华东电网输电线路监测中心建设技术方案.pdf

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华东电网输电线路监测中心建设技术方案华东电网有限公司华东电网有限公司二二OO九年九年十十月月目录一、一、项目背景项目背景.3二、系统的功能需求二、系统的功能需求.32.1与已有生产、运行管理系统互联.42.2输电线路状态信息实时的监测.42.3探索OPGW在输电线路监测上的应用.42.4实现视频图像、三维GIS数据展示.52.5输电线路综合信息的高级应用.5三、系统构建方案三、系统构建方案.73.1网络总体架构.73.2软件总体架构.9四、建设方案四、建设方案.104.1沥富沥阳线路概况.104.2监测装置硬件集成与部署.104.3输电线路状态监测平台的开发和部署.124.4输电线路OPGW通信系统的部署.13五、建设进度计划五、建设进度计划.14华东电网输电线路监测中心建设技术方案第3页共14页一、一、项目项目背景背景近年来，随着能源短缺问题日益严峻、供电可靠性要求不断提高，电网运营面临巨大挑战，智能化成为国际电网发展的必然趋势,建设智能电网在欧美国家已经逐步上升到国家战略层面。

面对电网发展的新形势、新任务，国家电网公司党组坚持以科学发展观统领全局，深入推进“两个转变”，对加快建设统一坚强智能电网进行了动员和部署，明确了智能电网发展战略目标、建设任务和工作要求。

输电线路是电网结构的基础，输电线路的状态对电网安全起着至关重要的作用。

近年来，变电设备的监测技术日臻完善，状态监测手段日趋成熟，而输电线路仍然处于较为粗放的管理的水平，难以应对日益提高的可靠性要求，更无法满足智能电网发展的需要。

华东电网有限公司按照国家电网公司的统一要求，在输电线路状态监测技术方面进行了大量的准备工作，组织中国电科院、华东电力试验研究院和上海涌能能源科技发展公司等单位对沥富沥阳线路状态监测试点工作进行了规划，并会同华东各省、市电力公司相关单位进行试点考察，形成了一套较为完整的技术方案。

二、二、系统的功能需求系统的功能需求华东电网公司按照国家电网公司颁布的输电线路状态监测中心功能规范框架确立了输电线路监测中心的目标，并确立监测中心的基本功能需求为：

加强输电线路基础资料管理，实现输电线路状态的实时监测，实现输电线路的安全预警和辅助决策、实现输电线路的可视化管理和提高线路信息的综合分析及应用能力。

华东电网输电线路监测中心建成后能够提高输电线路的管理水平，为智能电网发展的奠定了坚实的基础。

按照国家电网公司的相关要求，华东电网公司输电线路监测中心按照网省层次的功能需求进行了详细规划，共包括5个部分的内容。

华东电网输电线路监测中心建设技术方案第4页共14页2.1与已有生产与已有生产、运行、运行管理管理系统系统互联互联目前，华东电网公司已投运的生产管理系统有：

通用GIS系统（二维）、生产管理系统（PMS）（包括输电线路基础信息、缺陷信息、检测试验信息等）；雷电定位系统（包括雷电、害密度分布图）、能量管理系统（EMS）、电网应急指挥系统等。

输电线路监测中心将针对已投运的生产管理系统提供标准的数据调用接口，汇集各系统的线路相关数据，在基于多系统数据整合的基础上，对输电线路运行情况及状态数据进行综合处理和统一显示，消除目前输电线路数据在各个生产系统中彼此独立而形成“信息孤岛”现状，并对可能发生事故进行预警，使生产、调度和运行部门能够实时掌握输电线路的运行情况，实现全面的输电线路运行管理。

2.2输电线路状态信息实时的监测输电线路状态信息实时的监测根据华东电网输电线路监测中心在试点项目中，考虑采用的输电线路在线监测装置包括：

输电线路在线增容系统（线温监测）、微气象环境监测系统、导地线振动监测系统、图像视频实时监测系统、导线温度与弧垂实测系统。

通过建立以上监测系统，实现导线的温度监测、导地线振动监测、弧垂监测、视频监测等功能，方便输电线路运行单位对线路本体、附属设施及线路通道进行实时监视，实现对线路本体、附属设施及线路通道的实时管理，为用户指挥决策，提供数据基础，使线路的运行状态可控、能控、在控。

