摘要：随着时代的不断发展和变化，我国的各个行业领域的不断进步。当前，国家电网有限公司提出加快推进泛在电力物联网建设，如何将泛在电力物联网技术融入到输电线路运维管理，提升大电网安全运行水平，成为目前亟待解决的问题。
关键词：输电线路；在线监测装置；可靠性评估；故障识别；异常模式
引言
电力系统作为极为复杂的工业控制系统之一，一旦发生连锁故障，会对社会生产、公众生活等造成严重损失，甚至有可能威胁到国家运转。随着电力信息物理融合的深入，电力系统呈现出结构复杂化、外部致灾因子多发等特征，能源互联网下电力信息融合、可再生能源大规模接入以及实时感知深度控制等特点需要更加坚强的防灾、抗灾理论体系作为支撑，基于此，研究大数据驱动下的电力系统灾变过程及主动防控策略具有重要的理论和实践价值。电力系统的复杂化使得电力系统灾变代价越来越大，越来越多的国内外学者将研究重点放在电力系统灾变及防控等理论基础的研究中。近年来，国内外学者针对电力系统灾变预警防控开展了大量研究工作；国外学者从自然灾害对电力输电系统影响评估、飓风等灾害下电力系统的停电预测、极端天气和自然灾害下电力系统的主动响应与恢复模式、自然灾害下电网脆弱性评估框架、自然灾害发生后配电系统重构模式等多个方面对电力系统灾变及防控理论进行研究分析。国内学者从电力系统灾变预测预警系统架构、电力系统自然灾害防御策略、复合自然灾害下的电力系统稳定性分析以及电力系统自然灾害预警与停电防御等多个角度阐述了电力系统灾变防控机制。基于国内外电力系统灾变及防控理论的研究成果对国内外电力系统灾变相关事件进行总结分析，提出了电力系统灾变的“孕灾-传灾-报灾-防灾”过程理论研究思路，重点分析了电力系统灾变和防御涉及的上述4个过程，为后续电力系统灾变理论的进一步研究提供借鉴和参考。
1整合输电线路的外部感知技术
输电线路电子围栏技术，通过线路杆塔安装的电子围栏主机和脉冲电子围栏，当有异物入侵引起断路或短路时，主机接收不到脉冲信号就会发出报警，并上传至监控中心。电子围栏系统备有报警接口，能与其他安防系统联动，提高系统的安全防范等级。杆塔倾斜在线监测技术，通过杆塔安装的倾斜传感器，将采集到的杆塔横向倾斜、纵向倾斜、复合倾斜等数据发送到监控中心。监控中心对状态参数进行数据存储、显示和统计，并结合杆塔自身设计参数进行分析，完成杆塔倾斜的多参数预警功能。杆塔倾斜在线监测技术可以及时判断杆塔倾斜的发展趋势，是矿井开采及雨水较多地区进行在线监测的一种有效手段。
覆冰雪自动监测技术，采用准确地监测分析方法和实用的数学模型，通过对恶劣环境高压输电线路的覆冰情况进行在线监测，适时检测一个垂直档距单元内等值覆冰厚度的变化，对比线路设计标准，为后台提供预警值。装置还能对现场的覆冰情况进行拍照，将照片、环境参数通过无限网络上传至监控中心，随时掌握线路的覆冰情况。
2整合输电线路的实时监控技术
“蓝天卫士”防山火视频监测技术，利用图像视频手段、火焰探测技术和红外辐射探测技术对目标进行监视、精确定位，可及时发现没有被全部遮挡的明火和暗火。一旦发生火灾，装置将自动报警，并将数据上传到监控中心，同时触发短信告警通知救援人员，避免发生火灾。
输电线路防外破视频监测技术，通过视频识别方式全天候在线监测输电线路走廊危险点，有效的对外破点进行实时监控，对异常情况进行智能分析，及时将突发情况上传至监控中心并自动告警。运维人员在监控中心就能掌握现场情况并采取有效措施，减少现场巡视频次，及时将事故消灭在萌芽状态。
卫星物联网远程监控技术，通过卫星的定位、通信等功能，建立野外输电设施监测终端。现场智能终端接入卫星通信信道，将监测数据上传至监控中心。当发生抢修、救援、灾害时，系统能有效解决恶劣环境的远程监控、数据通信、定位等难题，提高事故修复能力、救援及时性和供电可靠性。
3整合输电线路的本体测量技术
电压变化测量传感技术，通过电压变化测量传感器，将采集的输电线路电压、电流等电能信号实时上传，监控中心就能对线路运行情况进行智能分析，提前预判故障，并通过输电线路纵差、高频、距离、过流等二次保护系统提前采取防控措施。绝缘子积污在线监测技术，通过安装的泄漏电流和光传感器两种测量装置，将测污传感器节点与绝缘子直接串联来测量绝缘子表面泄漏电流值。监控中心可以对表面附盐密度进行计算，获取绝缘子表面积污程度。
避雷器在线监测技术，电流传感器实时监测避雷器泄漏电流和动作次数，实时上传至数据采集器。数据采集器将采集的全电流、阻性电流、累计次数及环境湿度等信息发送至监控中心进行数据存储、统计和分析，发现异常时及时采取预防措施。
4电力系统灾变传递路径分析
基于致灾因子导致电力系统运行中致灾因子的孕育、演化、临界点、涌现过程，从时序风险传递路径和空间风险传递路径2个方面建立风险层次型、直线型、网络型、反馈型等传递路径模型；从路径维、致灾因子维和方法维3个维度建立不同致灾因子下电力系统运行灾变传递三维模型，建立合理的数学解释模型分析电力系统致灾因子从涌现到导致电力系统大面积故障过程中的传递机制及影响，从风险的理论传递和空间传播2个方面对电力系统故障发生过程进行分析。
结语
随着能源互联网、综合能源系统建设的深入，电力系统与外界系统（自然环境系统、社会系统、信息系统、其他能源系统）的交互性将进一步加强，电力系统致灾因子将会变得愈加复杂。因此，未来需要在灾变数据处理技术和电力系统灾变智能预警与防控决策支持平台应用2个方面展开更加深入的研究。1）在灾变数据处理技术方面，一方面，未来可借助高传输速率的5G通信技术实时采集海量、多源、异构的电力系统致灾因子数据，并进一步优化大数据分析算法，实现对复杂电力系统灾变场景的实时精准分析；另一方面，研究具有局部计算能力的雾计算、边缘计算等技术，敏感感知终端数据的变化，构建致灾因子数据的分级处理结构。2）在电力系统灾变智能预警与防控决策支持平台的应用方面，需要搭建平台数据自动采集接口、致灾因子数据库、智能模型算法库，综合构建复杂电力系统可靠性计算、智能风险评估及预警管理、智能辅助决策分析等模块，实现电力系统灾变场景信息的可视化分析、致灾过程的智能化预警和灾变防控的智能化决策。
参考文献
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