配電線路智能運(yùn)檢研究

閆珺 趙明龍

（國網(wǎng)山西省電力公司太原供電公司，山西 太原 030000）

對于傳統(tǒng)運(yùn)檢模式，運(yùn)檢人員巡線存在周期長、工作量大、巡檢漏洞多等弊端，同時配電線路故障常具有突發(fā)性特點(diǎn)。由于這些局限性的存在，傳統(tǒng)的運(yùn)檢模式并不能實(shí)現(xiàn)對配電線路的有效監(jiān)測，嚴(yán)重影響了配電線路的正常運(yùn)行[1]。鑒于傳統(tǒng)運(yùn)檢模式存在的不足，運(yùn)檢系統(tǒng)智能化平臺的建立則可有效提高線路的智能化水平。

一、配電線路概述

配電線路作為電力系統(tǒng)中配電過程的主要承擔(dān)者，對于電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的作用。配電線路是指從降壓變電站，將電力輸送至配電站的變壓器，同時將配電站的輸送電力運(yùn)輸?shù)接秒妴挝恢g的線路。根據(jù)特點(diǎn)以及用處的不同可以分為城市配電線路、農(nóng)村配電線路和工廠配電線路，同時根據(jù)電壓的高低可以分為高壓配電線路和低壓配電線路。高壓配電線路采用三相三線制的電路進(jìn)行配電，低壓配電線路是采用三相四線制的電路進(jìn)行。配電線路的基本要求是安全可靠，能夠保持配電過程的連續(xù)性，并且在配電過程中能夠減少電路的損耗，提高配電效率，并且保證電力供應(yīng)的質(zhì)量穩(wěn)定。在配電線路的運(yùn)行中，需要解決電路中的故障問題，保障配電線路的安全穩(wěn)定，這就需要從輸配電線路的運(yùn)行維護(hù)和檢修過程加以探索和實(shí)踐，避免線路運(yùn)行中出現(xiàn)故障問題，導(dǎo)致電力供應(yīng)不足。因此，需要針對配電線路的整體運(yùn)行情況進(jìn)行管理措施上的革新，提出相應(yīng)的管理措施，包括對于線路狀態(tài)的運(yùn)行維護(hù)，對出現(xiàn)的各種線路問題故障進(jìn)行及時排查和檢修，保證配電線路能夠處于安全穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)配電過程的安全穩(wěn)定。

二、提高配電運(yùn)檢管理質(zhì)量的意義

當(dāng)前，配電系統(tǒng)的故障嚴(yán)重影響著配電網(wǎng)的正常運(yùn)營，具體表現(xiàn)有著一定程度的差異，配電運(yùn)檢的管理不達(dá)標(biāo)會對配電線路中的設(shè)備造成損害，使配電部門造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時也影響著電力運(yùn)輸?shù)陌踩?，無法為人們提供安全穩(wěn)定的配電運(yùn)輸服務(wù)保障，因此，加強(qiáng)配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理工作具有深遠(yuǎn)的意義。配電網(wǎng)是電網(wǎng)系統(tǒng)重要的節(jié)點(diǎn)，只有保障配電運(yùn)檢的高質(zhì)量管理才能不斷提高供電系統(tǒng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行水平。隨著夏季的到來，我國的用電量處于高峰階段，用電量激增的同時，給配電運(yùn)檢工作帶來了極大的挑戰(zhàn)，配電線路也在面臨巨大的壓力，由配電傳輸問題而導(dǎo)致供電系統(tǒng)故障事件頻繁發(fā)生，從而導(dǎo)致了供電中斷現(xiàn)象，為居民的生活和社會的發(fā)展帶來諸多不便。因此，只有保障配電運(yùn)檢效率，確保運(yùn)維與檢修工作的順利完成，才能提高配電線路的輸送質(zhì)量與效率，進(jìn)而推動整個配電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。同時，配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理過程也在一定程度上節(jié)約了能源的浪費(fèi)，具有一定的環(huán)保意義。

