配电网数字化运维研究

杨永震

摘要：根据目前配电网业务及信息系统应用现状，结合配电网新设备投入、设备巡视、设备检修和故障抢修业务，提出设备台账自动关联、巡视记录实时录入、检修计划自动生成及故障抢修自动定位四个着力点，以期实现配电网数字化运维。

关键词：配电网;数字化;运维

引言

“数字电网”是一种基于信息化技术，对现实电网进行仿真的处理，其主要是为了实现对现实电网的集中化管理，整合电网数据，提高电网反应效率，增强电网整体运行的稳定性、可靠性、安全性。在计算机上，整个电网可以通过图形的方式在屏幕上显示出来，并根据需要提供相应的数据，这就使得电网管理变得更加直观，也可以说是一场对电网管理的信息化革命。利用无人机开展台区勘测，取代传统测量，并在勘测过程中获取地形、地面建筑、树木、农田等信息，自动建立实景三维地理模型，同时利用GIS地形信息系统获取所有模型坐标、高程信息。建立电网设备模型库，利用实景三维地图开展路径选择、杆塔架设等电力设计工作，并按《20kV及以下配电网工程数字化标准》自动生成成果标准文件，达到数字化建设要求。同时，结合设备全生命周期管理、工程建设管理等相关标准，开展校验、模拟等功能辅助开展数字化电网管理，促进配电网工程数字化标准完善等工作。

1配电网的数字化建设

1.1地理信息三维建模

数字化电网建设关键在于开展数字化设计，数字化设计在于对影响电网设计关键要素利用三维可视化技术进行采集展示，包括了地形、建筑、树木、河流等真实位置、高程等信息。由人工主导的传统三维建模由于成本高、耗时长，不利于大规模的电网数字化建模开展。本采用无人机倾斜摄影技术完成工程所在地真实景物三维建模，可在短时间内完成台区地景采集、成像工作。倾斜摄影在实测中地面分辨率宜优于2.5m，比例尺达到1∶2000，满足《20kV及以下配电网工程数字化标准》地面影像要求。并且可直接在三维地景中开展设计工作，满足快速数字化设计要求，缩短工程数字化设计时间，同时可支持设计、施工、竣工所有杆塔位置等信息展示，便于工程变更等管理要求。

1.2DOM数字正射影像图生成

DOM即DigitalOrthophotoMap的简称，汉译为数字正射影像图，其主要是通过对航空航天像片进行数字化的微分纠正、镶嵌，来获得所需数字正射影像集的技术。一方面具有高度的直观影像特征，同时又具有地图几何精度，在电网的信息化管理中具有高度的适用性。不过从技术层面来看，DOM的制作是相对复杂的，目前必须借助相关影像软件才可生成，本由于采用倾斜摄影建立了数字化影像，以满足正射影像图采集要求，可直接对光学正射影像图进行影像扫描数字化，再经几何纠正就能获取数字正射影像的数据。操作人员只需在倾斜模型上框选需要生成数字正射影像图的范围，即自动生成为相关图纸，方便快捷。

1.3DEM数字高程模型生成

DEM数字高程模型是通过有限的地形高程数据实现对地面地形的数字化模拟（即地形表面形态的数字化表达），其是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型。本采用倾斜摄影直接获取了地面高程信息，直接生成了可用于编辑的数字高程模型。

1.4DLG基础地理矢量数据获取

DLG是数字线划地图，其同样也具有较为强大的功能，可以进行叠加、量测、检查，或是进行查询、漫游、放大。而且其数据量并不是非常大，在分层方面容易进行处理，可以较为高效地生成专题地图。DLG的应用主要是可以满足地理信息系统中对空间的分析需求，具有一定的智能化特性。其地图地理内容以及坐标系统和精度、投影、分幅等，和同比例尺地形图可以保持高度一致，所需要的原始资料主要包括地形图、高分辨率卫片以及航片、外业数据采集等，本基于三维地图开展单体化技术，对房屋、树木、道路、河流等要素進行自动解析标准，结合高程信息，自动生成区域内的DLG数字线划地图。

