电力光缆辅助分析管理系统研发郑国男

代宁

摘   要：随着电力系統光缆通信的快速发展，保障电力光纤运行的可靠性是需要解决的问题。文章开发电力光缆辅助分析系统，实现基于地理位置的电力光缆线路管理、光缆的故障统计分析、光缆纤芯的负载预警和光缆线路光功率的预测功能，提高国网公司电力光缆运行管理智能化。

关键词：电力光缆;故障分析;光功率预测

电力光缆作为电力传输和信息通信的载体，支撑智能电网的信息化和自动化过程。针对电力光缆运行管理过程中存在的诸多问题，增加对电力系统中光缆线路的管理效率，降低维护电力光缆的成本，本文依据电力光缆维护的需求，设计电力光缆辅助分析管理系统，实现电力光缆的线路管理、线路信息和故障统计分析和光功率预测功能。

1    电力光缆辅助分析管理系统设计

1.1  系统需求分析

系统设计应该满足3个方面的需求：（1）方便用户与系统的交互。系统设计要简单、直观、有效，避免复杂的操作，提高系统使用者的用户体验。（2）展示光缆线路和节点的信息。根据不同的线路在地图上建立电力光缆的网络。（3）根据已有的光功率信息，给用户提供一些决策性的预测判断。

1.2  系统功能需求分析

电力光缆辅助分析管理系统的总体功能应该满足4个的方面：

（1）光纤线路管理功能。在整个系统中存在较多的光纤线路，为了方便管理，系统需实现对线路进行增加、删除、查看（包括线路名称、线路长度、光缆类型等）等功能和实现线路信息在地图上更新功能。

（2）光纤线路节点管理功能。在已建立的线路上进行节点的添加，对现有的节点进行删除和对于节点的经纬度、节点名、所在的线路名等基本信息的查看。

（3）统计分析功能。对于辅助管理分析系统，统计分析包含对线路的空芯率统计分析、对线路故障的录入和年份故障类型分析、月份故障类型分析。

（4）光功率预测功能。用户录入线路上的光功率信息，然后对已有的光功率进行预测，使系统能够根据不同的光功率数据给出相应的预测结果。以上功能都是光缆相关信息相互整合，最终将经过系统处理的结果以现状图，饼状图、柱状图等方式展示出来，给电力光缆管理者提供最终便利操作。

2    系统设计与实现

系统采用模块化设计，用户可通过界面化操作与数据库进行交互，动态地更新系统数据。在系统的主界面包括4个部分：光缆线路管理、光缆线路节点管理、统计分析、光功率预测。系统功能具有在地图上进行线路的更新和清除功能。系统主界面如图1所示。

2.1  光缆线路管理设计

为了实现对光缆线路的管理，系统功能包含向数据库中增加线路、从数据库中删除线路、查看线路基本信息情况和在地图上进行展示光缆线路。增加线路功能中包含数据库中已有线路基本信息的展示。通过添加线路编号、线路名称、线路长度、电压等级、光缆类型、光缆总芯数和剩余纤芯数等基本信息进入数据库来完成添加线路的功能。删除线路功能通过选择已有的线路名，从数据库中删除线路。通过查看线路基本信息情况可以看到现有的光缆线路的基本信息。在主界面可以通过线路更新操作将已添加的线路信息在地图上展示。

2.2  光缆线路节点管理设计

为了实现对光缆线路的节点管理，系统功能包含向数据库中的某条线路上增加节点信息，对已有节点信息进行删除，查看线路上的节点的基本信息。选择要添加节点的线路、输入节点编号、节点的经纬度、节点的名称和节点所在的线路编号完成对光纤线路中节点信息录入。可以选择多个节点进行添加录入，当节点添加完成，可以对已添加的节点在地图上进行绘制。删除节点功能通过选择已有的节点，从数据库中删除节点。在线路基本信息表中选择某一条线路，可以查看该线路上节点的编号和节点经纬度和节点名称信息。

2.3  统计分析设计

统计分析设计包含3个部分：空芯率统计分析、故障信息的录入、故障统计分析。

（1）空芯率统计分析。通过在主界面上选择空芯率统计分析将跳转到相应页面，其中包括线路空芯率的展示，即每条线路上的空芯数和纤芯数的占比用柱状图展示;还包括线路的负载统计，用饼状图展示不同负载率的线路占比，用户输入空芯率的范围可以看到该空芯率的范围内的光纤线路的数目。为不同的负载率范围设定一定的阈值，通过设定不同的阈值范围，来为光纤负载率设定不同的等级。当光纤负载率过高时，系统给用户发出警告信息，提示用户进一步操作[1]。

（2）故障信息的录入。让用户选择要录入的故障信息线路、故障类型和故障发生时间，可以及时更新故障信息数据库，完成对线路故障信息的录入。线路故障的统计分析，包括对单条线路和全部线路的分析。对于单条线路分析，用户选择线路和年份，查看以年份为单位的各种故障类型占比情况，或者查看以月份为单位的各类故障发生频次。

（3）故障统计分析。对光缆线路进行统计分析，方便光缆线路维护人员从整体和细节上全面把握线路上可能出现问题的情况，提高工作效率。

2.4  光功率预测设计

光功率预测设计包括录入光功率、预测光功率两个功能。

（1）录入光功率，用户可以通过选择主页面光功率预测下的录入光功率来进行光功率信息的录入。选择要录入的光功率线路、用户输入线路的光功率数据和该光功率所录入的日期，就可以将光功率信息录入到数据库中[2]。

（2）预测光功率，用户通过调取已录入的光功率信息来完成对未来一天的光功率预测。用户通过在光纤线路列表中首先选择某一线路，然后选择线路的全部时间段或者选定一定时间段来对该线路未来的光功率进行预测。对于选中的时间段，根据实际情况，设定一定的时间段最小阈值，可以控制预测的准确度。光功率的预测以光功率曲线形式表示光功率变化趋势，用列表形式展示光功率预测的详细信息，以消息弹框的形式展示光功率预测结果。光功率预测界面如图2所示。

通过以上系统功能的设计，完成电力光缆辅助分析管理系统开发，系统能够为用户提供预测的光功率和光纤线路上的负载均衡信息，展示光缆线路的详细信息和地图上的光缆信息，最终实现电力光缆的自动化分析。

3    结语

电力光缆辅助管理系统实现光缆线路和节点管理、光缆空芯率、光缆故障统计分析和光功率预测功能。借助此系统，高效管理电力光缆网络及线路，及时掌握光缆线路运行情况，发现故障存在问题，对光功率给出预测，给维护决策提供参考。

[参考文献]

[1]戴振光，卢琦淇，林庆达.电力光缆维护智能辅助系统的开发[J].广西电力，2019（6）：34-36.

[2]王恒立.光缆通信传输网络维护系统的设计与实现[J].无线互联技，2013（1）：25.

Abstract：With the rapid development of optical fiber communication in power system， ensuring the reliability of power optical fiber operation is a problem to be solved. This paper develop the auxiliary analysis system of power optical cable to realize the precise location of the power optical cable， fault analysis of the optical cable， fiber core load early warning and optical power prediction function， improve the operation of intelligent power optical cable.

Key words：power cable; failure analysis; optical power prediction