基于全生命周期管理的配电网智能巡检管控平台设计

摘要：首先，简单阐述了信息化平台的五个设计原则。其次，详细介绍了配电网智能巡检管控平台的整体架构设计图，包括感知层、传输层、应用层和展示层4个方面。最后，从远程数据采集与监测、缺陷管理、状态评估、巡检管理等几个方面，研究分析了以“云物大移智”信息技术为支撑的信息化平台的核心应用功能，以期能够为后续配电网巡检管理工作的提升提供新的借鉴和建议。

关键词：配电网智能平台设计全生命周期管理

DesignofanIntelligentInspectionandControlPlatformforDistributionNetworksBasedonFullLifecycleManagement

ANWeiweiZHANGJifan

SuqianPowerSupplyBranchofStateGridJiangsuElectricPowerCo.，Ltd.，Suqian，JiangsuProvince，223800China

Abstract：Inthisarticle，firstly，thefivedesignprinciplesofinformationplatforms werebrieflyexplained.Secondly，theoverallarchitecturedesignoftheintelligentinspectionandcontrolplatformfordistributionnetworkswasintroducedindetail，includingfouraspects：perceptionlayer，transmissionlayer，applicationlayer，anddisplaylayer.Finally，fromseveralaspectssuchasremotedatacollectionandmonitoring，defectmanagement，statusevaluation，andinspectionmanagement，thecoreapplicationfunctionsoftheinformationplatformsupportedby"Cloud+IoT+BigData+Mobile+Intelligence"informationtechnologywerestudiedandanalyzed，inordertoprovidenewreferencesandsuggestionsfortheimprovementofsubsequentdistributionnetworkinspectionandmanagementwork.

KeyWords：Distributionnetwork;Intelligence;Platformdesign;Fulllifecyclemanagement

配电网设备的安全可靠运行是保障社会生产、生活用电稳定供应的前提，而配电网设备巡检工作是保证电力系统安全、稳定运行的关键。然而，随着新一轮能源革命的蓬勃发展，电网形态发生巨大变化，电网越来越复杂，供电可靠性要求越来越高，传统的配电网人工巡检方式给配电网及设备的安全稳定运行带来了极高的风险[1]。因此，顺应能源革命和数字革命融合发展，实现能源互联网背景下配电网巡检的转型升级十分重要。

1信息化平台设计原则

• 实用性原则

契合配电网智能巡检的切实需求，设计将直面现有挑战，力促整体管理效能的提升。在规划系统时，确保其与规范化的管理机制相契合，以推动管理模式的深入革新与转型升级。

1.2易用性原则

信息化平台的设计和功能实现充分考虑了用户特性，并对典型用户需求进行深入分析。这使得系统不仅实用，且易于操作。当平台能够显著提升工作效率时，用户的积极性自然提高，进而推动平台的持续优化。

1.3可扩展性原则

智能配电网巡检的背景下，系统设计应支持业务的可扩展需求，展现出色的“随需应变”能力。在构建时，注重提高系统的规范性，形成模块化、标准化的体系结构。

1.4开放性原则

作为数字化管理的核心组件，系统平台应保持高度的开放性。为满足未来与物联网或其他信息系统对接的需求，平台应定义标准的开放式技术接口，并采用适当的设计策略。

1.5安全性原则

电力网络作为国民经济的重要支柱，其安全性至关重要。因此，在系统规划阶段，必须确保系统具备高度的安全性。全面考虑通信安全、用户安全和网络安全等方面，确保系统在面对任何形式的入侵或篡改时都能保持稳定运行，为智能巡检和管理工作提供坚实保障[2-3]。

2信息化平台整体架构

在感知层，信息数据的获取采用了人工和远程采集技术的综合应用。其中，采集设备种类丰富，涵盖了视频监控设备、设备温度探测器以及多功能电能表人机交互终端等，这些设备收集的关于配电网设备的数据和信息状态，随后会被高效地传输至平台进行处理。同时，执行器节点能够迅速响应系统下发的各类指令，实现配电网及其运行环境的智能化协同感知、精确识别、高效信息采集处理以及灵活的自动控制。这一流程确保了配电网管理的智能化和自动化水平，提高了整体运营效率[4]。

传输层主要负责感知层与应用层各功能模块的通信，采集各配电网设备的数据，通过处理后进行数据打包，利用传输网络传输到数据应用层，同时接收应用层下发的各类控制指令，传输给采集层的智能设备。

