)視。支持分屏展現(xiàn)視頻信息，可對同一隧道的多個位置或者對多條隧道同時進(jìn)展監(jiān)視。綜合監(jiān)測可視化GIS圖上均繪有這三類參數(shù)的監(jiān)測點(diǎn)，因此可以便捷地在GIS圖上查閱其實(shí)GIS隧道積水可視化隧道積水可視化接地電流曲線電纜網(wǎng)專題圖有隧道斷面圖、測溫分布專題圖和井蓋監(jiān)控分布專題圖等GIS專題圖。隧道斷面圖包括兩種，橫斷面圖和縱斷面圖。隧道橫斷面圖用于直觀地展現(xiàn)電纜通道的占用狀況，縱斷面圖用于展現(xiàn)隧道沿線的坡度；測溫分布專題圖是光纖測溫設(shè)備掩蓋范圍圖；井蓋監(jiān)控分布專題圖是指井蓋監(jiān)控設(shè)備的掩蓋范圍圖。井蓋看護(hù)專題圖〔國慶保電〕危急點(diǎn)可視化在三維場景中，供給對各種危急點(diǎn)和施工工地的繪制功能。繪制時，用戶只需在地表選定當(dāng)前需要繪制的危急點(diǎn)區(qū)域，自動依據(jù)危急點(diǎn)類型生成相應(yīng)的三維模型。六、成功案例

危急點(diǎn)分布圖隧道橫斷面圖司實(shí)際需求，北京恒華科技為北京電纜公司成功研發(fā)了“北京電纜網(wǎng)多維動6005000個井蓋、隧道橫斷面圖150035kV該系統(tǒng)是北京市電力電纜公司為落實(shí)北京市電力公司“打造堅(jiān)強(qiáng)首都電網(wǎng)，推動電網(wǎng)進(jìn)展方式轉(zhuǎn)變”的要求，實(shí)現(xiàn)北京高壓電纜網(wǎng)及電力隧道“自動化監(jiān)控、智能化治理”的目標(biāo)而建設(shè)的應(yīng)急指揮平臺。該系統(tǒng)先后效勞了2023年北京奧運(yùn)會及國慶60周年保電工作，同時獲得了國家電網(wǎng)公司科技進(jìn)步二等獎?？赏ㄟ^系統(tǒng)完成，相關(guān)設(shè)備治理人員的工作重點(diǎn)漸漸轉(zhuǎn)向監(jiān)測尚未掩蓋到的設(shè)備、不能實(shí)現(xiàn)監(jiān)測的領(lǐng)域，如：投運(yùn)設(shè)備的驗(yàn)收工作，高壓電纜網(wǎng)及通道外力防范工作，便攜方式的電纜網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測工作等。七、遠(yuǎn)景展望僅少數(shù)輸電網(wǎng)運(yùn)維企業(yè)建立了該系統(tǒng)，各類監(jiān)測的信息的可視化是當(dāng)前工作的重點(diǎn)。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)工作的不斷推動，輸電網(wǎng)可視化在線監(jiān)測的需求將不斷增加；同時，與生產(chǎn)治理系統(tǒng)、應(yīng)急指揮系統(tǒng)及調(diào)度自動化系統(tǒng)的業(yè)務(wù)整合，也將成為可視化在線監(jiān)測的重要建設(shè)內(nèi)容；另外，智能電網(wǎng)建設(shè)工作的深入推動，輸電網(wǎng)可視化在線監(jiān)視將來必將與變電設(shè)備在線監(jiān)測進(jìn)展緊密集成，從而形成完整的電網(wǎng)可視化監(jiān)測系統(tǒng)。電網(wǎng)運(yùn)行信息〔EMS/SCADA信息〕和生產(chǎn)治理