摘要:电网规模不断扩大,检修任务增多,给电网安全生产和检修带来更大的挑战。阐述应用信息技术和智能技术建立电网检修管理信息平台,对平台架构、网络拓扑、功能模块、数据库的设计思路及实现过程进行详细叙述。对电网生产检修现状进行分析,产生对信息化和智能化的需求;利用地理信息系统与图像识别技术相结合,研发出适用于电网检修的安全智能派发系统平台;应用智能手持终端及其 APP 的研发,实现电网检修的生产作业流程管控,节省了人力,降低了安全事故的几率。
关键词:电力;电网检修;安全生产智能派发系统
2010年后,随着图像识别技术的快速进步,以图像识别化技术和通信传输技术为基础的各种组合应用,正推动着电力生产和运行发生着深刻变化,电网正在由传统的坚强电网向智能电网发生和演化,智能化检修在电网中得到越来越多的应用[1-9]。
随着哈密电网向大电网的方向迅猛发展,哈密电网接入机组容量急剧增多,对安全性和可靠性有了更高的要求,而哈密电网作为承接新能源和特高压直流之间重要枢纽,相比之前显得更加重要,对电网的安全生产和运维提出了更高要求。
大力发展信息化建设,构建综合管理信息平台,可对纵向业务系统应用整合能力和信息资源、数据资源实现高效利用,完善电力服务内部市场化竞争机制, 提高电力运维服务的整体竞争水平。
一、电网检修安全生产智能派发系统的基本概述
电网检修安全生产智能派发系统同检修任务单系统、操作量化评估系统等系统开展数据交互,有助于进行智能派发,完成调度工作。该系统克服了依赖经验型的人工检修计划的弊端,为检修人员的任务派发提供了科学可靠的技术支持。在电网运行中,电网设备检修计划具有重要意义,电力企业应当在确保检修状态电网仍然安全运行的基础上,对设备检修流程进行优化,从而追求更为高效的经济效益与社会效益。传统的人工检修设备计划编制流程容易出现人为疏漏,难以量化评估电网风险与电力设备状态,采用电网检修安全生产智能派发系统可编排出安全可行的检修计划[2]。
二、平台设计
根据电网作业的特点,信息平台系统由PMS系统、智能终端系统、GIS系统三个部分组成,其结构如下所示:
图1 电网安全生产系统总体框架
PMS系统是平台的核心,由于电网参数涉密,不能直接与外部网络连接。当生产任务下发至PMS系统后,通过智能终端与PMS的加密连接,读取PMS中的操作任务和部分线路的加密坐标,用于执行当天的生产任务。GIS系统是基础服务模块,利用外部已有的公开数据,对要作业的现场线路进行定位,并将这些信息传递至智能服务终端,作为识别作业风险的基础数据使用。智能终端是作业风险的识别模块,主要功能是集成各种信息,主要是
结合地理信息识别和标识牌智能辨识功能,实现风险实时监控。当检测到高危风险后,语音播报系统会自动发生风险提示,阻止安全事故的发生。
该体制又被称之为故障后检修模式,是一种在设备故障或是功能失效之后实施的检修模式,特点在于此时设备不能继续运行,进行事后检修以排除设备故障。此种检修模式具有一定的优势,能够最大程度提升设备的利用率,防止因为不必要的检修导致资源浪费[3]。但此种检修模式价格昂贵,且会对设备与检修人员的安全形成威胁,不利于电力系统的安全性与稳定性。在现代设备管理中,此种检修模式仅适用于配置冗余、不必要的设备。
三、拓扑架构
3.1 设计思路
电网安全生产智能派发系统涉及到PMS系统通信、智能终端和GIS系统三者的融合和信息交换,有必要针对电网信息安全交换和流通的特性,设计一种合理的拓扑架构,实现电网信息和数据的高效沟通。
智能终端需要电网的PMS系统进行连接,考虑到电网的保密性要求,使用专用的接口和有
线方式与电网系统连接。同时,智能终端需要与服务器进行连接,当需要大量数据传输时,两者通过网线连接。当距离较远时,且存在网络信息时,两者通过无线网络连接。
3.2 网络拓扑
根据设计思路,设计出系统的网络拓扑如下所示:
图2 系统的网络拓扑
四、功能模块
4.1 生产作业下发
如图 3 所示,检修工作票由作业审批人来审批,工作负责人制定操作票,在 PMS系统选择好任务类型、工作位置、工作流程后,将工作任务信息推送到作业人员的智能手持终端上。员工登录终端,确认工作任务,在模拟操作板上模拟操作无误后可以进行下一步的操作。
图3 检修作业流程
4.2GIS模块
电网安全需要地理信息系统的位置进行风险识别,电网安全生产智能派发系统是安全系统的基础性模块。GIS模块具备地图切换功能,支持矢量地图及影像地图。地图操作功能包
括地图复位、放大、缩小、定位等功能。具备测量功能,主要包含测距、测面积、清空等功能。支持操作绘制地块功能,支持多边形绘制;可以根据需求绘制完成显示亩数,该功能可以实现线路范围的划定和区别。
4.3 标识牌智能识别模块
智能识别通过OCR技术实现,提供本地目录接入和api接口形式,接入识别图片。系统接入图像后,对输入图像进行二值化、膨胀腐蚀、角度纠偏等预处理工作,再利用Alexnet对标识牌进行识别,实现对图像文字内容进行识别提取,然后对将输出的文字与站点位置库进行比对(基于文本相似度),到最匹配的站点。本功能支持接口形式输出识别的内容、匹配站点等信息。
五、电网安全生产智能派发系统实现
5.1 服务器配置
应用服务器配置:CPU:8核,内存:4G,系统硬盘:512G,带宽:10M。主要用于后台管理系统部署,地图服务。
服务器采用 Windows 系统,Windows系统成熟,兼容性好,可以实现多种网络接口服务,满足电网公司的日常操作作业的开发和维护需求。
5.2 智能终端配置
智能终端配置:CPU:8核,内存:4G,存储:128G,酷睿:M3,操作系统:win10,主要用于图像识别和位置辨识。
智能终端采用安卓系统,安卓系统是主流操作系统,兼容性好,可以安装多个终端app,满足电网公司的日常操作作业的开发和维护需求。