1000kV特高压输电线路在线监测管理平台的应用解析

黄小浪

（国网湖北送变电工程有限公司，湖北 武汉 430063)

近年来1000 kV 特高压输电线路建设，总体呈现出高电压和大容量负荷传输的特征，为保证稳定运行，针对输电线路展开在线监测是当前行业发展背景下的新要点，利用现代化技术创建在线监测管理平台，实时监测线路状态，排查潜在的事故和隐患，确保特高压输电线路稳定运行。

1 在线监测技术

1000 kV 特高压输电线路在线监测管理平台其关键是在线监测技术。在电力系统处于运行工况下，采集运行参数并做出分析，判断电力系统内所有设备的状态。在线监测技术具有预知特高压输电线路故障的功能，尤其可以预测故障发生的部位与具体类型，为设备检修提供指导[1]。

监测管理平台具有如下几点特征：重点关注特高压输电线路在高空作业环节的安装效率和操作安全；输电线路数据传输、存储具有规范性，在线监测管理平台的运行管理具有统一性；装置不能影响输电线路安全性与机械性，且与电晕、无线干扰等的根本要求一致，加强线路性能可靠性；在线监测管理平台体现适应性、抗磁性，无须外部电源为平台运行提供动力，可减少运作成本。

2 在线监测管理平台结构与功能

2.1 平台结构

特高压输电线路在线监测管理平台系统的设计，是以浏览器/服务器3 层体系架构为基础，由表现层、中间层、数据层组成。

表现层。该层主要支持一级操作逻辑，如业务数据表现、数据输入与输出[2]。应用“模型-视图-控制器模式”中Struts2架构，采用组件式开发控制管理平台页面。

中间层。也称作业务逻辑层，负责数据业务逻辑与模块数据关系、表现层与数据层通信的处理。

数据层。按照管理平台业务、框架，进行数据建模，并编制数据表，中间层业务组件可按需调用数据模型与数据表。

页面技术方面前端界面主要应用Ajax，中间件采用Jboss 5.0。

2.2 平台功能

在线监测管理平台的功能包括数据采集、数据管理、数据分析3个子系统。

数据采集子系统包括3个模块，即线路信息管理、监测设备管理、前置数据接收管理，分别负责数据采集、监测、接收等。

数据管理子系统是管理平台的关键，利用系统分析显示实时监测数据、曲线图和组态控件等，操作者可以分别通过在线监测种类、线路名称的形式完成检索。

数据分析子系统具有预估线路状态、线路状态预警、统计报表等诸多功能。

3 1000 kV特高压输电线路在线监测管理平台的运行要点

3.1 接收前置数据

1000 kV 特高压输电线路通过在线监测，在管理平台中形成前置数据，通过前置数据接收管理模块进行处理。对应服务程序调取各个数据源接口程序采集的监测数据，根据固定格式将其储存于数据库中各类监测数据表中。一方面实现了数据接口统一，另一方面还具有集成各生产厂商生产监测设备数据的作用。数据处理流程包括有数据接收、数据接口程序、数据分析与计算、数据储存[3]。

杆塔上方须放置数据采集单元，由其负责采集数据，随后将数据转换为统一格式，在当地监测中心集中储存、处理。传输数据包可以按照指定通信协议方法，转换成为应用层对应数据格式。解析处理后可获得监测数据，对其进行数学计算与建模分析，并在线监测管理平台显示有实际应用价值的数据。计算所得可按照数据库需求，在数据中心的主数据库中储存，为在线监测数据分析、特高压输电线路运行状态监测、故障预警等提供依据。

3.2 运行状态预测

在线监测管理平台同时集成了诸多状态预测模型，如疲劳寿命预测模型、杆塔倾斜预测模型等。

疲劳寿命预测模型。导线运行期间，在静张力基础上叠加振动，导线同时承受诸多应力级分量所形成的复杂荷载系统。当导线运行之后，同一时间段所有分量的振动循环次数均不相同。预估荷载系列导线疲劳使用寿命，一般采用累积损伤理论。

输电线路导线振动寿命预测。应对线路重要位置振动的大小进行测量，利用微风振动单元，对悬垂线夹周围的弯曲振幅进行测量，并计算得出线夹出口位置的动弯应变数值。按照极限振动次数，采用微风振动波动，计算累积疲劳损伤[4]，根据累积疲劳损伤便可了解到疲劳寿命。绘制疲劳寿命预测柱状图，为线路运行状态分析与检修提供参考。

杆塔倾斜预测模型。建构杆塔倾斜预测模型，须关注缓变监测量，如杆塔顺线倾斜度和横向倾斜度等。若在建模时忽略了上述偶然因素，那么变化必须满足规律，保证时间延续性。例如，技术人员对未来1 周杆塔倾斜趋势进行预测，建议采集前10周数据。所以，针对监测发现的数据变化规律曲线方程需要进行拟合处理，根据此方程计算预测点函数值，将其作为预测值，了解杆塔倾斜趋势。

4 结束语

1000 kV 特高压输电线路在线监测管理平台利用信息技术，对输电线路运行状态进行实时监测，预测潜在故障与安全隐患，保证特高压输电线路的稳定运行。同时，基于当前创建的在线监测管理平台，建议结合目前我国电力行业与电力系统的发展趋势做出创新，满足行业多元化的在线监测管理需求，为特高压输电线路稳定运行提供保障。