基于大数据的特高压输电线路运维指挥平台

基于大数据的特高压输电线路运维指挥平台

吕杰虎

国网山西省电力公司输电检修分公司山西省太原市 030001

摘要：随着电力企业发展，基于输电线路采取在线监测与风险防控等措施，使得输电线路运行得到有效的保障，缓解了线路维护的压力，并提升了国内线路管控的工作水平，为管理模式创新提供思路与灵感。特高压输电线路的杆塔长期暴露在室外环境下，并且覆盖面积较广，难以对其安装固定的监测设备，导致监测设备无法发挥有效性，输电线路也无法得到有效的监测保障。为确保电力生产服务质量满足社会的实际需求，相关电力企业还需基于经济发展，需要借助更高端的技术，对线路实行有效的在线监测，保障输电线路的质量。

关键词：大数据；特高压；输电线路；运维

1 特高压输电线路在线监测技术的基本要求与应用范围

(1）基本要求。在社会不断发展、技术不断进步的背景下，特高压输电线路在线检测技术对特高压线路的监测显得更有必要，对线路运行的安全性具有深远意义。为了根据特高压线路规范化监测系统为线路在线监测提供有利的依据，在线监测装置需要满足的要求如下。其一，面对社会高速发展，提升线路的在线监测水平。对在线监测装置的要求之一是不能影响线路运行的稳定性，因此安装的监测装置需要满足电流等外界信号干扰的影响。其二，在线监测装置不能对线路机械性能造成影响。输电线路的安装是重点，需要综合多项因素进行考虑，且考虑到人员高空作业的安全性，对线路的设计与安装要尽可能简洁。其三，需要保证装置在线路运行过程中长期保持稳定性，可以有效抵抗外界的自然恶劣气候等。其四，输电线路的监测装置会对监测的数据进行实时传输，对此，需要保证其数据传输与数据存储符合标准，便于后期管理人员对数据库中的数据实行统一管理。

(2）应用范围。特高压线路要想实现稳定运行，需要借助在线监测技术对其进行监测，查找隐患。但在实际使用时需要注意应用范围：对覆冰监测、视频监测等需要应用于高速公路路段、山区等容易出现覆冰的地区；对导线风敏感地区需要使用气象监测技术，根据气象条件等对线路运行情况进行有效分析；对线路跨区较大的区域，可以采用视频监测技术；对污秽情况严重的区域，需为该地区的特高压输电线路增设绝缘子在线监测设备，并针对特定路段建立有效的数据库，对线路影响因素作出科学的判断。

2 特高压输电线路在线监测技术的应用策略

2.1 杆塔倾斜监测

对地理环境特殊的区域，输电线路受到的影响更为严重，非常容易发生杆塔倒塌现象，对输电作业带来严重的影响。需要通过利用杆塔检测设备，保障输电线设备运行的有效性，为系统提供可靠的信息。杆塔在线监测技术需要设备具备传感器，对杆塔的横纵方向与斜角等数据进行测量，方便掌握杆塔倾斜的实际规律，找出导致杆塔倾斜的实际原因，制定针对性的解决措施，避免设施倾斜过度，对电力系统运行造成影响。与此同时，将GSM与监测技术相结合，对杆塔进行在线监测，保障监测的有效性，减少杆塔故障。

2.2 气象和导线风偏在线监测

气象和导线风偏在线监测技术不但能对线路周遭的环境因素等进行监测，还可以对绝缘子、导线等信息进行探测，根据获得的信息数据，制定有效的故障预防措施。此外，还可以根据实际定位，对存在的故障点位置作出准确判断；根据监测技术与绝缘子、导线的夹角信息，不断优化线路运行风险预估算法；分析杆塔附近的风速、风压不可控因素数据，为超高压输电设施改进提供有效参考。

2.3 覆冰在线监测

覆冰监测通过实时监控功能，获得线路覆冰实际数据。对未来可能发生的事故进行预测，并作出有效预警。减少设施故障等电力事故发生的概率，当前对该技术的应用已进入成熟阶段，主要表现为两种类型。

(1）检测导线几何参数。几何参数是对设施导线的斜角等数据进行测量和收集，使用此方法并不会改变线路的实际参数，对线路的运行不产生任何影响，但无法掌握线路上的覆冰情况。