应用层主要将获取到的各类数据经各类功能模块形成系统需要的数据信息，然后通过数据预处理、智能计算等技术，实现信息的实时综合分析及处理、配电网设备的状态评估、监测预警、巡检决策以及各终端联动的设备缺陷快速抢修等。通过此平台实现对配电网数据分析、资产管理以及快速运维，使配电网巡检人员的工作更加快捷、准确，保障配电网的稳定、高效运行。

展示层主要进行信息展示，包括配网设备与环境监测信息、告警信息、员工绩效信息等各类统计信息。各类信息以表格、柱状图、饼图、表格、折线图等形式进行展示。每种信息类型对应一张列表，关联相关的数据表。

3应用功能

3.1远程数据采集与监测

根据配网设备分布情况、供电要求及负荷性质等具体要求，搭建贴合现场情况的数据采集与监视控制系统。采集的配网设备运行状态和环境信息将被包压缩后，经数据传输层传输到系统，并将统计与运行情况分析结果以列表、曲线等形式用不同的颜色实现实时可视化展示。系统对不同的参量类型设置相应的报警阈值，一旦某类信息数据超出了预先设置的阈值，系统自动分析风险因素、事件发生原因及严重程度并发出告警信息，提示发布巡检任务。巡检任务发布后可通过远程巡检或人工巡检核实风险或缺陷信息。

环境信息主要依赖温度、湿度传感器等采集，实现设备环境实时感知。设备运行状态信息可以通过远程采集和人工采集。远程采集以智能巡检机器人为核心，以视频监控、在线监测（电压、电流、功率、柜体内温度等）为辅，实现室内外一次、二次和附属设备设施的全覆盖巡检。一旦系统监测发现设备运行状态数据出现异常，远程采集可迅速响应智能联动策略，通过高清摄像头、巡检机器人等迅速采集图片、声音等信息并上传系统[5]。在进行日常状态检修或应急抢修时，巡检人员使用终端收集设备运行状态信息并上传系统。

3.2设备管理

设备管理主要对设备进行从设备注册入库、运维、出库到设备退役的全生命周期信息管理。在系统中可增加、删除设备或修改设备相关信息。增加新的设备时，系统自动生成唯一代表设备的二维码，进行设备状态变更（设备入库、设备出库、设备退役等）时，员工则可扫描二维码，并依据系统中的模板填入或更改相关信息。必填信息缺失时，系统将自动跳出警示信息。系统中实时更新设备基本信息、状态信息以及其他运维检修信息。每次进行变动时，操作人员信息也会自动关联上传，以支持人员绩效管理。

3.3缺陷管理

缺陷管理主要管理采集的缺陷信息，并实现缺陷库更新，指导缺陷处理。可通过智能巡检机器人、无人机、高清摄像机等远程手段或人工巡检收集缺陷信息。这些信息将存储在系统中，可按照巡检人员、巡检线路、巡检设备、巡检时间、已处理、处理中、待处理等关键词进行检索并分类显示相关缺陷信息。记录的缺陷自动上传系统，系统自行比对缺陷信息，若上传的缺陷信息已存在于缺陷库中，缺陷库将自动推荐处理措施；若上传的缺陷不存在于缺陷库中，则新增的缺陷信息和缺陷处理措施将实现缺陷库更新。缺陷识别与判别等服务则由特定的软件与算法提供；可在移动终端与服务端都进行缺陷跟踪，进行缺陷全过程管理。当缺陷线下被修复之后，在终端进行核实处理，完成缺陷处理流程。

3.4状态评估

状态评估主要对配电网设备运行状态进行整体评价，评价结果可为制定巡检计划、管理人员绩效和提出设备更新换代方案提供支持。设备状态评估工作基于设备台账信息、设备运行状态信息、设备缺陷信息等巡检业务信息开展。这些数据将被处理并生成设备特征状态量。将根据设备状态量数据，可进行设备健康状态的评价并生成状态评价报告。基于配电网设备评价结果，管理人员可组织专家讨论、形成对应的运维检修策略，确定状态巡检、应急抢修的具体实施方案（包括合理的巡检线路、巡检周期，合适的巡检班组与人员）和设备更新策略。

