输电线路分布式无线自组网视频监测装置
湖南电网大量架空输电线路跨越山地地形,交通不便、树木繁茂等问题给运行人员的巡视工作带来请多困难。为解决人工定期巡视周期内盲区问题,湖南电网近几年逐步在输电线路上安装视频监测装置等在线监测装置,及时发现通道及本体隐患。但在运行过程中发现目前输电线路视频监测装置存在以下问题:现有输电线路视频监测装置均采用4G移动网络实现数据传输,偏远山区或无人区因4G网络覆盖受限,无法实现数据可靠传输。现有输电线路视频监测装置主要采用太阳能结合蓄电池进行供电,湖南长期阴雨天气下,太阳能板无法可靠工作,经常出现电池耗尽停机现象。根据电网智能运检发展趋势,架空输电线路将进一步安装大量在线监测装置。目前在线监测装置根据信息安全要求均使用4GAPN专网,通信费用占用运维成本比例逐年升高。 项目成员经过调研,提出丁一种基于无线自组网技术和导线取能技术的输电线路可视化监测方法,采用目前通信领域广泛应用的无线自组网技术,多个装置之间通过WIFI进行数据桥接传输,最后一基变电站旁边杆塔上安装通信于基站,将链路数据通过光纤等有线方式接入变电站内网网关。同时,使用铁芯线圈耦合导线电流产生磁场,进行可靠电能供应。
全过程技术监督移动APP
根据国家电网公司智能运检规划整体要求,结合国网河北省电力有限公司运检专业特点和未来发展要求,促进“互联网+电网运检”的需求融合,实现“设备智能化”、“通道智能化”、“运维智能化”“检修智能化”以及“生产管理智能化”,需要建立完善的智能运检管控体系,构建具有信息化、可视化、自动化、互动化和智能化特征的运检新模式,提升运检管理水平。全过程技术监督移动APP可以有效搭建起技术监督工作和软件系统间的沟通桥梁,通过3G/4G网络可在现场通过手持设备直接进入软件系统进行信息的录入,检索,推进标准化管理向作业现场直接管理,提升技术监督全过程管控水平,在整个电力行业具有重要推广及借鉴意义。
特高压交、直流换流站检修现场智能云管控平台
随着全球能源互联网的推广,换流站作为跨区电网的关键节点、特高压电网的重要组成部分,具有设备繁多、结构复杂、技术密集的特点。换流站年度停电检修过程中参检单位多、人员多、车辆多、区域多、交叉多,对检修现场难以全面实时管控。以胶东站为例参检单位多达31家、500余人、30余辆高空车,涉及15个作业面。目前换流站年度停电检修现场管控普遍采用办理出入证、二维码等方式,全过程依靠管理人员广撒网、逐项查、挨个看、面面跑、人人问。现有的检修管控方式存在盲区,不能实时掌握检修区域划分、人员车辆信息、工作票情况,不能掌握工作负责人、监护人和监督人员到位情况,不能实时监督人员是否进入工作无关区域,给检修、安全工作埋下巨大隐患。现有检修管控手段难以满足透明、安全、高效的工作需求,现场管控难题亟待解决。检修现场智能云管控平台集成自动控制、射频识别、4G网络通讯、高清视频自动跟踪,是多学科综合应用的一体平台。平台以检修现场为出发点,革新常规检修管控手段,将物联网识别、二维码、后台数据统计分析有效融合,实时获取人员工作状态、器具使用情况等数据并进行云计算,整合图形、图表、报警、声光、网络等多种媒介,对人车物在移动、静止下自动识别、自动跟踪,提供定位追溯、报警联动、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能,实现对检修现场实时管控。
具有温度监测功能的输电线路可视化智能巡检装置
该成果主要由输电线路智能监拍主机和可带电安装的接点温度检测探头两部分组成。是一个针对输电线路通道和接点发热隐患点实时巡检的设备,利用GPS数据定位技术、图像识别技术、在线测温技术、无线数据通信等技术巡视输电线路。这些数据通过采集、分析、处理等过程,保证信息及时、准确地得到分析利用,方便了线路日常巡检工作。同时又利用电流感应取电技术和无线传输技术,对输电线路导线、线夹、接续管等位置进行温度测量,测量的温度通过射频发送给监拍主机,主机通过自身的2G/3G/4G网络发送至系统平台。本装置采用太阳能电池板和大容量长寿命电池,可全天候工作,可休眠和远程唤醒,根据需要设置每天工作时间、获取实时照片、视频、导线温度等。并进行图像处理、隐患智能分析、推送告警、大数据统计分析,为使用PC客户端、移动客户端的电力用户提供云服务,满足及时、准确、高效地输电线路可视化巡检的需要。 本成果作为“监拍+测温”系统的一部分,已在“2017年山东省电力公司“三跨”治理专项会议”中被列为重点推广应用项目,具有在电力系统行业全面推广的前景。截止目前本成果已在淄博、荷泽、东营等地市公司推广或者试点应用,目前在线运行的装置共计706套,运行效果良好。山东省电力公司共管辖110kV及以上线路杆塔约15万基,如按照15%的比例安装,市场容量约为2.25万套;全国66kV及以上输电杆塔超过300万基,市场容量超过45万套。同时,目前在建和已运行的特高压线路超过20条,杆塔超过3万基,根据特高压线路的重要性,按照逐基100%安装计算,市场容量超过3万基。若在全国输配电、通信、石油管道输送等行业推广,产品应用前景更加巨大。
