電網智能運檢管控中心創建及應用
管控中心采用“一流的設計,一流的技術、一流的裝備、一流的人才”,顯著提升了設備狀態管控力和運檢管理穿透力,為保障特高壓大電網安全穩定運行,助推公司提質增效和穩健發展發揮了重要作用。
電網智能運檢管控中心創建及應用
國網湖南省電力公司戴慶華 晏治喜 漆銘鈞 潘華 雷紅才 彭煮 羅凌 黃海波
梁勇超李喜桂 周翌華 李波 章國勇 黃穎 葛強 崔卓 李婷 毛柳明 肖奕 肖萍
一、智能運檢管控中心創建背景
我國經濟社會的快速發展,電網設規模持續增大,運維檢修任務逐年增加。另一方面,自然災害多發頻發,電網設備運行環境惡劣,供電可靠性要求不斷提高,大電網安全保障壓力和難度顯著增加,造成傳統運檢管控模式難以適應新時期電力安全生產需要。
湖南公司深入思考,統籌謀劃,充分發揮公司技術優勢和特長,積極利用網絡信息新技術,破解運檢發展新難題,2017年創建了湖南電網智能運檢管控中心,部署運檢智能化分析管控系統等平臺。管控中心采用“一流的設計,一流的技術、一流的裝備、一流的人才”,顯著提升了設備狀態管控力和運檢管理穿透力,為保障特高壓大電網安全穩定運行,助推公司提質增效和穩健發展發揮了重要作用。
二、智能運檢管控中心創建思踣
公司創建了“1+1+N”省市兩級智能運檢管控中心、管理模式,即公司運檢部+公司管控中心+地市公司管控中心。公司管控中心集省檢修公司、省電科院、防災減災中心三大專業力量,設置五大專業室,全面滿足生產值班、監測預警、狀態管控、遠程會商等應用需求,實現了“生產指揮一體化、運檢協同一體化、應急聯動一體化”。
管控中心通過部署電網運檢智能分析管控系統、配網大數據分析應用平臺、水輪機組監測決策系統等信息系統,進行設備信息匯集、預警研判、作業過程管控和生產指揮協調,全面掌控設備運行信息、狀態信息、作業信息,實現設備狀態和人員狀態的全景化、實時管理。中心實行24小時值班制度,主要對輸、變、配、水機、換流設備進行運行監控,對山火、覆冰災情進行監測預警,對作業現場開展遠程生產指揮和應急搶修。
三、中心建設基本情況
(一)硬件基本情況
管控大廳以“現代、科技、未來”為理念,采用超大空間“太空艙”設計風格,近千平米大廳布局14大功能區;3×24米專業大屏配置,可實現大范圍、多主題、超高清、全流程、分系統業務展示,為設備全景感知和運檢穿透指揮提供全局視角。部署了V3C智能中控系統,可實現對大屏、會漢電視、離子墻、音響、燈光等設備的集中控制。配置了高清會議視頻和專用錄音電話,可用于開展運檢作業、事故處理、應急搶修等工作的視頻會商和指揮協調。
管控中心下設五大專業室,分別為運檢指揮室、生產值班室、狀態管控室、大數據分析室、災情監測預警室,以支撐中心各項業務的全面開展。其功能定位如下:
1.運檢指揮室:負責全省電網設備運維檢修計劃管理和檢修過程管控。具體負責省檢修公司管轄范圍內輸變電設備運維檢修計劃管理、生產承載力管控、作業現場安全風險分析、生產資源調配、運檢專業應急搶修等工作。
2.生產值班室:負責監視和分析500千伏及以上交流變電站和±500千伏及以上直流換流站設備運行信息;負責監視和分析長株潭地區220千伏變電站設備嚴重及以上缺陷(隱患)、故障等信息;負責公司防汛值班;負責設備重大異常情況的上報。
3.狀態管控室:負責全省異常及以上狀態、重大家族缺陷、發輸變電設備的運行狀況跟蹤分析、專家會診、預測預警、檢修決策審核,以及設備處置情況監督和評價。
4.大數據分析室:負責開展大數據分析應用平臺建設,實現電網設備狀態分析、風險預警、故障研判、壽命預測、運檢績效評估五大功能;開展多源數據融合分析及研判,實現運檢管理從信息孤島到多平臺數據融合、事后響應到事前預防、人工經驗到智能分析、經驗驅動到數據驅動的四個轉變。
