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分析|电缆网精益化管理系统研究

北极星输配电网  来源:《电气技术》杂志    2018/5/24 9:05:22  我要投稿  
所属频道: 电力通信  关键词:智能电网 电力系统 电缆

北极星输配电网讯:国网北京市电力检修公司、国网北京市电力公司的研究人员刘皓、闫春江等,在2018年第4期《电气技术》杂志上撰文指出,随着智能电网在全世界各个国家和区域推进,电缆作为一种重要的电力输送载体,广泛应用于电力传输领域中。

为了保证电力系统安全可靠运行,本文提出了电力电缆网精益化管理系统,该系统可以实时监控电缆的运行载流量、电压等级、电缆隧道环境温度等的相关信息,同时集成了设备相关参数、地理信息数据、电源系统数据、电缆负荷数据,并且这些数据汇入监控中心,通过系统分析可以实现提前预测电缆的运行状态,从而能实现智能检测和快速定位,减少停电时间。

本研究对提高了电缆运维管理的技术水平,实现电缆的精益化、智能化管控等方面具有重要意义,并且具有较高的实际工程意义。

在电力传输系统中,电缆作为重要的电力输送载体,其质量和状态对供电可靠性具有非常重要的意义及影响。随着城市化建设进程的不断推进,电力电缆已经成为城市供电的主动脉,而电缆隧道作为电缆的铺设通道,其安全稳定运行是维系整个社会经济稳定、政治文化秩序、正常工农业生产的关键因素之一[1-4]。

随着智能电网建设的推进,电缆运行情况在线监测可提前评估电缆的运行状态,并防止电缆故障造成较大的损失[5-7]。同时隧道作为电缆的通道,一旦发生隧道火灾,就会造成严重损失,而且修复时间长,危害严重。因此必须从源头上控制,狠抓管理,重视技术管理,从而避免火灾的发生[8-11]。电缆网精益化管理系统的建立可以实现提前预警,故障后快速恢复,大大提高供电可靠性。

本文首先阐述了电缆网精益化管理系统目标,接着给出了总体构架,关键技术,最后结合实例给出了电缆网精益化管理系统取得的成效,为电缆精益化、智能化管控提供了理论依据。

1 电缆网精益化管理系统目标

1)基础数据建设目标

电缆网精益化管理系统覆盖的数据包括管道和电缆相关设备的设施数据、动态监测数据、地图数据、规划数据等。建设目标包括:

(1)通过建立规范化的数据标准体系,以图形资源为核心,实现设备设施的“图数一体化”,达到“源端维一、共维共享”的数据管理目标。

(2)以图形资源为基础,通过对实时监控信息、运行状态监测信息的有机整合,建立静态、动态数据交互的管网资源数据模型。

2)业务应用建设目标

以北京公司管道及电缆网生产、经营管理和业务流程优化为驱动,以贯穿规划设计、辅助工程建设、运行监测、运维检修等环节的全过程闭环管理为主线,实现生产过程自动化、业务流程互动化,全方位支撑管道及电缆网业务融合发展。

3)决策分析建设目标

通过管道及电缆网相关业务集成及数据融合,建立覆盖战略层、经营层、作业层的智能决策分析体系,为管理层、业务操作和控制人员提供决策支持,全面支撑管道及电缆网规划建设和稳定运行[12]。

2 电缆网精益化管理系统总体架构

根据国家电网公司“SG186”工程总体设计要求和目前系统应用情况,电缆精益化管理系统通过数据中心、数据交换、企业服务总线实现与其他业务应用系统的横向集成。通过企业服务总线为生产等业务应用提供服务支撑,实现电缆精益化管理系统与业务应用系统的紧密集成。

通过与北京电网GIS平台进行服务调用数据交换完成管道及电缆空间数据的共享与交换。电缆精益化管理系统的总体架构由业务架构、应用架据、技术架构、物理架构、安全架构和应用集成等部分组成。系统总体架构如图1所示。

1)业务架构

业务架构由图形资源管理、生产业务管理、状态监控管理三大部分组成,通过对业务模型的分解,利用系统分析的方法,对电缆精益化管理系统的业务应用过程和目标进行分析抽象和归纳,形成电缆精益化管理系统的功能模块及对应的功能域。

图1 电缆精益化管理系统总体架构图

2)数据架构

电缆精益化管理系统数据构成包括基础地理数据、图形空间数据、属性数据、拓扑数据、配置数据、接口数据、业务数据及文件数据。

数据按照应用特点分为:基础地理空间数据、图形空间数据、属性数据、拓扑数据、配置数据、接口数据、业务数据、文档数据及监控数据9种 类型。

3)技术架构

电缆精益化管理系统是在PMS2.0图数一体化管理基础上进行业务扩展,增加对管道、电缆的一体化管理,实现对辅助工程建设、运维检修、运行监测等业务应用的支撑。

随着管道及电缆精细化、规范化管理要求的提出,需要在可视化基础上进行台账维护,实现管道设施、电缆设备的图形、拓扑、设备台帐的一体化维护,实现对PMS2.0电缆设备维护的有力支撑、管道设施维护的有力补充。

通过构建管道设施及电缆设备参数与图形拓扑的一体化管理,定义规范的录入及审核流程,建立灵活的设备以及图形版本管理机制,保证了管网资源图数一致性与完整性,实现管道及电缆网管理系统与PMS2.0的无缝兼容。系统在调研、设计、开发阶段以PMS2.0架构、数据模型、技术路线为主要参考,设计出该系统特有的业务应用模型,为后续PMS应用集成及数据融合提供支持。

电缆精益化管理系统的总体技术架构分为数据层、数据访问层、应用逻辑层、应用服务层、表现层。其中数据层是各类数据的物理存储。

4)物理架构

电缆精益化管理系统部署方式采用集中部署方式,将服务器部署在市公司,下属公司客户端通过广域网访问部署在集中部署的服务器。生产业务模块与监控模块采取分开部署方式。具体软硬件部署方案如图2所示。

图2 电缆精益化管理系统物理架构图

5)与PMS2.0集成

系统与PMS2.0关系设计如下:

(1)PMS2.0管理库是由生产业务库和图形资源库两部分组成,管道及电缆网管理库是基于PMS2.0的架构进行设计,其设备图形数据、生产业务数据均统一在系统资源库中进行存储。

(2)PMS2.0生产业务数据和电网资源图形数据均是由生产业务系统进行维护。管道及电缆网设备图形数据、生产业务数据也是根据PMS2.0的数据规范进行设计,并且系统中涉及到的管道网、电缆网生产业务数据和图形数据既包含了PMS2.0的数据模型又包含了北京电力公司的数据要求。

(3)电缆精益化管理系统包含PMS2.0数据,所以与PMS2.0是一对一的关系,通过建立同步服务将生产业务数据和图形数据同步到PMS2.0管理库中,为PMS2.0管理库提供管道网及电缆网数据。PMS2.0不包含的业务和图形数据不通过同步服务进行推送,依然保留在系统资源库中,例如有限空间作业、反外力、管道设备(通风亭、监控井盖、测温光纤等)。

6)与监控设备集成

电缆精益化管理系统中运行监测功能需要与运行监控主站系统集成,其集成思路如下。电缆精益化管理系统由B/S系统独立运行,负责与监控各主站数据连接,汇集主站监测数据;集中实现数据的远传和数据的安全接入;转发主站系统对管道及电缆网监控设备的状态监测,提供统一的远程交互控制节点,并进行监测数据分析。

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