输电网电子沙盘系统的设计与开发

林洲游+柯程炜+曾璧环

【摘 要】 台风、冰冻等极端天气造成的输电线路事故，给线路应急抢修工作带来了比较大的难度，为应急指挥决策带来了更高要求；本文针对沿海地区台风、冰冻等极端天气抢修工作中的实际问题，针对该问题的应急决策辅助信息整合展示需求，研究了系统的应用架构方案，描述了信息整合及展示、应急调度、调度标绘三大功能，分析了系统的技术特点，建设了信息化的抗灾抢修调度系统，提高了可视化指挥决策辅助水平，满足了各类人员对数据监控多元化、抗灾展示可视化、抗灾应急模拟化应用需求。

【关键词】 台风 冰冻 应急调度 即时通信 应急抢修

1989年1月，110kV线路覆冰“雾凇”，杆塔受损1基，35kV线路倒杆2基，受损29基，断线5处，导线受损29处，10kV线路倒杆45基，断线96处，部分地区停电时间达228小时，事后，对部分地段采取了加强措施；1990年2月，“雨淞”厚度最大超过60mm，35kV线路受损5处；1991年，“雪凇”再次导致35kV线路断线2处[1]。1992年10月4日，青海境内330kV龙黄线和龙花Ⅰ、Ⅱ回线路覆冰约20～35mm，远远超过10mm的冰厚设计值，导致倒塔8基，三条线路分别在停运15～25天后恢复送电[2]。2006年8月，台风“桑美”袭击浙江省部分地区，温州地区统计得到10min平均最大风速42.1m/s，远超过浙江东南沿海110kV和220kV线路35m/s的设计最大风速，导致220kV线路倒塔3基，110kV线路倒塔（杆）98基，35kV线路倒杆106基，35kV及以上线路损坏260km[3]。

随着工业化进程的加快和高新技术产业的发展，经济社会对安全可靠电力的依赖性越来越强。电网在能源供应安全体系中的重要地位日益重要。同时对应急抢修指挥人员的要求越来越严苛，如何提高输电线路抢修处理过程中的决策能力，有效指挥、组织抢修和恢复重建工作，减少其造成的影响，具有重要的意义。

本文从极端天气的输电线路抢修工作和应急指挥决策的角度出发，陈述了基于营配贯通的业务应用和可视化技术的电网电子沙盘系统的设计思路，阐述了电网电子沙盘如何在信息整合及展示、应急调度、调度标绘三个方面充分发挥作用，为建设信息化的抗灾抢修调度系统，提高可视化指挥决策辅助水平，满足各类人员对数据监控多元化、抗灾展示可视化、抗灾应急模拟化应用需求。

1 设计思路

电网电子沙盘系统结合输电线路业务特点，完成地理信息数据（包括影像图）的建立，目前拟采用百度（谷歌）地图数据为底图，采用方式分为在线与离线两种方式，线路数据从已有系统进行采集利用等；提供后台数据维护功能，各种数据的导入工具；结合各类气象及交通数据与GIS平台可视化功能，为应急指挥人员在应急事件发生时提供相应的数据支持和辅助功能，对设备抢险的应急准备、应急抢修、事后恢复的全过程监控。系统架构图如图1所示。

电网电子沙盘系统整合应急状态下的各种信息的有效整合，并使得信息表达更加面向指挥者的思维和行为，图示化的信息更适于情况综合描述、判断分析、沟通讨论、决策部署和救援作业，同时，参与抢修的所有人员都可以通过即时通讯工具获得与自己职能对应的指挥图或工作图，并通过系统实现思路合成与共享。通过建设电网电子沙盘系统，健全完备的应急抢修管理体系，实现应急预案健全化，数据监控多元化，抗灾展示可视化，应急指挥网格化，为抗台防灾工作提供技术支撑。

系统主要特点如下：（1）实现了“输电电子沙盘”电子模型及资源调度功能的研发。（2）实现了台风发生时，电网设备抢险的应急准备、应急抢修、事后恢复的全过程监控的研发。（3）实现了台风预警风圈范围内，影响设备分布统计功能。