1.5电网专题数据制作

电网专题数据包括了污秽区、气象区、覆冰区、震区、雷害区、规划区、自然保护区、风景区、矿区等数据。提供区域标注功能，采用人工标注形式在三维地形图上开展化区域标注，各区域以颜色区分并且长期保存，便于查询及管理。同时，可在数字线划地图或DOM数字正射影像图中叠加生成，满足使用要求。

1.6电力设备数字化模型制作

配电线路工程数字化模型包括架空线路设备设施模型及属性，按《20kV及以下配电网工程数字化标准》要求，本次台区工程对所用杆塔统一开展B类模型（根据设计图纸或电网设备设施实际尺寸进行制作的电网实体外部主体结构及部件的模型，部分部件可采用能反映电网实物基本色调、饱和度、亮度等特征的通用纹理，模型尺寸与实际误差宜小于0.5m且小于实际尺寸的5%进行建设工作，包括南方电网典型设计V2.0台架变模型、10kV部分杆塔模型、低压杆塔模型，绝缘子、杆塔拉线、接地装置等设备。模型可组合使用，便于后期不同工程开展杆塔架设，设备参数信息可在系统中进行填写。通过对模型选择达到快速模型架设功能。结合三维地理信息开展全仿真数字化三维设计。

1.7设备空间位置获取

采用GIS地理信息系统为底层，结合北斗坐标系统，采用2000大地坐标系统作最终成果坐标数据。同时，结合网络RTK坐标采集模式，最终可在软件中开展多坐标转化，并且所有设备都可自动生成位置坐标、高程信息，按相关表格要求自动导出设备的空间位置信息。应具备相关数据，软件还可扩展支持电力线路快速断面生成、校验等相关辅助功能，方便设计、评审等相关要求。

2配电网的数字化运维

2.1设备台账自动关联

目前国家电网公司设备采购是由各供电单位提需求，通过物资公司汇总，统一招标采购并配送给各供电单位。在这个过程中，物资采购系统中采购的设备的台账信息如果能够根据项目编号与该项目对应的检修计划进行关联，即可实现设备台账信息的自动关联，而地理信息则通过相应项目对应的设计图纸进行自动关联。实现设备台账信息的自动关联就可以减少业务人员负担，同时可以满足电网管理人员及其他协同部门对配电网数据准确性和及时性的要求。

2.2巡视记录实时录入

开发PDA或手机APP终端软件，通过普及PDA巡检、建设4G专网，使业务人员在巡视过程中将巡视结果在线实时录入生产管理系统，避免业务人员现场手工记录、回所重复录入的工作。此外在考核机制上要进一步优化，让信息系统真正成为服务业务人员、减轻业务人员负担的助手，而不是管理人员指标考核的工具。

2.3检修计划自动生成

建立设备全生命周期健康档案并开发相应系统功能，将设备从投入开始的运行状况、巡视记录、检修检录、故障记录以及当前健康分值全部保存下来。设备初始健康分值设置为100分，投运后的巡视记录、检修记录、故障记录以及投运年限、每年运行状况评估等都赋予相应的加减分数，如此可以建立配电设备健康档案库，健康水平较差的设备应优先列入检修计划或项目储备。生产管理系统根据设备健康档案和电网调度信息，可自动生成检修计划，并报送各级审批。

2.4故障抢修自动定位

实现故障抢修自动定位，对配网自动化覆盖较好的区域通过配网自动化遥测遥信信息进行故障定位并迅速隔离故障恢复供电;对配网自动化覆盖较差的区域则根据报修用户档案信息，主动获取同一配电箱、台区、线路其他用户的电能表状态，确定最小停电范围，并在地理信息图上进行显示，并将故障点地图发送给抢修人员，实现故障抢修自动定位。

3结论

本文对目前配电网数字化运维现状进行了分析，明晰了配电网信息系统支撑业务的不足，并提出了设备台账自动关联、巡视记录实时录入、检修计划自动生成及故障抢修自动定位四个措施，为真正实现配电网有信息化向数字化转变提供了新的思路。

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