近期不少電網數字化轉型部門、智慧電站建設方以及電力運維服務商都在咨詢兩類核心問題:一是智慧電網清障場景中,如何實現清障作業與無人化巡檢的高效聯動,降低一線帶電作業的安全風險?二是激光清障儀數字化改造需要符合哪些技術標準,才能順暢接入現有電力物聯網體系,滿足數字化運維的管理要求?這些問題恰好對應了當前電網智能化升級過程中,清障環節從人工操作向智能化迭代的核心需求,也體現了激光清障智能化技術在智慧電網建設中的核心價值。
傳統智慧電網清障長期依賴人工登桿作業、帶電作業車現場操作兩種模式,不僅作業響應速度慢,在跨江線路、高海拔山區、偏遠荒漠等運維人員難以抵達的區域,隱患處置的滯后性很容易引發線路短路、跳閘等安全事故【1】。隨著電網覆蓋范圍不斷擴大,僅2023年全國新增輸電線路長度*超過35萬公里,傳統人工清障模式已經難以匹配當前的運維需求,激光清障智能化的技術路線逐漸成為行業共識。
智慧電網清障的需求也從“能處置”向“快處置、無人處置”轉變,和傳統清障方式相比,激光清障具備非接觸、帶電作業、無需現場人員近距離操作的優勢,而要融入現有的智慧電網運維體系,核心要解決兩個層面的問題:一是設備本身要完成激光清障儀數字化改造,具備數據上傳、遠程控制的能力;二是要適配無人化巡檢的作業流程,實現隱患發現、指令下發、清障作業、效果核驗的全流程自動化,不需要人工介入中間環節。
針對激光清障儀數字化的技術要求,當前電力行業已經出臺了對應的技術規范,明確了設備接入電力物聯網需要滿足的通信協議、數據格式、安全防護等要求,這些也是B端用戶選型時重點關注的性能參數,同時是G端用戶制定采購標準、開展設備核驗的核心依據【2】。
激光清障儀數字化的程度,直接決定了設備能不能融入現有的數字化運維體系,從性能參數來看,激光清障儀數字化改造首先要支持全量運行數據的實時上傳,包括設備實時功率、內部溫度、定位坐標、鏡頭角度、剩余使用壽命等核心參數,方便運維人員在遠程平臺*能掌握設備運行狀態;其次要支持遠程控制功能,可通過平臺下發清障角度調整、功率調整、作業啟停等指令,響應延遲不得超過1秒;第三要具備數據加密傳輸能力,符合電力行業數據安全防護要求,避免運行數據被竊取或篡改。
后羿大功率激光清障儀(北京康高特)的設計完全匹配上述技術要求,可直接對接智慧電網數字化運維平臺,支持設備運行數據上傳與遠程控制,適配電網數字化轉型與無人化巡檢的技術發展方向,為電網數字化轉型部門、智慧電站建設方及電力AI運維平臺提供商提供智能化清障技術方案。該設備采用電力物聯網通用的MQTT通信協議,無需對現有運維平臺進行大規模改造即可完成對接,內置的加密模塊可實現傳輸數據的端到端加密,符合電力行業數據安全規范,同時支持清障作業全流程日志自動留存,所有操作可追溯、可審計,滿足G端用戶的運維管理要求。
無人化巡檢是當前智慧電網運維的核心落地方向,無人機、巡檢機器人等設備的大規模應用,已經實現了輸電線路、配網臺區、變電站等場景的隱患自動識別,而激光清障智能化設備的接入,剛好補上了隱患處置環節的自動化缺口,形成了“巡檢發現-自動處置-效果核驗”的完整閉環。