(2）检测线路张力。张力检测是通过在绝缘子上方安装传感器，通过传感器的功能收集线路上方的覆冰情况与线路涉及的各项参数，并对数据进行分析，预估线路的实际状态。使用此方法对传感器的性能要求较高，需要在使用前对压力传感器的各项性能进行严格的测试，才能投入检测工作。

2.4 绝缘子污秽监测

绝缘子污秽监测技术通过对绝缘子表面进行测量，获得有效数据。通过将测量数据代入公式，判断绝缘子实际情况。此外，漏电检测是判断绝缘子污秽度监测数据的重要指标。电流泄露后会在绝缘子表面分布，可以通过安装传感设备对电流进行检测，发现实际漏电情况。通过转化电力信号，形成有效的参数数据，经过计算机分析就能获得绝缘子表面污秽的实际情况。

2.5 导线舞动监测

输电导线出现晃动，是受到自然因素的影响。输电导线晃动会对杆塔稳定性造成影响，造成电缆之间连接的部件出现损坏、脱落等情况，严重时会导致设施倒塌，带来不良的后果。通过导线舞动监测设备可以对线路实际情况进行远程在线监测，该监测设备由多部分组合而成，其中杆塔式分体装置负责对输电线路的绝缘子、应力、周围自然环境的各种参数进行监测；之后将监测到的实际参数通过通信系统传输到监控中心，由监控中心通过计算机对参数结构等进行分析，对输电线的晃动路径进行准确的核算。对实际输电线路晃动数值等进行判断，并根据现场的环境数据，判断环境因素对输电线路的影响等级，为消除输电线路导线影响，提供确切的参考数据。输电线路迎风晃动，对整体结构会造成影响，重点是通过张力改变。也就是说，在实际监测过程中，需要计算输电线路自身张力，对张力的计算要根据电路晃动幅度、频率等参数进行综合计算，为保障线路运行提供可靠数据。

3 特高压输电线路在线监测技术应用效果的优化策略

3.1 提高故障诊断能力

在应用在线监测技术时，需要保障设备质量与线路实际情况，定期对线路、设备进行保养。解决日常监管中的问题，防止设备与线路出现问题，影响在线监测技术的监测结果。另外，监测人员需要具备故障预见能力，及时解决输电线路存在的问题，避免问题扩大，给企业造成损失。工作人员需将数据保存，为后期工作提供有效参考。

3.2 加强工作人员的技能培训

在线监测技术并不是单项监测，涉及的专业领域较多，对人员的操作水平等有较高的要求。对此，电力企业需要对技术人员开展专项培训，以提升其监测水平。通过定期组织人员学习，并为其提供实践机会，确保工作人员能将理论知识有效运用在实践中，做到理论实践相结合。同时，企业要基于在线监测技术建立完善的考核制度，对参与培训的人员进行考核。完成考核的人员才有资格参与实践，保障监测人员能力的可靠性，严禁考核未通过人员参与监测工作。此外，还可以建立针对性的奖惩制度，奖励表现优秀的人员，鼓励人员更积极地学习，调动学习热情，为电力事业输电线路在线监测工作提供有效支持。

3.3 改进与优化监测系统及设备

为提高在线监测系统工作的有效性，应在现有的基础上对其进行优化。首先，需要选择有实力的厂家，规范管理通信技术等。通过厂家的软件构建管理平台，实现统一平台多项软件管理，借助平台对各环节进行监测。其次，优化供电系统，借助可再生能源改善原有的供电方式。通过太阳能、风能等进行发电，解决恶劣天气造成的供电吃力问题。再次，对在线监测的摄像头进行优化升级，提升镜头本身的性能，避免杂物、雨水、冰层等对其造成影响。对终端外表进行设计，尽可能缩小体积，便于安装和拆卸。最后，探索新的信息传输媒介，在条件允许的基础上建立基站。采用现有的光纤作为传输通道，提高数据传输的速率，提高设备性能。

4 结束语

超高压输电线是电力系统运行的重要一环，运行期间会受多种因素影响出现安全事故。为保障特高压电网的有效运行，需要结合监测技术，做好线路运行期间的监测准备，实现对线路故障隐患的有效防控，预防电力事故，通过多项监测技术，保障特高压线路在电力系统运行的稳定性。