10月26日，廣東省東江—深圳供水工程運(yùn)營公司利用中國電科院輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)供水工程110千伏旗上線等線路附近多處未批開挖情況。根據(jù)系統(tǒng)衛(wèi)星普查結(jié)果，巡查班組人員第一時間趕往現(xiàn)場核查，要求施工方暫停施工，避免了施工作業(yè)對線路保護(hù)區(qū)的持續(xù)性破壞。
輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)是中國電力科學(xué)研究院有限公司針對偏遠(yuǎn)山區(qū)、無人區(qū)和人口密集區(qū)域等環(huán)境下輸電線路通道隱患較多、巡查難度大等情況專門研發(fā)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2019年上線，并持續(xù)迭代優(yōu)化，目前已升級至第三代。第三代系統(tǒng)在電網(wǎng)典型災(zāi)害預(yù)警與應(yīng)急響應(yīng)的基礎(chǔ)上新增了輸電線路外力破壞隱患衛(wèi)星智能巡查模塊，實(shí)現(xiàn)對輸電線路通道內(nèi)基礎(chǔ)附近堆（取）土、建筑物、樹木、施工作業(yè)、易燃易爆物、防洪/排水/基礎(chǔ)保護(hù)設(shè)施、道路/橋梁、易飄浮物和線下垂釣區(qū)9類對象19種外力破壞隱患的智能識別定位、提前預(yù)警和報告發(fā)送，減輕一線班組負(fù)擔(dān)，提高輸配線路防外力破壞水平。
全覆蓋監(jiān)測輸電線路通道環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)外力破壞隱患
常規(guī)情況下，遠(yuǎn)程輸電線路通道環(huán)境監(jiān)測主要通過攝像頭。但在線監(jiān)測攝像頭監(jiān)控范圍有限，很難無死角、全范圍監(jiān)控整條線路的通道環(huán)境，對于監(jiān)測隨機(jī)分布的外力破壞隱患來說有一定不足。
為了提升輸電線路外力破壞風(fēng)險防控能力，中國電科院提出了基于衛(wèi)星遙感的輸電線路外破智能普查技術(shù)，在輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)框架內(nèi)新增了輸電線路外破隱患衛(wèi)星智能巡查模塊。該模塊接入國內(nèi)外100余顆衛(wèi)星數(shù)據(jù)，搭載了典型外力破壞隱患衛(wèi)星遙感標(biāo)準(zhǔn)化樣本集，集成了基于深度學(xué)習(xí)的外力破壞隱患智能識別模型，可實(shí)現(xiàn)輸電通道2千米范圍內(nèi)亞米級外力破壞隱患識別定位，智能識別精度達(dá)85%以上。針對樹障外力破壞隱患，該模塊可實(shí)現(xiàn)樹線距離0.5米精度的隱患定量估算，有助于大范圍、低成本巡查樹障隱患。
目前，該系統(tǒng)已經(jīng)在國網(wǎng)浙江、四川電力等多個省級電力公司110千伏及以上輸電線路應(yīng)用，累計巡查500千伏及以上線路超過2000千米。同時，中國電科院積極推廣系統(tǒng)應(yīng)用，已向內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司、廣東粵港供水有限公司、南方電網(wǎng)云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司等成功推廣應(yīng)用，收益400余萬元。
仿真推演隱患變化，提前預(yù)判線路故障風(fēng)險
“7月份，臺風(fēng)‘煙花’從登陸到消亡影響了11個省公司。”系統(tǒng)研發(fā)人員趙彬指著系統(tǒng)上的臺風(fēng)“煙花”路徑說，“我們結(jié)合衛(wèi)星普查的易飄浮物分布結(jié)果和溫度、濕度、風(fēng)壓等各類氣象數(shù)據(jù)，預(yù)測線路異物分布情況，以日報形式呈現(xiàn)給各單位相關(guān)部門，累計報告異物高風(fēng)險區(qū)段30余段，支撐各單位在受臺風(fēng)影響前開展針對性的預(yù)防處置?！?/p>
常規(guī)運(yùn)維手段下，攝像頭、無人機(jī)只能監(jiān)測到輸電線路通道環(huán)境的現(xiàn)狀，無法進(jìn)一步預(yù)測輸電線路通道附近的物體是否會對線路造成影響。
