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浅析输电线路智能化发展方向

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：耿凯伦

[导读] 摘要：电力企业发展过程中，将智能化技术引入输电线路运行维护，能够提高输电线路的智能管理水平，提升电力企业输电线路的运行质量。

        （国网桓台县供电公司运维检修部山东省淄博市 256400）
        摘要：电力企业发展过程中，将智能化技术引入输电线路运行维护，能够提高输电线路的智能管理水平，提升电力企业输电线路的运行质量。此外，随着我国科学技术的不断发展，传统输电线路已不能满足现代化社会发展的需求，需要在输电线路维护过程中融入智能化技术。输电线路智能化维护过程中实现了远程监控，有效提高了故障诊断的准确性，提升了维护质量和效率。电网结构的优化不断升级，这就需要有配套的线路日常运行维护、检修，故障探测及带电作业的先进技术与之相适应，传统的人工巡检线路方式已难以满足现代化大电网的发展要求，迫切需要发展线路智能巡视技术，提高输电线路巡检质量和效率。
        关键词：输电线路；智能化；发展
        前言
        我国经济的提升促进了科学技术水平的提高。电力企业发展较为迅速，已成为我国支柱型产业，而电力企业的核心是输电线路的安全运行。实际环境中，一些因素的影响破坏了输电线路运行的安全性和稳定性，进而导致安全事故。为解决这一问题，电力企业需采用智能化技术有效维护输电线路运行，以提高输电线路智能化的管理水平，从而促进企业快速发展。传统的输电线路巡检方式存在效率低、质量差、速度慢等缺陷，将阻碍智能电网的发展，特别是环境条件恶劣的区域，巡线方式更需亟待改进。本文对传统的巡线方式进行了分析，针对不利因素，阐述了几种巡线技术的先进性、功能、优点，以适应不同地理环境下的电网输电线路在巡检中的实际应用。
        一．智能电网的概念及智能化输电线路的概念
        国家电网公司给智能电网下的定义是，以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。[2]由此可以引出输电线路智能化即利用先进的通信技术、信息技术和控制技术，构建出信息化及数字化、自动化和互动化为特征的输电线路。
        任何一个定义都不是绝对全面和正确的。因为智能电网正处在发展阶段，很多新发明创造出来的电力技术会在未来被陆续加入到智能电网的应用中，新的管理模式会在未来逐步被整合进电网的实际运营管理中去。智能电网的定义也会随着人们对新技术的了解和新的管理模式的接受而被持续更新。
        科学技术不断发展，我国提出了输电线路智能化运行维护技术，促使我国输电线路运行达到了自动化水平。从电力企业的发展和我国科学技术的发展来看，输电线路的智能化运行完全符合我国输电线路未来发展的要求，且有较大的发展趋势。此外，电力企业优化输电线路的过程中，应全面考虑线路的安全性和整体自动化，需在优化过程中引入一些具备自动化保护功能的元件。但是，随着电力系统的不断发展，输电线路架设过程中占用了大量空间，增加了线路运行维护的难度，且运行过程中经常出现异常问题，导致引入的元件无法发挥功效，降低了电力系统的安全性和稳定性。输电线路采用智能化运行技术，不仅能够解决线路建设占用空间较大的问题，而且大大提高了线路运行过程中的安全性和稳定性。
        二．结合实例总结输电线路智能化发展
        1.无人机巡视
        无人机是一种由无线电遥控设备或自身程序控制装置操纵的无人驾驶飞行器。利用无人飞机进行输电线路巡视研究需要跨多个高技术专业，研究深度和水平要求较高，是一项刚刚起步的新技术，目前已在华中电网、南方电网试点进行应用。与常规人工巡视方法相比较，此项技术更为先进有效，可以成为保障线路安全运行的一种新的经济可行手段。

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由于无人机控制技术的发展，可以进行遥测数据控制、地理匹配控制、GPS卫星电位控制，控制操作過程简单可靠、运行稳定，经济性能高（一般无人飞机工作成本是有人飞机的十分之一左右），不受气候的影响，续航能力长，速度快（是人力的10倍以上），速率、效率是机器人巡线的数十倍。利用无人飞机巡线，可以减轻工人的劳动强度，降低高压输电线路的运行维护成本，现在已经出现无人飞机代替有人飞机进行各种工作的情况。无人机巡线必将成为一种快速、高效、大有发展前途的巡线方式。
        2.卫星网络通信技术
        输电线路智能化运行过程中，应用卫星网络通信技术可有效摆脱传统数据的交换形式，优化电网数据收集系统。虽然输电线路智能化运行过程中会发生一些异常情况，但可在最短时间内解决问题，同时实现快速传递。卫星网络通信技术主要利用远程系统实现，通过远程传递数据，并在传递过程中提供一定的维护技术。此外，它可以远程监控线路，解决线路运行过程中出现的问题。随着我国科学技术的不断发展，智能化系统运行维护能力不断提高，保证了输电线路的正常运行。
        3.巡线机器人
        人力巡线效率低，劳动强度大，还受到地理条件限制，开发研制并使用巡线机器人是电网发展的必然。现在使用中的巡线机器人主要是由带检测仪器（红外检测仪、可见光摄像机）的机器人沿导线行走，将检测的信息传送给地面装置，进行分析处理。但机器人开发研制经费要求较高，使用条件也受天气等原因的限制，因此还没有大规模推广。随着科学技术的发展，机器人巡线将逐步取代人工巡线。
        4.地理信息系统（GIS）
        基于GIS技术的应用是建立在GPS、遥感（RS）和激光雷达扫描（Ls）三大技术的基础上，依据这些技术可以实现二维和三维实体模型的建立。在三维可视化方面应用于线路勘测取得了一定的成果，但是应用在输电线路设备巡检方面还存在一定的局限，就是处理得到的图像的分辨率不够，虽然采用机载雷达扫描可以得到较高分辨率的图像，但是成本较高并且飞行许可获取较难。
        5.智能化线路维护机制
        智能化线路维护机制是输电线路智能化维护过程中一种较好的维护技术，一般需通过构建巡检系统实现运行。智能化巡检系统与传统人工巡检相比有较大差异性。智能化线路维护机制能够有效提高数据的可靠性与及时性，较大程度上改善巡检期限，提升维护质量。此外，智能化线路维护机制的运行通过计算机网络技术实现，取代了传统人工巡检与记录方法，使巡检工作实现了智能化，大大提高了巡检质量与效率。同时，通过有效应用计算机与网络通信方式，大大提高了巡检系统运行过程中的安全性和可靠性，并在此基础上实现了数据信息的远程传输。因此，全面构建输电线路智能化巡检系统，不仅能够提升巡检工作的效率和质量，而且能够节约电力企业输电线路的运行和维护成本。
        结束语
        总之，输电线路智能化是在传统输电线路的基础上，将电力技术与现代高科技高度融合，形成的电网自动化及互动化、信息化和数字化的“无人自动运检输电线路网”。要实现输电线路的智能化需要面临很多挑战，它是电力部门和全社会各相关行业的融合，是传统电网和现代高科技的融合，是多种目标的优化综合，是需要全社会的参与才能完成的事业。输电线路智能化是电力系统发展的历史必然，研究输电线路智能化的发展方向尤为重要，对能否实现整个电网的安全、可靠、经济、高效运行有着重要意义。
        参考文献：
        [1]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010.
        [2]刘振亚.智能电网知识读本[M].北京：中国电力出版社，2010.
        [3]申晓留，周长玉，雷琼.全球定位系统（GPS）在电力系统中的应用[J].现代电力，2003，20（6）：74-78.