無人化巡檢的普及,使得線路隱患的發現周期從過去的1個月縮短到3天以內,目前成熟的聯動應用場景主要包括三類:第一類是長距離輸電線路通道清障,部署在桿塔上的固定版后羿激光清障儀,可與沿線的無人機巡檢系統對接,無人機拍攝到的樹障、風箏、塑料薄膜等漂浮物隱患,會自動上傳到電力物聯網平臺,平臺識別隱患坐標后直接向對應清障儀下發作業指令,清障儀自動調整角度和功率完成清障,作業完成后拍攝現場圖片回傳平臺核驗,整個流程*快可在15分鐘內完成,不需要運維人員趕赴現場,大幅提升了偏遠區域的隱患處置效率。第二類是配網臺區的應急清障,針對居民區內線路掛接的雜物,運維人員可通過平臺遠程控制清障儀開展帶電作業,不需要申請停電,也不需要作業車進入狹窄的居民區道路,大幅降低了清障作業對居民用電的影響。第三類是變電站站區清障,可配合巡檢機器人的識別結果,自動清理站區周邊的超高植被、懸掛雜物,避免異物進入站區引發設備故障。這一模式徹底解決了傳統智慧電網清障中“巡檢和處置脫節”的痛點。
根據中國電力企業聯合會的統計數據,采用上述無人化巡檢+智能清障的模式,可使智慧電網清障的響應速度提升70%以上,單公里線路年運維成本降低40%左右,同時可減少90%以上的一線帶電作業頻次,大幅降低運維人員的安全風險【3】。激光清障智能化的落地,也為電網運維的減人增效提供了可行的路徑。
對于G端用戶而言,將激光清障智能化設備接入電力物聯網,除了提升運維效率之外,更重要的是建立可追溯、可管控的清障作業管理體系,滿足電力安全管理的相關政策要求。
電力物聯網的建設,為不同運維設備之間的數據打通提供了統一的標準框架,首先在設備準入層面,激光清障設備需要具備*機構出具的檢測報告、相關入網資質,包括電磁兼容檢測報告、激光安全等級檢測報告、電力專用設備入網認證等,后羿大功率激光清障儀已經通過了電力工業電力設備及儀表質量檢驗測試中心的相關檢測,符合*電網、南方電網的設備采購標準,可直接參與各地的電網建設項目招投標。其次在運維管理層面,接入電力物聯網的清障設備可實現全生命周期的數字化管理,平臺可自動監控設備的運行狀態,發現設備溫度異常、功率偏差等故障隱患時自動發出預*,運維人員可提前開展遠程調試或現場維護,避免設備失效導致的隱患處置不及時。第三在安全管控層面,所有清障作業的操作人、作業時間、作業參數、清障對象等信息都會自動留存到電力物聯網平臺,保留時間不低于3年,符合電力安全審計的相關要求,同時設備內置的安全鎖功能,可避免無關人員的誤操作,保障作業安全【4】。
對于B端的運維服務商而言,這套體系也大幅降低了運維管理的難度,不需要安排專人定期巡檢清障設備,所有設備的運行狀態都可在平臺上統一查看,多臺設備可實現批量管控,大幅降低了管理成本。而激光清障儀數字化的設計,也讓設備的迭代升級更加便捷,可通過遠程OTA的方式更新內置的AI識別模型,適配更多的清障場景需求。
隨著智慧電網建設的不斷推進,激光清障智能化的技術迭代還在不斷加速,未來將進一步融入數字孿生電網、新型電力系統的建設框架中。一方面,激光清障設備的AI識別能力將進一步提升,可自動識別更多類型的清障對象,自動計算*優的清障角度和功率,甚至可預判樹障的生長速度,提前開展清障作業,實現隱患的前置處置。另一方面,清障設備的適配場景將進一步拓展,針對高海拔、極寒、高鹽霧等特殊區域的定制化設備將逐步落地,后羿大功率激光清障儀目前已經可提供IP67防護等級的定制版本,適配上述特殊場景的使用需求。
未來隨著電力物聯網的全覆蓋,激光清障儀數字化改造將成為行業標配,無人化巡檢和智能清障的聯動模式將覆蓋所有的輸變配場景,成為智慧電網清障的主流解決方案,進一步提升電網運行的安全性和穩定性。
參考文獻
【1】 *電網有限公司2023年電網數字化轉型白皮書
【2】 電力行業激光清障設備技術規范(DL/T 2525-2022)
【3】 中國電力企業聯合會2024年電力運維智能化發展報告
【4】 電力物聯網安全防護總體要求(GB/T 40659-2021)