黃小浪

（國網(wǎng)湖北送變電工程有限公司，湖北 武漢 430063)

近年來1000 kV 特高壓輸電線路建設(shè)，總體呈現(xiàn)出高電壓和大容量負(fù)荷傳輸?shù)奶卣鳎瑸楸ＷC穩(wěn)定運行，針對輸電線路展開在線監(jiān)測是當(dāng)前行業(yè)發(fā)展背景下的新要點，利用現(xiàn)代化技術(shù)創(chuàng)建在線監(jiān)測管理平臺，實時監(jiān)測線路狀態(tài)，排查潛在的事故和隱患，確保特高壓輸電線路穩(wěn)定運行。

1 在線監(jiān)測技術(shù)

1000 kV 特高壓輸電線路在線監(jiān)測管理平臺其關(guān)鍵是在線監(jiān)測技術(shù)。在電力系統(tǒng)處于運行工況下，采集運行參數(shù)并做出分析，判斷電力系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的狀態(tài)。在線監(jiān)測技術(shù)具有預(yù)知特高壓輸電線路故障的功能，尤其可以預(yù)測故障發(fā)生的部位與具體類型，為設(shè)備檢修提供指導(dǎo)[1]。

監(jiān)測管理平臺具有如下幾點特征：重點關(guān)注特高壓輸電線路在高空作業(yè)環(huán)節(jié)的安裝效率和操作安全；輸電線路數(shù)據(jù)傳輸、存儲具有規(guī)范性，在線監(jiān)測管理平臺的運行管理具有統(tǒng)一性；裝置不能影響輸電線路安全性與機(jī)械性，且與電暈、無線干擾等的根本要求一致，加強(qiáng)線路性能可靠性；在線監(jiān)測管理平臺體現(xiàn)適應(yīng)性、抗磁性，無須外部電源為平臺運行提供動力，可減少運作成本。

2 在線監(jiān)測管理平臺結(jié)構(gòu)與功能

2.1 平臺結(jié)構(gòu)

特高壓輸電線路在線監(jiān)測管理平臺系統(tǒng)的設(shè)計，是以瀏覽器/服務(wù)器3 層體系架構(gòu)為基礎(chǔ)，由表現(xiàn)層、中間層、數(shù)據(jù)層組成。

表現(xiàn)層。該層主要支持一級操作邏輯，如業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)、數(shù)據(jù)輸入與輸出[2]。應(yīng)用“模型-視圖-控制器模式”中Struts2架構(gòu)，采用組件式開發(fā)控制管理平臺頁面。

中間層。也稱作業(yè)務(wù)邏輯層，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)邏輯與模塊數(shù)據(jù)關(guān)系、表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)層通信的處理。

數(shù)據(jù)層。按照管理平臺業(yè)務(wù)、框架，進(jìn)行數(shù)據(jù)建模，并編制數(shù)據(jù)表，中間層業(yè)務(wù)組件可按需調(diào)用數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)表。

頁面技術(shù)方面前端界面主要應(yīng)用Ajax，中間件采用Jboss 5.0。

2.2 平臺功能

在線監(jiān)測管理平臺的功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析3個子系統(tǒng)。

數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)包括3個模塊，即線路信息管理、監(jiān)測設(shè)備管理、前置數(shù)據(jù)接收管理，分別負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測、接收等。

數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)是管理平臺的關(guān)鍵，利用系統(tǒng)分析顯示實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、曲線圖和組態(tài)控件等，操作者可以分別通過在線監(jiān)測種類、線路名稱的形式完成檢索。

數(shù)據(jù)分析子系統(tǒng)具有預(yù)估線路狀態(tài)、線路狀態(tài)預(yù)警、統(tǒng)計報表等諸多功能。

3 1000 kV特高壓輸電線路在線監(jiān)測管理平臺的運行要點

3.1 接收前置數(shù)據(jù)