5.災情監測預警室:負責電網覆冰、山火等災害監測和預警;負責電網災害數據分析;負責500千伏及以上交流輸電線路和±500千伏及以上直流輸電線路運行信息的監視和分析。
(二)軟件建設情況
運檢智能分析管控系統是管控中心建設的最重要部分,通過與PMS2.0、OMS、調度管理系統等14個外接系統橫向集成,實現電網監測及現場作業基于GIS的綜合展示。運檢智能分析管控系統以“信息匯集、預警研判、過程管控、生產指揮”四大業務的開展為核心,建立了生產指揮、輸電、變電、換流4個專業模塊、共30個子模塊。
其中,信息匯集包含省檢修公司所轄設備管理信息和生產信息,管理信息包括上級提出的管理要求,生產信息包括故障(異常)、缺陷、生產調度、預告警、應急五類;過程管控主要對檢修作業、反措執行、專項排查、外包及委托業務、周期性例行工作(日常巡檢等)等運檢工作進行日常生產業務過程管控;預警研判主要實現對各類預告警數據的輔助監視、轉發及發布,包括電網運行風險預警、設備預告警、氣象和環境預警等;指揮協調主要用于發起搶修、供電保障記錄,并跟蹤進展情況,同時協助運檢部編制生產月報及備類專項報表。
此外,管控中心根據實際需求,還接入配電網大數據分析應用平臺、水電機組遠程實時決策系統、電網冰災地理信息系統、輸電線路山火監測預警系統等湖南特色系統。
1.配電網大數據分析應月平臺
配電網大數據平臺深度融合生產業務系統、調度業務系統、營銷業務系統數據,自動統計分析配電臺區重過載、三相不平衡、配電線路故障、配電網10千伏線損、低電壓監測等關鍵運行指標,對省、市、縣、供電所、臺區、用戶共6級開展穿透性管理,目前已實現全省14個地市、116個縣、214362臺配變、10138條10千伏配電線路運行狀態的全景可視化監控和分析告警。
2.水輪機組監測決策系統
在水輪機組狀態監測方面,已經與湖南公司柘溪、東江、鳳灘水電廠的現地監測系統聯網,實現了對三大水電廠海量數據的全景集成和實時同步,在全國范圍內率先實現了機組狀態的遠程監測、預警和診斷分析。系統投運以來,年均發布機組異常振動報警6 1 1條,狀態監測周報37期。
3.覆冰監測預警系統
在電網冰災預測預警方面,管控中心通過湖南公司自主研發的電網覆冰預測預警系統,將大氣三維溫度場計算與導線覆冰增長模型相結合,預測未來三至七天的電網覆冰情況,預報分辨率全國9×9km,湖南3x3 km。08年冰災以來,不僅為湖南電網提供冬季覆冰預測預警,還承擔了特高壓重要跨區線路、國網27省市電網公司和南方電網部分單位的覆冰預測預警工作。
4.山火監測預警系統
在山火監測方面,接收同步衛星和極軌衛星的紅外照片,其中同步衛星每10分鐘傳回一張紅外照片,極軌衛星平均每1小時傳回一張紅外照片,通過提出的動態亮溫閾值判識算法自動識別火點,再利用臨近網格快速搜索算法,5秒內即可快速生成線路告警信息。目前,該系統已覆蓋國網所有省市公司電網。2017年4月2日監測到全國580個火點,湖南227個火點,發布一級告警127次。
四、中心的創新性和先進性
管控中心通過功能完善的系統平臺,構建了全方位、立體式、智能化的管控體系,其創新新和先進性主要體現以下幾方面:
(一)全面實現設備狀態全景化
深度融合二、三維GIS、高清影像、激光點云、地理信息、基礎臺賬、運行工況等信息,用結構化數據實現設備環境狀況的實時展示、用可視化技術實現場景的實時推送、用圖像識別技術實現現場風險的實時預警、設備狀態實現實時管控。
(二)全面實現數據分析智能化
深度融合PMS2.0、OMS、雷電、山火、覆冰、氣象、故障測距等國網標配及配網大數據、水電廠機組監測等湖南特色的多個業務子系統,有效解決信息孤島困局,實現多元系統海量數據的一體化存儲、一體化計算、一體化統計、一體化分析,并深入挖掘海量數據關聯價值,全面提升設備狀態管控力,全面拓展中心功能。
(三)全面實現生產指揮集約化