2.3探索探索OPGW在输电线路监测在输电线路监测中中的应用的应用宽带大容量通信通道，是输电线路信息化合智能化的基础。

而目前多数监测装置采用的无线通信方式数据通道容量低、保密性差因而不能满足智能电网的要求，因此国内一些单位已经开始尝试借用OPGW进行监测数据通信。

针对此问题，华东电网公司生产部组织专门调研组对已经实施的工程进行调研，拟在此次华东电网输电线路监测中心建设技术方案第5页共14页试点工程中对相关技术进行探索。

利用OPGW冗余光纤作为输电线路监测中心的数据通信通道，建立由光纤交换机、无线Wi-Fi网桥、太阳能电源组成分布式OPGW通信系统，并通过现场接入单元形成的以太网光纤自愈环网。

所组成的OPGW通信系统，能够建立分布式数据接入服务，使分布在各个杆塔上的数据采集单元可以基于以太网进行大容量数据传输。

基于OPGW线路监测通信系统实施后，能够将电力通信的可用接入点从变电站延伸到整个输电线路，为实现智能电网奠定坚实的通信基础。

2.4实现视频图像、三维实现视频图像、三维GIS数据展示数据展示通过在华东电网公司建立网省级的输电线路集中监视和控制中心，采用大屏幕显示技术，将输电走廊的地理信息、设备台帐信息、在线监测数据、故障测距结果、雷电定位信息直接显示在三维的GIS系统中，可以对输电线路的运行实施全方位的监控。

监控中心的数据处理系统能够基于导线温度、导地线微风振动、导线弧垂、线路负荷、气象环境等参量的实时数据，绘制输电线路走廊、铁塔、导线和其它线路设备的二维、三维视图，构成输电线路的虚拟现实对象，实现输电线路的24小时远程巡检和可视化监管，并能够在输电线路实时监控基础上，探索制定适应智能电网发展的输电线路运行管理制度。

2.5输电线路综合信息的高级应用输电线路综合信息的高级应用输电线路监测中心在综合在线监测数据和生产运行数据的基础上，进行输电线路的动态增容应用、输电线线路覆冰监测和冰情预报应用、线路微风振动的水平和导线的疲劳寿命应用，同时结合天气预报系统和华东电网公司的气象灾害预警系统，在监测到出现大风、覆冰、台风、暴雨等极端恶劣气候条件，以及严重外力破坏、火灾、地质等线路灾害时，能及时进行灾害预警、定位，并按照灾害的种类、规模，进行缓冲级别和各级缓冲半径设置，为线路运行管理单位进行应华东电网输电线路监测中心建设技术方案第6页共14页急指挥提供信息依据。

输电线路监测中心建成后，能够针对各系统的数据进行信息融合，实现对输电线路各方面特性的综合分析，使输电线路监控中心的大量数据得到有效的利用，为进一步提升输电线路管理水平提供有力的支持。

华东电网输电线路监测中心建设技术方案第7页共14页三三、系统构建系统构建方案方案3.1网络总体网络总体架构架构华东电网输电线路监测中心建设技术方案第8页共14页整个网络结构为满足华东电网输电线路监测中心建设框架的要求，以及通信可靠性的要求，逻辑上可划分为OPGW路通信系统、地市输电线路数据中心（临时）、华东电网输电线路数据中心、输电线路物理监控中心、生产运行管理系统接口五大部分。

1.OPGW通信系统负责将现场数据采集单元、视频采集单元所监测的信息通过OPGW方式传输到相应的地市输电线路数据中心。

同时为保证通信可靠性，现场数据采集单元所监测的信息。

2.根据沥富、沥阳线路的是由杭州局和芜湖局共同维护的情况，地市输电线路数据中心分别在杭州局和芜湖局各建设一个输电线路数据中心，负责管理各自所属线路数据采集单元和视频采集单元传送上来的数据，并接入EMS信息和故障测距信息，同时将这些数据上传到华东电网输电线路数据中心。