1000 kV 特高壓輸電線路通過在線監(jiān)測，在管理平臺中形成前置數(shù)據(jù)，通過前置數(shù)據(jù)接收管理模塊進(jìn)行處理。對應(yīng)服務(wù)程序調(diào)取各個數(shù)據(jù)源接口程序采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)固定格式將其儲存于數(shù)據(jù)庫中各類監(jiān)測數(shù)據(jù)表中。一方面實現(xiàn)了數(shù)據(jù)接口統(tǒng)一，另一方面還具有集成各生產(chǎn)廠商生產(chǎn)監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)的作用。數(shù)據(jù)處理流程包括有數(shù)據(jù)接收、數(shù)據(jù)接口程序、數(shù)據(jù)分析與計算、數(shù)據(jù)儲存[3]。

桿塔上方須放置數(shù)據(jù)采集單元，由其負(fù)責(zé)采集數(shù)據(jù)，隨后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式，在當(dāng)?shù)乇O(jiān)測中心集中儲存、處理。傳輸數(shù)據(jù)包可以按照指定通信協(xié)議方法，轉(zhuǎn)換成為應(yīng)用層對應(yīng)數(shù)據(jù)格式。解析處理后可獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)，對其進(jìn)行數(shù)學(xué)計算與建模分析，并在線監(jiān)測管理平臺顯示有實際應(yīng)用價值的數(shù)據(jù)。計算所得可按照數(shù)據(jù)庫需求，在數(shù)據(jù)中心的主數(shù)據(jù)庫中儲存，為在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、特高壓輸電線路運行狀態(tài)監(jiān)測、故障預(yù)警等提供依據(jù)。

3.2 運行狀態(tài)預(yù)測

在線監(jiān)測管理平臺同時集成了諸多狀態(tài)預(yù)測模型，如疲勞壽命預(yù)測模型、桿塔傾斜預(yù)測模型等。

疲勞壽命預(yù)測模型。導(dǎo)線運行期間，在靜張力基礎(chǔ)上疊加振動，導(dǎo)線同時承受諸多應(yīng)力級分量所形成的復(fù)雜荷載系統(tǒng)。當(dāng)導(dǎo)線運行之后，同一時間段所有分量的振動循環(huán)次數(shù)均不相同。預(yù)估荷載系列導(dǎo)線疲勞使用壽命，一般采用累積損傷理論。

輸電線路導(dǎo)線振動壽命預(yù)測。應(yīng)對線路重要位置振動的大小進(jìn)行測量，利用微風(fēng)振動單元，對懸垂線夾周圍的彎曲振幅進(jìn)行測量，并計算得出線夾出口位置的動彎應(yīng)變數(shù)值。按照極限振動次數(shù)，采用微風(fēng)振動波動，計算累積疲勞損傷[4]，根據(jù)累積疲勞損傷便可了解到疲勞壽命。繪制疲勞壽命預(yù)測柱狀圖，為線路運行狀態(tài)分析與檢修提供參考。

桿塔傾斜預(yù)測模型。建構(gòu)桿塔傾斜預(yù)測模型，須關(guān)注緩變監(jiān)測量，如桿塔順線傾斜度和橫向傾斜度等。若在建模時忽略了上述偶然因素，那么變化必須滿足規(guī)律，保證時間延續(xù)性。例如，技術(shù)人員對未來1 周桿塔傾斜趨勢進(jìn)行預(yù)測，建議采集前10周數(shù)據(jù)。所以，針對監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律曲線方程需要進(jìn)行擬合處理，根據(jù)此方程計算預(yù)測點函數(shù)值，將其作為預(yù)測值，了解桿塔傾斜趨勢。

4 結(jié)束語

1000 kV 特高壓輸電線路在線監(jiān)測管理平臺利用信息技術(shù)，對輸電線路運行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，預(yù)測潛在故障與安全隱患，保證特高壓輸電線路的穩(wěn)定運行。同時，基于當(dāng)前創(chuàng)建的在線監(jiān)測管理平臺，建議結(jié)合目前我國電力行業(yè)與電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢做出創(chuàng)新，滿足行業(yè)多元化的在線監(jiān)測管理需求，為特高壓輸電線路穩(wěn)定運行提供保障。