摘要：现如今，我国人民的生活质量在不断的提高，对于用电的需求在不断的加大，特高压输电线路需要应对多种自然环境，线路运行负荷高、运行条件恶劣，带来一定的安全风险。利用通道可视化技术能够对输电线路运行状态进行全天候的监管，确保线路运行安全。文章对输电线路通道可视化系统技术特点进行分析，介绍通道可视化系统结构及功能，并研究其技术实现过程。总结输电线路通道可视化系统技术构成，为系统性能优化升级提供参考。
关键词：输电线路；通道可视化；运行安全
引言
特高压输电线路作为国内外全新的电压等级，线路途经山地、河网、重污秽、重覆冰、不良地质区等环境特点，线路运行环境和外部影响因素复杂多变。各地市输电运检室对于特高压线路的运维手段还处于探索阶段，目前很少有直接的经验可供参照。境内的线路地势平坦，输电线路不仅塔位布置密集，高塔数量甚多，而且跨区线路运维任务繁重，各室运维人力资源有限，运维人员工作强度相对较大，并且境内输电线路还有着独特的地域特点，例如诸多铁塔处于人员难以步行到达的河湖中央，特高压交、直流近距离平行布置路径长，交叉跨越复杂，外力破坏严重等。对于管理传统意义的输电线路本体和通道上，所有工作任务的完成都要依靠人工巡查与记录等较低劳动效率的方法，信息化技术与管理特别是高端前沿信息化技术的实用化应用极少，国内先进的仪器装备非常紧缺。为保证特高压线路在以上环境下安全稳定的运行，单单采用常规的定期巡视和检测方法已经难以及时发现输电线路本体的安全隐患和缺陷，必须借助于先进的科技手段，研究出一种有效的解决方法。随着输电线路监测控制中心的投产组建与应用，运用高端技术与采购先进设备，整合、优化、完善现有的各个系统，实现输电线路管理的高度信息化、可视化、自动化与互动化，最终达到坚强智能电网的要求
1输电线路通道可视化系统技术特点
1)VR技术VR技术的融入在获取输电线路通道可视化系统监控高清现场画面的同时，能够虚拟出与通道相关的情境，呈现出逼真的通道周边环境、通道布局等，为输电线路运维管理提供更丰富的信息依据。2)图文一体化技术图文一体化技术使得可视化系统的业务审批过程与现场图形信息相结合，采用图形化的方法，为输电线路通道管理重点任务的审批提供支持。3)Openlayer与Three.js技术Openlayer技术被应用在系统设计过程中，该技术能够访问以标准格式发布的地图数据，辅助GIS技术的应用。Three.js技术是一种3D引擎，可进行运维管理立体模型的搭建。
2输电线路通道可视化系统技术实现
2.1解决输电线路“三跨”在线监测
“三跨”是指跨越高速铁路、高速公路和重要输电通道的架空输电线路区段，在所有的输电线路通道中，三跨地区隐患事故发生尤其频繁，且事故发生后造成的后果更为严重，损失更为巨大。按照国家电网公司统一部署，对不满足“三跨”要求的输电线路区段要逐步在近5年内完成杆塔改造。因此对不能立即纳入整改计划的区段，加强设备巡视显得尤为重要，作为巡视重点区域，传统管理模式下的人工巡视显得力不从心。在采取新型输电线路可视化运维管理模式后，专业人员提前对承德市输电线路“三跨”问题进行集中隐患排查，针对所有不满足三跨运维要求的杆塔上加装通道可视化在线监测装置，通过设定图像采集频率，实现对“三跨”区段的在线监测。下表是对“三跨”区段应用新型管理模式后与传统管理方式关键数据的对比。
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2.2三级存储机制
由于高清视频信息量大，占用带宽大，为保证有用视频信息不丢失，又对现有的电力专网资源占用小，系统采用三级分布式存储方案，包括杆塔当地、接入变电站、主站三级。第一级存储为在高清视频监测装置内配置存储卡，以实现该监测装置视频的实时录像，用户可根据设备运行状况配置灵活的录像方案，包括定时录像、移动侦测事件触发录像等。在定时存储方式中，用户可根据需求进行配置，如装置工作即录像或者设定某个时间段（如每小时的前10min）对不同的预置点进行扫描并录像。移动侦测触发录像则是侦测到物体移动即开启录像。第二级存储为变电站内配置的视频存储服务器，其同前端摄像头的视频存储组成断点续存方案，即ANR方案。该方案结合了本地存储和网络存储方案，通常前端高清视频监测装置本身没有监控存储功能，必须由后端的视频存储服务器来实现对监控视频的存储，这对于网络的稳定性要求很高，网络连接失败、丢包严重、抖动等各种因素都可能造成监控数据的丢失。因此，在高清视频监测装置内设计存储缓冲区，可以保证网络短暂中断情况下监控数据的连续存储。一旦出现网络中断情况，前端的高清视频监测装置存储可以不受网络的影响，继续进行录像并作为备份数据，后端视频存储服务器可以在网络恢复后将失效期间存储在前端缓存区的监控数据以“补充”的方式传输到后端。第三级存储为在省公司视频监控中心主站配置磁盘阵列，实现基于应用的存储，即用户手动、自动巡检和事件联动视频信息都存储在磁盘阵列中，存储文件以事件进行检索。
2.3网络硬件选择
输电线路通道可视化系统的通信网络分为全无线、光纤无线结合和全光纤三种类型。其中，全无线又分为公用3/4G网络和自建网络。使用公用网络的优点是造价低、效率高，若输电线路通道区域存在公网信号且监测点分布较散，可选用这种方案。特高压输电线路敷设地大多偏远，因此该方案可实践性并不强。自建网络通过多点技术、LET技术，依照原本的地形、塔杆分布特点等将通道分段，集中建设基站，将每段通道的监测信息传输至最近的变电站。光纤无线结合沿输电线路敷设光缆，并在光缆接头处所在的塔杆设置通信装置，包括光通信设备和无线通信设备两种。其他塔杆上仅安装无线通信设备。这种方式能够整合光纤和无线的优势，覆盖范围更广，且不受到塔杆排布的限制。全光纤在输电线路沿线敷设架空光缆，每个监测点都安装光缆接头盒及光通信设备，即实现监测点的全光纤覆盖。该方案的设置需要为光缆设置单独的塔杆系统。以上三种方案的选择需要结合输电线路通道具体情况进行，可将几种方案混合使用。
2.4电源管理
①台账管理：实现对太阳能电池板、风机、电池基本信息的维护，并通过树形结构进行展示。②实时监视：对电池的重要参数进行监测，对包括电池状态、电池电压、电池电流、负载电流、温度、电量、充放电次数等信息进行展示。③信息管理：利用友好的图形界面，可对太阳能电池板、风机、电池进行历史信息查询，了解各设备的工作状态。
结语
本文对输电线路通道可视化系统关键技术进行了分析，通过分布于输电线路沿线的高清监控装置，对线路运行状态进行实时监测。该系统的应用对于提升输电线路运行安全性及稳定性非常关键，随着相关技术的发展，将有更多先进技术被融合到可视化系统当中，提升输电线路运维管理的智能化、可视化水平。
参考文献:
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[3]吕志来，刘浩，李海，等.输电线路通道可视化系统关键技术研究及实践[J].电力信息与通信技术，2016，14（09）：52-57.
论文作者:蔡学文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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