基于边缘计算的5G智慧电厂
国家大力推进发电行业数字化转型,鼓励发电企业利用5G等现代信息技术对其信息化、智能化系统进行改造,以实现行业业务的实时监测和有效管控。当前,电厂转型发展面临三大痛点:一是人员安全管理效率低,危险区域1人员违规行为处理以事后追责为主,无法事前预防;二是实时生产数据采集难,导致自动化及智能化程度低。由于现场传感器数量少,数据采集多以人工巡检为主,工作效率较低无法满足智能分析的要求;三是传统有线及无线网络应用范围受限。光纤等有线网络部署不灵活、耗资大,而4G网络及WIFI带宽不足、时延高、稳定性差等。为了解决上述痛点,石洞口第二电厂联合上海移动开展5G智慧电厂探索,落地多项5G应用场景,助力电厂实现少人化、智能化生产。
具备通信自愈功能的多模全网通电力无线通信模块
无线公网通信技术已广泛应用于电网计量自动化、配电自动化、表单信息化等生产经营业务中,现阶段广州供电局共有公网无线通信计量自动化终端约18万台、公网无线通信配电自动化终端约2.6万台。目前广州局各类型业务的公网无线通信接入主要采用支持移动、电信、联通三家运营商的2G/3G/4G网络的公网通信模块,分嵌入式与外置式两种形态,均为单SIM卡模块,同一模块只能接入一家电信运营商的网络。 随着电力业务的发展,在配电和用电领域对通信系统的要求越来越高。就目前的运营商网络建设情况而言,同一区域各家运营商的信号覆盖情况不一,运营商的网络负荷能力不一,而现有电力无线通信模块,通常只能选择一家运营商的网络,不具备多卡功能,该家运营商通信网络改造升级会影响通信模块的正常通信,从而影响了电力业务的通信可靠性。另一方面,电信运营商的网络其主要目标是整体吞吐效率,并没有针对电力业务进行专门优化配置,从而导致某些情况下单家运营商网络的可靠性保障不高。 另外,近年来电网业务对通信系统的可靠性、实时性、安全性、可管可控等要求日益提升,与运营商的语音、视频等互联网业务有较大的区别。因此,近年国内电网公司在构建自身通信能力时,充分考虑其自身的业务要求,开展了电力无线专网的建设。目前广州供电局已建成包括29个基站,接入1800 台各类无线专网终端,包括230MHz无线专网与1800MHz无线专网两种技术体制的南网最大规模无线专网。在部分通信可靠性要求较高的应用场合如配电自动化三遥控制类业务等,为进--'步提升无线专网通信可靠性,还需要利用运营商的网络进行有效的补充。 综上所述,现有的各类传统电力无线通信模块只支持单卡、单网通信,1 个模块只能接入一家运营商网络或者仅支持一种频段无线专网,无线网络的调整或故障,会导致通信中断,严重影响运行可靠性。
带电作业协同工作系统的研发
带电作业协同工作系统实现了作业表单电子化的功能,班组人员在管理后台创建相应的作业项目,导入设备的位置,选择对应的作业指导书、安全检查表、评价表等,以及相关的作业附件上传。通过传统信息系统和当前移动应用的结合,让现场作业人员能通过智能手机更便捷地使用管理后台的数据,更容易录入和收集作业现场数据:班组人员通过手机端的APP可以实现作业任务的导航,在作业现场完成电子表单的提交,作业附件信息查看,以及现场作业图片采集。基于LBS技术获取现场作业和人员位置地理信息,管理人员监管部门可以实时位置查询监管,一键导航到达作业人员位置,提升作业管控能力;利用当前4G网络的传输能力,作业人员在作业现场利用智能手机的摄像头发起直播,管理后台及移动端APP可以看到作业现场的情况。通过带电作业协同工作系统的使用,把现场作业全过程资料归档到管理后台。管理后台提供表单和图片查阅,打印,录音和作业视频回放的功能。带电作业协同工作系统不仅在带电专业可用,其理念、功能在基建、监理等专业也能发挥作用。我们多次参加展会,把带电作业协同工作系统的实用性、功能性推广开来,提高成果的活跃度,实现了特定情况下局部的推广。