(国网辽宁省电力有限公司盘锦供电公司 辽宁盘锦 124000)
摘要:输电线路能够正常运转是电网安全工作的基础条件,同时也影响到电能的使用质量。目前,供电公司的输电线路维护仍主要采用传统人工管理的方式,巡检人员现场纸质记录巡视和维护记录,并需要再次将纸质记录录入到系统中。此外,由于凉山大部分线路地处环境恶劣的位置,巡检人员无法进入或不便于人工巡检,导致这些区域的线路运行状况无法被管理人员及时掌握。如何对输电线路进行有效、高水平的科学管理,保证线路的生产质量,360度无死角排查线路隐患,成为了供电公司亟需解决的难题。本文针对供电公司在线路管理存在的困难,通过软件工程、网络通信、传感器、数据库等多种综合技术手段,提出基于公司实际需求建立输电线路信息管理系统的方案。
关键词:供电公司;输电线路;信息管理系统;设计;实现
1供电公司输电线路信息管理系统的设计
1.1系统硬件设计
1.1.1物理拓扑结构
在硬件设备厂家的协助下,对系统的物理拓扑结构进行了设计和简要分析。整套系统主要由监测终端和后台管理系统构成。监测终端由硬件厂家提供和安装,由传感器、处理器、摄像头、通信模块和电源等组成。传感器用于采集线路前端数据信息。处理器接收、采集、存储传感器数据。电源一般采用太阳能电池和蓄电池组合供电。后台管理系统即本文研究的供电公司输电线路信息管理系统。
1.1.2监测终端
监测终端的核心组件是各种不同传感器,例如倾角、拉力、风速传感器、温湿度等传感器。传感器将采集的数据通过RS485通信方式传给监测终端中的主处理器单元,处理器内置嵌入式系统,可对采集的数据进行加工和存储,最后由通信模块经移动专网(GPRS、3G、4G)或无线+光纤(针对无信号覆盖区域设计)的传输方式将数据传输回公司的内网中。监测终端采集的主要数据如下:(1)气象数据。输电线路存在于复杂的气象环境中,气象数据是以环境数据为主体,反映了输电线路周围环境情况,同时对输电线路其他指标造成干扰。在现实场景中,气象变幻莫测,气象数据复杂多变,依赖人力监测的方式难以为继,必须综合利用物联网技术、计算机科学技术对输电线路气象数据进行实时监测。在操作上,需要在预定监测点上布设风向传感器、温湿度传感器等,然后利用无线网络把气象数据(风向、湿度、温度等)发送给基站服务器,基站把预处理后的监测结果继续上传给监控中心。相较于传统气象采集方法,基于传感器的气象监测手段更加高效、稳定,而且监测结果更加准确、可靠。(2)杆塔倾角。一旦出现杆塔倒塌、倾斜等问题,会造成严重的电力经济损失,而且应急处理的难度较大、成本较高。对此,电力行业十分重视杆塔的超荷载、倾斜事故,调用了多种科技手段对杆塔的荷载、倾角等进行信息采集、分析处理,然后在此基础上进行应对处理。在操作上,首先采集铁塔的倾角信息,然后结合相关的数学模型进行分析,从而确定铁塔的横纵向倾斜及张力情况,分析结果还被用于线路监测事务,通过工作组对隐患进行处理,最大可能地减少杆塔倾角事故。(3)绝缘子拉力。因为线路覆冰而导致绝缘子损伤的案例屡见不鲜,输电线路因为无力承担自重和负重而出现倒塌、断裂情况,直接导致线路供电中断,从而在用电片区引发用电灾害,间接引发重大经济问题。针对于此,需要利用科技方法进行提前预防,在操作上,在输电线路上安装拉力传感器、压力传感器等,定期监测绝缘子的压力、拉力,并且套用数学模型,计算得出绝缘子垂直荷重、绝缘子倾角、绝缘子拉力等数值,还可以在此基础上推测出冰雪厚度、气象信息,从而为监控中心的检修决策提供依据。
1.2系统软件设计
结合系统物理架构的设计,本系统的软件架构设计主要分为数据采集层、数据传输层、数据服务层以及系统应用层共4层。(1)数据采集层是系统架构的底层,其功能是采集线路前端的数据,从而支持在线监测功能。数据采集层集成了多种底层硬件技术,包括通信技术、嵌入式技术、传感器技术等。(2)监测终端采集线路前端数据并经由无线网络传输到数据采集前置服务器,数据传输过程遵循TCP/IP协议,核心技术是Socket技术。(3)数据服务层处于系统框架的中间,它是数据采集层与服务环节的中介部分,核心功能是:数据存储、实时数据采集、WebService等。(4)系统应用层主要包括数据分析和数据展示两类应用。