三、配電運(yùn)檢管理原則

（一）科學(xué)性

配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理控制是一項(xiàng)科學(xué)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪^程，管理成果的評價工作也會充分考慮科學(xué)性的要求，因此，在管理的過程中應(yīng)該注重科學(xué)性。管理過程的科學(xué)性體現(xiàn)在管理方式與科學(xué)管理目的兩個方面?？茖W(xué)的管理方式對于配電運(yùn)檢體系來說，對整個配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理的質(zhì)量可以做出合理的整體評價，使管理的結(jié)果更具有真實(shí)性，科學(xué)的管理方式也可以促進(jìn)配電運(yùn)檢的發(fā)展積極主動性?？茖W(xué)的管理目的可以有效地指導(dǎo)配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理體系在實(shí)踐過程的應(yīng)用，使配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理控制體系更加完善。

（二）全面性

分析配電運(yùn)檢管理問題不夠全面是當(dāng)前影響管理結(jié)果的重要原因之一，傳統(tǒng)配電系統(tǒng)對運(yùn)檢工作的控制問題僅僅從調(diào)查、整理、處理等表面的工作進(jìn)行，受到各種限制與各方面環(huán)境的壓力，配電運(yùn)檢管理控制問題依然側(cè)重于表面，以表面情況來判斷配電系統(tǒng)的運(yùn)檢水平。這樣的現(xiàn)象導(dǎo)致了管理過于片面，難以真正地激發(fā)配電運(yùn)檢管理控制的發(fā)展動力。全面性的管理過程不僅從調(diào)查、整理、處理等角度分析配電運(yùn)檢水平，還會從各種管理控制綜合能力入手，全面性的原則應(yīng)用于配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理工作中，促進(jìn)了管理過程全面發(fā)展，更推動了配電運(yùn)檢的進(jìn)步。

（三）靈活性

配電運(yùn)檢的標(biāo)準(zhǔn)化管理是一項(xiàng)復(fù)雜且艱巨的任務(wù)，如果管理工作的方法與模式過于刻板，不夠靈活變通，將會延長管理時間與周期，對整個運(yùn)檢工作產(chǎn)生消極的影響。在管理工作進(jìn)程中，應(yīng)該增加管理方式與管理方法的可操作性，將靈活性的原則融入配電運(yùn)檢標(biāo)準(zhǔn)化管理中，使管理工作更好地開展，增加配電運(yùn)檢發(fā)展的活力。

四、我國智能配電線路發(fā)展情況

（一）智能建模

智能建模技術(shù)采用三維模型“激光點(diǎn)云”和“逆向參數(shù)化建?！钡燃夹g(shù)，將配電線路的設(shè)備信息、環(huán)境信息、作業(yè)信息等進(jìn)行總結(jié)，形成配電線路信息門戶和操作臺。實(shí)現(xiàn)數(shù)目預(yù)測生長，河流預(yù)測流向等模擬預(yù)警，使電網(wǎng)分布更加合理化，避開可預(yù)測的危險。全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院將大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、云平臺等先進(jìn)科技技術(shù)與電力監(jiān)測預(yù)警響應(yīng)相融合，開發(fā)了電網(wǎng)氣象災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)、電力智慧應(yīng)急預(yù)案系統(tǒng)和電力應(yīng)急大數(shù)據(jù)指揮決策平臺，對不合理配電線路進(jìn)行安全預(yù)警，提高配電線路的設(shè)備風(fēng)險管控力度，應(yīng)急操作響應(yīng)速度。

（二）無人機(jī)巡檢技術(shù)

目前我國電網(wǎng)規(guī)模已居世界首位，架空配電線路巡檢是保證我國配電線路安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)手段。我國特高壓線路桿塔一般高達(dá)50m 以上，人工檢測變得很難準(zhǔn)確識別故障。這就需要一個合理的智能巡檢方法，目前我國架空配電線路巡檢的重要手段是依靠無人機(jī)，人工操作巡檢，減小了巡檢危險性，遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)代替巡檢人員到惡劣環(huán)境下進(jìn)行巡檢，但此方法依然依靠人為主觀判斷，隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，我國開始研制能夠自動判斷線路故障的巡檢無人機(jī)，不過數(shù)據(jù)分析、圖像識別仍然需要極大的分析做支撐，研究人員還正在努力將算法輕量化。