為了準(zhǔn)確預(yù)測輸電通道附近易飄浮物演化為外力破壞異物的概率和落點(diǎn)位置，中國電科院在輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)中集成了輸電線路臺賬坐標(biāo)、高度、走向和地形地貌、異物類型、衛(wèi)星遙感易飄浮物普查結(jié)果、高精度風(fēng)速風(fēng)向預(yù)報結(jié)果等18種因子，自主研發(fā)了基于多因子耦合的輸電線路異物預(yù)測預(yù)警模型，實(shí)現(xiàn)易飄浮物飄浮路徑三維仿真與落點(diǎn)定位，提前告警異物風(fēng)險。
“現(xiàn)在，系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了一鍵式的飄浮物演化過程三維仿真和風(fēng)險告警。”系統(tǒng)研發(fā)人員趙彬說，“只需人工輸入線路3～5個基本參數(shù)，系統(tǒng)就能自動獲取該區(qū)域其他環(huán)境條件，半小時內(nèi)得到未來48小時內(nèi)100千米輸電線路區(qū)段全覆蓋異物風(fēng)險分布結(jié)果，形成異物風(fēng)險分布一張圖?！?/p>
星地協(xié)同感知，優(yōu)化監(jiān)測布局提升自動化水平
9月份起，中國電科院在北京通州開展星地協(xié)同外力破壞隱患監(jiān)測預(yù)警試點(diǎn)應(yīng)用，通過衛(wèi)星普查預(yù)測，發(fā)現(xiàn)110千伏北府線、北府瞳支線高風(fēng)險外力破壞隱患30余處。
輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)隨即將衛(wèi)星普查的高風(fēng)險區(qū)段結(jié)果通過自動化數(shù)據(jù)鏈發(fā)送到附近的地面終端，利用攝像頭、毫米波雷達(dá)監(jiān)測裝置等地面終端24小時不間斷監(jiān)測整條線路外力破壞隱患情況。這擴(kuò)大了外力破壞監(jiān)測覆蓋范圍，同時最大限度降低了人員野外巡查工作量，提升巡查效率。
目前，衛(wèi)星、無人機(jī)、地面?zhèn)鞲械妊矙z技術(shù)手段的協(xié)同應(yīng)用還不流暢，往往依靠單一技術(shù)手段得出巡檢結(jié)果，再由人工核查情況。
為了提升多種巡檢技術(shù)手段協(xié)同的效率，系統(tǒng)研發(fā)人員為輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)設(shè)計了標(biāo)準(zhǔn)化的衛(wèi)星普查結(jié)果接口格式，集成現(xiàn)有地面?zhèn)鞲泄芸叵到y(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)星地信息實(shí)時傳輸。衛(wèi)星普查和仿真推演發(fā)現(xiàn)風(fēng)險點(diǎn)時，系統(tǒng)會將風(fēng)險點(diǎn)坐標(biāo)信息傳送至現(xiàn)有地面?zhèn)鞲泄芸叵到y(tǒng)，通過地面監(jiān)測終端實(shí)時監(jiān)測隱患風(fēng)險，提升外力破壞隱患監(jiān)測的自動化水平。
“通過衛(wèi)星與現(xiàn)有手段的創(chuàng)新結(jié)合，我們實(shí)現(xiàn)了輸電線路外力破壞從事后處理向事前預(yù)防的提升。我們將進(jìn)一步深入研究外力破壞和自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警領(lǐng)域的星空地協(xié)同關(guān)鍵技術(shù)，拓展基于衛(wèi)星的線路本體狀態(tài)定量估算等新應(yīng)用，把系統(tǒng)的監(jiān)測范圍擴(kuò)大至配網(wǎng)，積累不同地形地貌下的使用數(shù)據(jù)，提升電網(wǎng)線路安全運(yùn)行水平。”系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、中國電科院輸變電工程研究所監(jiān)評室主任劉彬說。
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