具体的的应用包括基于web端的远程监控、基于pc端实时监控、基于app的移动监控以及数据分析服务等功能。
1.3功能模块设计
供电公司输电线路信息管理系统实现的主要功能由系统管理、设备台账管理、线路巡检管理、线路缺陷管理以及在线监测管理等5大模块。系统管理用于维护系统用户的基础信息,设备台账管理用于维护输电线路的设备基础信息,线路巡检管理用于对线路的巡视任务、巡视记录、检测数据进行统一电子化管理,线路缺陷管理用于对发现的线路缺陷进行系统管理,在线监测管理是对线路前端的实时信息进行在线监测管理。
2系统实现
2.1系统开发环境
本文系统后台的开发语言是java,开发工具是eclipse,虚拟机使用JDK1.8版本,选择SSM作为系统的开发框架,通过maven工具来统一管理引入的jar包,例如SSM框架的基本依赖包有spring核心包、mybatis核心包、spring-mybatis整合包、SQLServer连接包、jstl标签类、日志包、json解析包等。关于系统工程的建立、tomcat的配置、maven依赖配置等不在本文的研究范围内,由前文分析可知,SSM涉及到3套框架,不能简单的通过引入jar包就能正常协同工作,而需要对这3套框架进行相应配置文件整合。
2.2系统管理模块实现
系统管理模块是用来维护系统的基础信息数据,主要包括用户、部门、组织机构以及权限等信息。由于这4部分信息的功能实现类似,都是提供增删改查操作,且部分信息是从其他系统同步过来的。例如,用户管理是指对线路管理的员工信息进行维护,简单地说,就是可以在用户管理页面中对员工信息进行添加、查找、删除、编辑以及重置密码的操作。用户管理的实现原理与用户登录相同,只是处理的业务发生了变化。以用户管理主页默认显示所有用户为例,需要在UserDao中添加一个getAllUser()的方法,需要注意的是getAllUser()的返回值是一个数组,即List<User>,并在UserMapper文件中添加相应的SQL配置语句:<select>select*from user order by id asc</select>,然后分别在USerController和UserService中添加相应方法,数据库返回的用户记录存入UserController中的ModelAndView对象,最后通过JSP标签将用户记录全部显示出来。
2.3线路台账模块实现
根据需求分析和功能设计可知,线路台账模块是指运行管理人员将输电线路的设备信息录入到系统中,主要包括杆塔信息、导线信息、导线段信息、避雷器信息等,并定期对台账信息按照实际变动进行维护。巡检人员可以根据工作的需要,查看输电线路的基本信息。因此,线路台账管理实现的主要功能是对每条输电线路以及所属线路的设备信息进行维护,提供了查询、编辑、添加、删除的功能。线路台账管理中用户可以在页面通过线路名称或线路编号进行线路查询,点击“查看”按钮后,系统跳转至该线路的详细信息显示页面。此外,线路管理页面还提供了新建线路、编辑线路的功能。
3结束语
本文将供电公司输电线路维护作为研究对象,通过使用J2EE技术、数据库技术、网络通信技术、传感器技术等多种综合手段,开发出了一套专业、科学、有效的输电线路信息管理系统,提高了线路日常运行维护的工作效率,尤其是针对无人区域,通过在线监测模块实现了远程监控的功能,降低了工作的难度、节约时间成本和经济成本。
参考文献
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