2 功能模块

基于营配贯通的业务应用和可视化技术的电网电子沙盘系统，实现了线路管理、事故现场展示、极端气象展示、应急人员调度、调度标绘等功能，功能框架图如图2所示。

2.1 线路管理

系统基于GIS地图根据线路及杆塔坐标在地图上自动生成线路及杆塔图标，根据电压等级对线路设备信息进行查询显示，包括线路的基础属性信息、杆塔的基础属性信息和照片信息。

2.2 事故现场展示

系统基于GIS地图根据事故坐标在地图上自动生成事故图标，对未处理故障信息进行展示、定位和查看信息（包括照片和视频信息）；对历史处理故障信息进行展示、定位和查看信息（包括照片和视频信息），可查询最近一个月、三个月、最近半年、一年、三年的故障信息。

2.3 极端气象展示

系统天气服务实时滚动更新，包括境内各地区天气现象、气温、风向、风力、湿度、冰冻情况、空气质量等；提供台风实时位置及路径展示功能，包括信息展示（台风编号、位置信息、台风中文名、英文名、形成时间、中心风力、风速、移动速度、移动方向、7级风圈半径、10级风圈半径等信息）。

2.4 应急人员调度

系统实时显示在线应急人员、车辆实时位置，并可台实时与应急人员进行信息交流，包括文本信息、语音信息和视频信息；通过即时通讯对应急人员车辆进行实时调度，并可以通过即时通讯实时了解事故现场情况，为应急调度决策人员提供第一手的现场资料。

2.5 调度标绘

在输电电子沙盘系统上演示对应急事件的处理过程，包括应急事件主题，应急事件涉及人员，通过箭头指示人员动作，为应急调度决策人员提供标准化的事故应急调度处理参考流程图，对应急事故进行准确、快速的处理。

3 技术难点

输电电子沙盘系统在输电电网的基础上，融合多种的互联数据信息，主要技术难点如下：

（1）信息的获取及展示。系统信息包括输电线路数据、台风路径及预警信息、实时气象信息、实时交通信息、应急人员、车辆分布信息等多重信息，系统需要通过互联网快速、准确地获取到这些信息，并将这些获取到的信息进行有效整合，全面的在系统上展现出来。

（2）即时通信。在应急情况下，即时通信承担着及时、准确、畅通地向应急调度决策指挥人员传递第一手信息的角色，所有要实现准确有效的指挥调度，事故现场信息的获取是基础，即时通信是保障，系统需要在应急调度决策人员和现场抢修人员之间建立快捷、高效的沟通桥梁，为应急抢修调度提供保障。

4 结语

冰冻、台风等天气对输电线路安全有重大的威胁，本文主要就输电电子沙盘在极端天气中的应用做了相关分析，以在一定程度上优化应急抢修工作的开展，促进输电电子沙盘系统的建设和应用，为应急抢修工作的开展提供一定参考。

但是，系统建设也存在以下两点的不足：

（1）台风路径及预警信息、实时气象信息、实时交通信息等信息都来自互联网，所以在一定程度上会依赖与其它平台，当其它平台数据接口出现变更时，会直接影响后台这些信息的获取，给系统的维护工作带来很大的困扰；

（2）即时通信使用的是微信公众号平台，所以在一定程度上会依赖与微信公众号平台，当微信公众号平台接口出现变动时，会直接影响系统的即时通信功能，给系统的维护工作带来很大的困扰。

参考文献：

[1]张大伟.宁夏南部山区架空输电线路的覆冰与防护.宁夏电力，1995（1）：46-48.

[2]张惠清.330kV龙黄线、龙花Ⅰ回、龙花Ⅱ回覆冰倒塔事故调查分析.青海电力，1993，（2）：21-28.

[3]吴明祥，包建强，叶尹，等.超强台风“桑美”引起温州电网输电线路事故的分析.电力建设，2007，28（9）：39-41.