（三）智能圖像分析

我國國家電網(wǎng)研發(fā)出一套配電線路巡視圖像智能分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娋€路中的絕緣子爆裂、鳥巢、線夾傾斜等典型故障的識別率高達(dá)94%以上，同時，系統(tǒng)運(yùn)行效率是傳統(tǒng)人工的3～5 倍，技術(shù)性能總體達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平，部分技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，目前該技術(shù)已在全國27 個省試點(diǎn)應(yīng)用。

（四）分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)

分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)只有路由器大小，但能夠接入線路塔周邊的所有感知終端。原本我國故障檢測傳感系統(tǒng)雖然大量應(yīng)用，但系統(tǒng)之間不能互相融合，每個感知終端都需要單獨(dú)的匯聚裝置進(jìn)行匯聚，效率較低。而新興的分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)能夠?qū)⑴潆娋€路進(jìn)行在線全景監(jiān)測，大大降低了維護(hù)難度，簡化操作流程，將所有數(shù)據(jù)匯集到一臺主機(jī)進(jìn)行分析評估，一旦出現(xiàn)“異常”“缺陷”等結(jié)果，系統(tǒng)會第一時間告警。根據(jù)廣東電網(wǎng)發(fā)布的相關(guān)文件，廣東省正在加強(qiáng)智能能源工程的發(fā)展，明確指出分布式智能感知與物聯(lián)接入系統(tǒng)的重要性，未來會加大對智能配電線路的投資，爭取全網(wǎng)提升數(shù)字智能化和自動化水平，旨在建設(shè)全國領(lǐng)先的智能配電線路體系。

（五）衛(wèi)星寬帶通信技術(shù)

衛(wèi)星寬帶通信也稱多媒體衛(wèi)星通信，指的是通過衛(wèi)星進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像的處理和傳送。目前我國衛(wèi)星通信技術(shù)日漸完善，鏈路通信成本與傳輸距離無關(guān)，衛(wèi)星通信不受地理位置、天氣情況的影響，可以在偏遠(yuǎn)地區(qū)以及設(shè)備條件較差的農(nóng)村地區(qū)獨(dú)立運(yùn)行?，F(xiàn)已被廣泛應(yīng)用到智能配電線路中，可以很好地滿足需要高速交互的業(yè)務(wù)。

五、配電線路智能運(yùn)檢措施

（一）檢測原理

配電線路的智能檢測，即利用接地故障的指示原理，實(shí)現(xiàn)對配電線路故障區(qū)段的判定。當(dāng)某條線路發(fā)生單相接地后，該線路故障區(qū)域的相關(guān)位置會發(fā)出報警信號，而其他區(qū)域因?yàn)闆]有發(fā)生接地，則不會報警，因此可以直接判斷出發(fā)生故障區(qū)域位置。當(dāng)線路中兩個位置點(diǎn)發(fā)生相同短路時，兩個位置區(qū)域會同時發(fā)出故障報警信號，若報警信號區(qū)域重復(fù)，則說明這兩個位置點(diǎn)發(fā)生短路，從而可以快速地判斷出故障區(qū)域的位置和故障情況。

（二）巡檢工作流程

巡檢計(jì)劃由配電線運(yùn)檢部門制定，對不同配電線路的檢查項(xiàng)目有所不同。制定好巡檢計(jì)劃后，可以通過移動網(wǎng)絡(luò)或者互聯(lián)網(wǎng)布置巡檢任務(wù)；巡檢人員通過巡檢終端下載任務(wù)后，智能配電系統(tǒng)會按照規(guī)定的檢查項(xiàng)目將巡檢數(shù)據(jù)自動錄入。當(dāng)所有項(xiàng)目檢查完畢后，設(shè)備會自動變更為“已巡檢”；檢查完所有設(shè)備項(xiàng)目后，選件任務(wù)會自動變更為“已完成”，最后由巡檢人員將結(jié)果傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)。如果檢查過程中設(shè)備存在一定的缺陷，就需要進(jìn)行消缺操作。將巡檢數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_管理系統(tǒng)，便于查詢和統(tǒng)計(jì)。

