单位文秘网 2022-02-22 08:17:27 点击: 次
企业和用户的利益,对电力系统、乃至整个社会的安全性和经济性都有着巨大的影响。从成本而言,为了保证电力系统的稳定运行,电网输电检修费用占整个电网运行费用的40%,所以高效的完成输电检修工作是电网企业提高效率降低预算的关键环节。另外,高效的输电检修工作可以避免停电等严重事故发生,节省更多的事故损失。
随着智能电网的改造工作逐步展开,智能电网的建设对输电检修工作提出了更多的要求。电网的智能化将引入大量的新型元件和设备,包括分布式电源、大型可再生能源电源、智能电表,以及为了控制潮流而引入的先进电力电子技术,如FACTS设备等。这些新型元件及设备的接入,改变了电网的结构,提高了电网的运行风险,对电网的稳定性及可靠性带来了新的挑战,也对电力系统现存的输电检修工作提出了新要求。另外,电网的智能化也影响了电网中各个方面的工作模式,这时电网的信息化、自动化、数字化和互动化、个性化等需求会成倍增加,这无疑增加了电网运行的复杂性、不确定性与脆弱性,这样会产生多样的突发事件,将使得检修工作更加复杂。因此,在智能电网的条件下,研究新的输电检修方法能够给现今的输电检修工作应对未来智能电网的大规模建设提供参考和借鉴。
目前,很多研究学者研究通过收敛情况较好的算法改善输电检修的计划编制情况来提高输电检修工作的效率,对输电检修的检修监督、检修跟踪和实时指导方面研究较少。当前供电企业为了保证输电检修工作的效率,多采用人工监督和纸质记录检修工作的方式,这种方式存在人为因素多、检修作业成本高、检修过程无法追踪、不能实时解决问题等缺陷。本文着眼于存储案例分析,通过GPS结合GIS实时跟踪检修人员,并利用GSM无线通信及时帮助检修人员处理检修问题,提出一种输电检修作业实时记录系统来提高输电检修作业的效率。该方法是由具有通信、记录、跟踪、储存功能的新型电子检修装置和后台服务器两部分构成。通过新型电子检修装置和电网系统服务器组成智能输电检修系统,不但可以取代人工监督的工作方式,而且可以利用无线通信实时指导检修人员完成任务,全面实时记录输电检修作业过程,提高输电检修作业可靠性,进而提高输电安全运行水平。
2 系统组成
本文提出的智能输电检修系统由两部分组成:电子检修装置和服务器。该系统中电子检修装置是系统的核心部分,根据硬件的模块的划分,电子检修装置具有通信、数据的存储、案例调用、现场取证、跟踪等功能。服务器则主要为电子检修装置服务,具备数据的接受、处理、发送和存储为主。
2.1 电子检修装置
电子检修装置主要由常规模块和特色模块两部分组成。详细配置如图2.1所示。
2.1.1 常规模块
(1) CPU、DDR、硬盘、Flash:主要完成数据的存储和处理工作。在这特别注意硬盘中会提前存储多种检修案例,便于检修人员参考。
(2)便携式电源:为电子检修装置提供能源。
(3)触摸屏:显示数据和案例信息。
2.1.2 特色模块
(1) 无线耳麦:输电检修的环境非常复杂,经常会处在多干扰的线路环境中,如果使用用有线设备实现语音通信,不但实现很困难且容易对检修动作产生影响,所以该方法配置带抗干扰的无线耳麦进行语音通信。
(2)可延长外置摄像头、光补偿设备:为了更形象的进行现场检修作业的沟通和现场情况的实时记录,所以配置由光补偿设备和可延长外置摄像头组成的拍摄模块,便于在多样的检修环境中记录。
(3) 4G/3G/WIFI:4G/3G和WIFI是通过卫星通信和热点区域通信两种方式保证检修数据在实时交换时的效率和完整性。利用移动通信的基站网络,实现数据在复杂环境中长距离通信的目的。
(4)GPS:全球卫星定位系统。通过电子装置、卫星、服务器实现实时三维导航与定位能力功能。在输电检修工作中,每个一分钟向服务器发送当前位置,服务器根据当前位置和移动情况在GIS上自动模拟行动路线,有效监督作业人员检修进度。
(5) RJ455/USB:这是本系统提供的两种有线传输方式,便于电子检修装置在多种环境下可以通过有线的方式进行数据传递。
(6)加密模块:检修和指导记录是智能电网中的私密材料,为保证无线通信和详细数据的安全性和保密性,本系统特别增加了个性算法加密的加密模块,对信道和检修信息加密处理。
3 工作流程和功能
3.1 工作流程
系统工作过程主要由电子检修装置收集数据和服务器进行数据交换两个过程构成。具体的工作是通过无线通信方式完成。如图2.2,图中圆形带1字的部分是电子检修装置,方形带2字部分为服务器。
图2.2:工作通信图
该电子检修装置是一种便携式微型电子检修装置,其通过无线通信网络或局域网与服务器连接,将检修记录、位置、语音、资料实时上传至服务器。服务器则根据上传的实时记录通过通信网络连接便携式微型电子检修装置,实现远程对检修作业人员的实时跟踪记录和指导。