3.5巡检管理

巡检管理是系统的核心功能需求之一，主要包括巡检计划制订、巡检内容管理、巡检任务管理、巡检人员管理、巡检流程跟踪、巡检信息统计等。通过PC端与移动终端的相互配合，实现配电网设备巡检的全生命周期过程管理。基于配电网设备的运行状态评估结果，根据配电网设备类型、资产价值、缺陷影响范围等因素，结合往期巡检计划与任务安排，制定差异化、定制化的设备巡检运维方案（包括巡检人员、巡检周期、巡检内容等必要信息），可动态调整巡检计划和巡检内容，做出合理的人员安排，灵活开展巡检工作，在减小工作量的同时，提高工作效率。

配电网设备巡检的任务可分为状态检修与应急抢修两大类。

（1）状态检修。状态检修即按照检修规程与巡检计划执行日常巡检任务，通过对地区配电网进行巡查，掌握配电网的隐患，降低事故发生率，确保电网安全可靠运行。特殊时期可根据天气状况等调整巡检方案。巡检人员进行巡检时，需进行现场签到确认，现场勘察。若巡检结果正常，则在工单界面选择“正常”，完成该巡检点的巡检工作。若巡检结果异常，则需上传设备缺陷信息以及处理意见。（2）应急抢修。若设备异常发生故障，可依据告警信息由巡检人员或管理人员发布应急抢修任务，抢修人员接受任务开展有针对性的设备应急抢修工作。系统中，应急抢修的步骤主要包括抢修工单生成、缺陷点定位、任务派发、现场签到确认、现场勘查、核对或上传缺陷内容及缺陷处理意见、抢修、任务完成确认和工单审核等。生成抢修工单后，根据地理信息系统的缺陷点位置信息以及缺陷信息，管理人员审核、制定并派发任务工单给有能力处理且能快速到达抢修点的抢修人员。

3.6系统管理

系统管理是整个系统的核心支撑功能，涵盖了角色管理、班组管理、部门管理以及权限管理等多个子功能。

3.6.1角色管理功能

在角色管理方面，系统管理员可以根据组织的实际需求，灵活地添加、删除或编辑各种角色。这些角色可以代表不同的职责和权限级别，从而确保每个用户只能访问其所需的信息和执行相应的操作。此外，角色管理还允许角色成员修改个人信息和密码，提高了系统的个性化和安全性。

3.6.2班组管理功能

班组管理功能则允许管理员对系统内的班组进行增删操作，并根据需要调整班组的人数和成员配置。这有助于优化人力资源配置，提高工作效率。通过班组管理，管理员可以方便地组织和管理团队，确保团队内部的信息共享和协作顺畅进行。

3.6.3部门管理功能

部门管理功能进一步扩展了系统管理的范围。管理员可以通过增删操作，灵活地创建和调整系统中的部门结构。同时，部门管理还支持编辑部门内的班组和人员构成，确保部门内部的组织架构和人员配置符合实际需求。这有助于实现跨部门的协同工作，提升整体工作效率。

3.6.4权限管理功能

权限管理是整个系统管理的核心所在。它确保了系统的安全性和可控性，允许管理员根据角色、班组和部门的实际需求，分配不同的功能操作权限。通过权限管理，管理员可以精确控制每个用户对系统的访问和操作范围，防止信息泄露和非法操作的发生。

4结语

充分应用“云大物移智”等现代信息技术、先进通信技术，以主动适应能源互联网的发展趋势，进一步挖掘海量数据价值，解决目前配电网巡检管理工作中存在的效率低下、监管不到位等问题为目的，本文研究设计了基于全生命周期管理的配电网智能巡检管控平台。该系统平台从全生命周期管理理念出发，能有效完善巡检人力资源配置，缩短巡检操作设备时间，显著提高巡视人员作业效率，切实减少人工巡视工作的劳动强度，提升配电网缺陷发现、检修消缺的及时性，实现缺陷响应时间最小化，提高设备巡视质量。

参考文献

[1] 王均，刘熠.大数据平台下配电网智能化运维管控平台的设计[J].网络安全技术与应用，2022（2）：108-109.

[2] 陈千懿，陈绍南，肖静，等.基于强化学习的配电网巡检缺陷自动识别方法[J].自动化技术与应用，2023，42（10）：54-58.

[3] 邢哲.电力企业配电网智能化运行管控系统设计[J].电工技术，2021（24）：76-79.

[4] 田永明，梅成磊，马强，等.基于互联网平台的配电网智能化运维管理模式[J].计算机系统应用，2021，30（6）：100-106.

[5] 李宜才.物联网技术在配电网运维管理中的应用及研究[J].南方农机，2020，51（16）：162-163.