3.华东电网输电线路数据中心放在华东电力试验研究院，负责管理杭州局输电线路数据中心和芜湖局输电线路数据中心传送上来的数据，并接入PMS、雷电定位系统和气象预警系统的信息，同时将这些数据上传到国家电网输电线路数据中心。

4.华东电网输电线路物理监控中心放在华东电力试验研究院，通过大屏幕显示技术，可以有效地、智能地显示整个沥富沥阳线路各种状态量信息，三维GIS信息、线路视频信息，还可以通过信息子屏的方式调用其他在线监测系统的信息，为网调输电线路的决策提供实时信息支撑和分析计算服务。

5.生产运行管理系统接口部分则主要是负责接入华东电网的PMS、雷电定位系统、污闪监测系统、气象危害预警系统的相关数据，并可将输电线路监测中心的数据接入到华东电网公司的公共信息平台、公共GIS平台和应急指挥系统。

华东电网输电线路监测中心建设技术方案第9页共14页3.2软件软件总体总体架构架构架构设计上分为如下三层：

应用系统层：

本层是一个个单独的应用系统，彼此独立，运行良好，每个单独的应用系统反映线路运行状况的一个方面，如在线监测系统，视频监测系统，雷电定位系统等。

这些应用系统有的已用于生产管理，但彼此独立，不利于发挥综合优势，输电线路监测中心将通过提供统一的数据接口，将它们的数据纳入到数据中心平台中。

数据中心层：

本层将上层各独立应用系统数据纳入到本平台，并进行统一存储、集中处理、综合分析，实现多系统的数据融合，并将输电线路的综合信息全面的展现给用户。

该层同时提供各类数据标准调用接口，能够按其他用户系统的需要方便的将输电线路状态信息和分析结果传输出去，使输电线路监测中心成为智能电网的有机组成部分。

数据应用层：

数据应用层能够基于实时监测数据建立输电线路的虚拟现实模型，并利用三维GIS平台实现线路运行状态的多角度观察，实现监测系统的可视化。

数据应用层将采用B/S架构，用户机可采用浏览器查询各类数据信息、并进行自主分析，从实现对生产管理的辅助决策支持。

华东电网输电线路监测中心建设技术方案第10页共14页四四、建设、建设方案方案4.1沥富沥阳线路概况沥富沥阳线路概况沥富5921线，沥阳5931线于2006年投入运行，该段线路为双回路架设，起于安徽境内500kV河沥变，止于浙江省500kV富阳变，与葛南直流及多条重要交通干线交跨，线路全长156.637km。

4.2监测装置监测装置硬件集成与硬件集成与部署部署各类状态量监测设备（包括微气象）都安装在杆塔或杆塔附近的导线上，监测设备把采集所得的数据，以射频信号方式发送到安装在杆塔上的通讯基站，通讯基站支持两种方式将数据传输到运行单位监测中心：

1.通讯基站将采集数据经由GSM网络将数据直接送至运行单位监测中心数据服务器（这种通讯方式在系统中作为OPGW通信中断时的备用通道）。

2.通讯基站将采集数据通过无线AP中继，将数据发送至OPGW接续盒附近的光纤交换机，采集数据先后经由光纤交换机、接续盒、OPGW光纤，进入变电站华东电网专网，最后进入运行单位监测中心服务器。

安装于杆塔上的视频监测设备则使用以太网方式，将监测的视频数据直接通华东电网输电线路监测中心建设技术方案第11页共14页过无线AP中继，将数据发送至OPGW接续盒附近的光纤交换机，采集数据先后经由光纤交换机、接续盒、OPGW光纤，进入变电站华东电网专网，最后进入运行单位监测中心视频服务器。

注：

注：

详细部署方案请参见华东电网输电线详细部署方案请参见华东电网输电线路监测中心硬件集成与部路监测中心硬件集成与部署方案署方案华东电网输电线路监测中心建设技术方案第12页共14页4.3输电线路输电线路状态状态监测监测平台的开发和部署平台的开发和部署输电线路状态监测平台总体架构按照国网、网省、地市三级平台设计要求，华东电网输电线路状态监测中心软件平台包括网省、地市公司二级平台，并对国网状态监测中心平台提供数据支持。

网省以数据汇总分析、辅助决策为主，地市公司以实时监测为主，彼此之间信息共享、互联互通。

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