3.2 系统功能
(1)检修作业记录本地存储功能。便携式微型电子检修装置自带32G存储卡,可存储多种检修案例和记录大量检修作业在设备端存储。
(2)检修作业语音通话功能。通过便携式微型电子检修装置的无线耳麦设备可和服务器实现语音对讲功能,达到实时指导检修作业的目的。
(3)检修作业记录实时上传。便携式微型电子检修装置将检修现场情况上传至服务器。
(4)导航/定位功能。便携式微型电子检修装置实时更新地图库,为检修交通线路提供导航,并实时上报当前位置的经纬度,系统在GIS电子地图上仿真模拟现实检修人员位置。导航功能是为检修人员给出目标方向,目标方向的导航是先选定一个到达目标,系统通过接受电子检修装置的GPS模块上传的经纬度数据,收录当前检修人员所处的实际地理位置,然后将检修人员当前位置与目标杆塔位置进行距离计算,最后以一个方向箭头指引方向并给出距离目标杆塔的的距离提示,从而保证检修人员可以随意在目标杆塔周边走动,而不会错失目标杆塔。定位功能不仅仅是跟踪检修人员的检修路线,还可以自动定位目标,当检修人员到达杆塔某一指定范围内时,便携式微型电子检修装置能够自动提示,并显示检修人员到达了该杆塔。该功能极大地提高了检修人员使用该设备的认同感,提高了检修效率。
4 实验测试
本文在某地区输电线路进行输电检修实时记录系统的实验测试。实验中以某地区内部的常规检修计划为主,在某地区备用服务器上配置系统控制模块,实现对检修人员的跟踪、记录和指导。经过一段时间的运行测试得到相关数据和该输电线路已有的记录进行比较,结果如表所示:
从表中可以看出:
(1)检修事件种类的增多。检修人员由于专业能力的分工仅能处理2-3种事件,其他时间实际也可能处理。通过系统的远程指导和案例的使用可以多处理2-4种事件,效率提高33.33%。
(2)检修事件数量的增加。使用系统前检修人员两周时间共处理事件145件,但是还有其他事件由于当时各种限制,只能压后处理。使用系统后可以多处理48件,效率提高33.10%.
(3)检修时间总计的减少。使用系统前检修人员两周时间处理时间共耗费4821分钟,使用系统后则少耗费587分钟,效率提高12.17%。
(4)检修人员数量减少。使用系统前需要检修人员12人,使用系统后仅需9人。
(5) 检修路线变更次数减少。使用系统前共需谈话、警告维护人员变更维护路线43次,使用系统后根据跟踪数据,仅发现路线变更11次。
(6)检修成本降低。使用系统前,由各种原因造成的损耗共计43250元,使用系统后损耗降低至35230元,损耗降低18.54%。
5 总结
随着智能电网的建设稳步进行,电网的系统节后和运行方式日益复杂,供电设备和线路传输设备也成几何级数激增,设备的先进性和电网的复杂性给输电检修人员来了巨大的挑战。同时,智能电网的智能化检测技术也在迅速发展,对实时有效的帮助检测人员快速完成检测任务有很大帮助。
本文提出一种基于智能电网的输电检修新方法来提高输电检修作业的效率。该方法是采用一种新型电子检修装置,通过无线通信的方式和智能电网中的服务器组成一个智能输电检修系统,通过该系统可以实时记录并指导检修人员快速有效完成任务。本文通过在某条输线路进行实验测试,可以看出系统的设计和功能在输电检修工作中的应用是可行的。本文的研究可以为我国的智能电网建设中输电检修能力的提高提供借鉴。
参考文献
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作者简介
姜德华(1974-),男,云南省临沧市人。大学本科学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局部门主任,主要从事架空输电线路运维管理。
杜应松(1987-),男,云南省玉溪市人。大学专科学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局部门综合室主任,主要从事架空输电线路运维管理。
张冠一(1988-),女,吉林省松原市人。大学本科学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局科技管理专责,主要从事设备管理、科技管理。
张俊(1983-),男,满族,云南省曲靖市人。大学本科学历。现为云南电网有限责任公司普洱供电局科技管理及技术监督专责,主要从事架空输电线路运维管理。
作者单位
云南电网有限责任公司普洱供电局 云南省普洱市 665000
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