基于內外網視頻穿透的遠程會商功能,協同管控各個生產現場;基于物聯網技術和承載力分析,實時掌控人、車、物等運檢資源,最大程度的實現優化調度,有效提升運檢管理穿透力,全面構建電網集約化指揮體系。
(四)全面實現運檢管理精益化
機制先行,改變傳統的“信息層層上報、指令級級下達”管理方式,通過全面推進設備、通道、運維、檢修、管理五項智能化,顯著提升運檢管理效率效益。
五、應用成效
管控中心是湖南電網生產指揮的“中樞”和“大腦”,實現了運檢工作的“三個提升”和“四個轉變”。
(一)全面實現“三個”提升
1.提升設備狀態管控力
管控中心將“互聯網+”與運維檢修業務深度融合,充分利用各種在線監測裝置,對系統和設備的運行狀況進行監測和跟蹤,精確掌握設備實時狀態全景。依托管控系統匯集故障(異常)、缺陷、生產調度、預告警、應急等生產和管理信息,為故障分析研判提供數據支撐。
在此基礎上,進一步完善電網和設備的故障預警預判機制,做到正確研判、提前預警。通過發布電網運行風險預警、設備預告警、氣象和環境預警等備類信息。指導作業人員合理安排檢修,將設備故障隱患消滅在萌芽狀態。
2.提升運檢管理穿透力
管控中心以集約化、扁平化、專業化管理為方向,依托電網運檢智能化分析管控系統,對所轄輸變電設備及附屬設施運行工況、運檢現場作業過程進行監督管控,全面管控運檢業務及資源,實現決策指令、現場信息在運檢管控中心與作業現場實時交互,有效提高應急響應速度和現場作業執行效率,提升運檢管控決策的科學性。
對于大型檢修工作,管控系統可根據大數據分析結果和運維保障需要,對人員、車輛、工器具、備品備件等生產資源進行優化調配,最大限度地提高資源配置的利用率。
3.提升社會及經濟效益
管控中心實現了傳統運檢模式的顛覆性變革,極大地提高了運檢管控效率,提升了電網設備安全運行水平。管控中心與帶電檢測、在線監測裝備互聯互通,以及與無人機、機器人等智能設備的密切配合,將大大減少現場檢修、巡視工作量和設備停電時間;實現生產管理模式從“事后應對”向“事前防范”、從“分散現場管控”向“集約生產指揮”的轉變,有效隆低人身傷害事故,確保電網設備的安全穩定運行,進一步提高供電可靠性,并由此產生巨大的社會與經濟效益。
(二)全面實現“四個”轉變
1.緊急消缺型向預測預警型轉變
成立電網智能運檢管控中心之前,省檢修公司對設備的運行狀態感知、數據分析和主動預測預警均缺少有效手段,綜合預測預警能力不足,日常工作往往疲于應對各種突發故障和異常情況,傳統模式已經成為制約風險管控水平和運檢效率效益提升的瓶頸。建立電網智能運檢管控中心后,對設備狀態進行主動跟蹤、預測、分析和評價,降低了設備封膠墊間餐食縫隙后再拆下套管;故隙異常發生概率,減少了電網事故帶來的重大經濟損失。
2.分散指揮模式向集約指揮體系轉變
傳統模式下,運檢指揮鏈條長、協調難,資源統籌調配作用未得到充分發揮,特別是在抗災搶險、供電保障時更為突出。建立電網智能運檢管控中心后,可利用信息平臺的優勢,打通各管控系統縱向信息交互通道,使底層信息能直接連接到管理層,改變傳統分散指揮模式下指令層層衰減、信息傳遞失真的弊病,有效提升運檢管理穿透力,實現人、車、物的最優配置,提高運檢效率與效益。
3.人工分析型向智能分析型轉變
依托電網智能運檢管控中心,對設備運行狀態、工況的系統數據進行智能對比、分析,確定其狀態評價等級,避免了人工手段對設備狀態的檢查和評價,有效降低了作業人員的工作強度,達到減員增效目的。
4.現場診斷型向遠程會商型轉變
通過建立電網智能運檢管控中心,電網的事故異常可不再需要專家人員趕往現場進行事故分析,而是利用管控平臺數據和遠程視頻、遠程會商等功能,實現事故的在線分析與診斷,極大地提高了重大設備應急處置效率。
責任編輯:繼電保護
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