（三）智能運(yùn)檢平臺系統(tǒng)

當(dāng)配電線路出現(xiàn)故障或者異常情況時，故障信息可以通過手機(jī)信息的方式及時地發(fā)送給相關(guān)技術(shù)人員。智能配電終端與架空線路以及智能斷路器配合，可實(shí)現(xiàn)對整個架空線路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測和分析以及“四遙”功能。智能終端可以對故障遙信變位及帶電狀態(tài)變位進(jìn)行有效采集，可以在事故發(fā)生前進(jìn)行平均負(fù)荷記錄，有良好的自我檢測和自我修復(fù)能力。一旦配電線路發(fā)生故障，智能系統(tǒng)就會發(fā)出報警，提高配電線路運(yùn)行安全性和可靠性，避免人員傷亡。

（四）系統(tǒng)功能

（1）短路接地故障統(tǒng)計(jì)功能。傳統(tǒng)配電線路運(yùn)檢主要采取定期檢查的方式，很難及時查出線路故障，而智能運(yùn)檢系統(tǒng)可以對不同區(qū)域短路故障進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，能給檢修工作提供良好的指導(dǎo)作用，以便及時發(fā)現(xiàn)故障并解決故障問題。（2）樹狀結(jié)構(gòu)顯示功能。系統(tǒng)顯示采用樹狀結(jié)構(gòu)，不但可以直觀地看到配電終端的狀態(tài)，還可以及時了解相關(guān)線路的運(yùn)行情況。（3）線路運(yùn)行數(shù)據(jù)風(fēng)險評估功能。智能運(yùn)檢系統(tǒng)可以對線路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析，當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)生異常時，通過綜合各種運(yùn)行狀況，及時進(jìn)行警報，使相關(guān)電力維護(hù)人員知道潛在的風(fēng)險，并對配電線路段進(jìn)行評估，從而提出合適的解決方法。（4）平面立體化顯示功能。根據(jù)變電站的地理情況以及配電線路的分布情況建立地理信息圖，立體地展示配電線路發(fā)生故障的位置，便于對發(fā)生故障的線路進(jìn)行核實(shí)。當(dāng)配電線路發(fā)生故障后，相關(guān)故障區(qū)域就會以報警的形式提示維修人員，維修人員可根據(jù)報警的信號顏色，對故障區(qū)域的大致情況有一個初步的判斷，未到故障現(xiàn)場，就可以制定出解決措施。（5）線路重構(gòu)和自愈功能。在線路分支發(fā)生故障且檢修工作比較困難的情況下，可以利用智能終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對斷路器的有效控制，對故障區(qū)域進(jìn)行切除，并將電荷轉(zhuǎn)移到其他的線路上，從而確保線路的正常穩(wěn)定運(yùn)行。（6）統(tǒng)計(jì)報表自動生成功能。傳統(tǒng)的報表需要相關(guān)人員手動生成，而智能運(yùn)檢系統(tǒng)可以根據(jù)用戶的實(shí)際需求對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動審核，并自動生成報表，有利于對電網(wǎng)運(yùn)行狀況進(jìn)行分析。

六、結(jié)語

智能運(yùn)檢系統(tǒng)可以提升線路的檢測效率以及檢測質(zhì)量。電力企業(yè)應(yīng)重視智能在線檢測，一旦線路發(fā)生故障，可以在第一時間了解故障發(fā)生的位置，采取及時有效的解決措施，不但可以降低檢測人員的工作強(qiáng)度，而且可以提高檢測精度，保證配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。