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中国电科院推广应用输电线路多源卫星智能巡查系统

北极星输配电网  来源:国家电网报  作者:杨知 刘彬  2021/11/2 8:52:17  我要投稿  

北极星输配电网讯:10月26日,广东省东江—深圳供水工程运营公司利用中国电科院输电线路多源卫星智能巡查系统,发现供水工程110千伏旗上线等线路附近多处未批开挖情况。根据系统卫星普查结果,巡查班组人员第一时间赶往现场核查,要求施工方暂停施工,避免了施工作业对线路保护区的持续性破坏。

输电线路多源卫星智能巡查系统是中国电力科学研究院有限公司针对偏远山区、无人区和人口密集区域等环境下输电线路通道隐患较多、巡查难度大等情况专门研发的系统。该系统于2019年上线,并持续迭代优化,目前已升级至第三代。第三代系统在电网典型灾害预警与应急响应的基础上新增了输电线路外力破坏隐患卫星智能巡查模块,实现对输电线路通道内基础附近堆(取)土、建筑物、树木、施工作业、易燃易爆物、防洪/排水/基础保护设施、道路/桥梁、易飘浮物和线下垂钓区9类对象19种外力破坏隐患的智能识别定位、提前预警和报告发送,减轻一线班组负担,提高输配线路防外力破坏水平。

全覆盖监测输电线路通道环境,及时发现外力破坏隐患

常规情况下,远程输电线路通道环境监测主要通过摄像头。但在线监测摄像头监控范围有限,很难无死角、全范围监控整条线路的通道环境,对于监测随机分布的外力破坏隐患来说有一定不足。

为了提升输电线路外力破坏风险防控能力,中国电科院提出了基于卫星遥感的输电线路外破智能普查技术,在输电线路多源卫星智能巡查系统框架内新增了输电线路外破隐患卫星智能巡查模块。该模块接入国内外100余颗卫星数据,搭载了典型外力破坏隐患卫星遥感标准化样本集,集成了基于深度学习的外力破坏隐患智能识别模型,可实现输电通道2千米范围内亚米级外力破坏隐患识别定位,智能识别精度达85%以上。针对树障外力破坏隐患,该模块可实现树线距离0.5米精度的隐患定量估算,有助于大范围、低成本巡查树障隐患。

目前,该系统已经在国网浙江、四川电力等多个省级电力公司110千伏及以上输电线路应用,累计巡查500千伏及以上线路超过2000千米。同时,中国电科院积极推广系统应用,已向内蒙古电力(集团)有限责任公司、广东粤港供水有限公司、南方电网云南电网有限责任公司等成功推广应用,收益400余万元。

仿真推演隐患变化,提前预判线路故障风险

“7月份,台风‘烟花’从登陆到消亡影响了11个省公司。”系统研发人员赵彬指着系统上的台风“烟花”路径说,“我们结合卫星普查的易飘浮物分布结果和温度、湿度、风压等各类气象数据,预测线路异物分布情况,以日报形式呈现给各单位相关部门,累计报告异物高风险区段30余段,支撑各单位在受台风影响前开展针对性的预防处置。”

常规运维手段下,摄像头、无人机只能监测到输电线路通道环境的现状,无法进一步预测输电线路通道附近的物体是否会对线路造成影响。

为了准确预测输电通道附近易飘浮物演化为外力破坏异物的概率和落点位置,中国电科院在输电线路多源卫星智能巡查系统中集成了输电线路台账坐标、高度、走向和地形地貌、异物类型、卫星遥感易飘浮物普查结果、高精度风速风向预报结果等18种因子,自主研发了基于多因子耦合的输电线路异物预测预警模型,实现易飘浮物飘浮路径三维仿真与落点定位,提前告警异物风险。

“现在,系统已经实现了一键式的飘浮物演化过程三维仿真和风险告警。”系统研发人员赵彬说,“只需人工输入线路3~5个基本参数,系统就能自动获取该区域其他环境条件,半小时内得到未来48小时内100千米输电线路区段全覆盖异物风险分布结果,形成异物风险分布一张图。”

星地协同感知,优化监测布局提升自动化水平

9月份起,中国电科院在北京通州开展星地协同外力破坏隐患监测预警试点应用,通过卫星普查预测,发现110千伏北府线、北府瞳支线高风险外力破坏隐患30余处。

输电线路多源卫星智能巡查系统随即将卫星普查的高风险区段结果通过自动化数据链发送到附近的地面终端,利用摄像头、毫米波雷达监测装置等地面终端24小时不间断监测整条线路外力破坏隐患情况。这扩大了外力破坏监测覆盖范围,同时最大限度降低了人员野外巡查工作量,提升巡查效率。

目前,卫星、无人机、地面传感等巡检技术手段的协同应用还不流畅,往往依靠单一技术手段得出巡检结果,再由人工核查情况。

为了提升多种巡检技术手段协同的效率,系统研发人员为输电线路多源卫星智能巡查系统设计了标准化的卫星普查结果接口格式,集成现有地面传感管控系统数据,实现星地信息实时传输。卫星普查和仿真推演发现风险点时,系统会将风险点坐标信息传送至现有地面传感管控系统,通过地面监测终端实时监测隐患风险,提升外力破坏隐患监测的自动化水平。

“通过卫星与现有手段的创新结合,我们实现了输电线路外力破坏从事后处理向事前预防的提升。我们将进一步深入研究外力破坏和自然灾害监测预警领域的星空地协同关键技术,拓展基于卫星的线路本体状态定量估算等新应用,把系统的监测范围扩大至配网,积累不同地形地貌下的使用数据,提升电网线路安全运行水平。”系统研发团队负责人、中国电科院输变电工程研究所监评室主任刘彬说。


原标题:智能监测线路通道 预警外力破坏隐患

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