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【摘要】随着电网规模扩大及可靠性要求提高,如何应对日益频繁的极端天气影响,有效降低高压输电线路的维护费用,提高管理的信息化水平,已成为电网安全运行的重大课题。为突破传统以人工巡视为主的线路管理方式,南方电网超高压输电公司于2009年正式启动了“输电线路三维GIS运行管理系统”建设项目,借助激光雷达扫描、全球定位、卫星遥感、在线监测等技术,着力打造了集三维展示、路径巡航、状态监测、线路模拟等多功能于一体的,国内首个大规模广域输电线路综合管理及在线监测平台。
作为电力系统的重要组成部分,输电线路长期暴露在自然环境中,不仅要承受正常机械载荷和电力负荷的内部压力,还要经受污秽、雷击、强风、覆冰等外界因素的侵害,若不及时发现和消除潜在隐患,极易引发故障甚至事故,对电力系统的安全稳定运行构成威胁。但输电线路的运行维护目前仍以传统的人工巡视为主,不仅耗费较大的人力及时间成本,且在重大自然灾害发生时几乎无法发挥作用。因此,如何提高在线监测水平,特别是高压输电线路,成为电网应用研究领域的重要课题。
随着地理信息系统(Geographic Information System,GIS)技术的飞速发展及其在道路交通、城市规划、矿产开发等领域的成功应用,电力系统逐渐将GIS技术引入其中,并产生了可观的经济效益。但过去采用的是二维坐标的GIS系统,即在不同的层中以点、线、面等符号表征不同类型的实际物体,基于GIS的输电线路管理一直处于较为简单、原始的阶段,无法真正地反映线路、杆塔等电力设备设施周围的地形地貌,不能为巡视、操作及检修人员提供一个真实的环境信息。
为突破输电线路管理的技术瓶颈,超高压公司于2009年正式启动了“输电线路三维GIS运行管理系统”(以下简称三维GIS系统)建设项目,借助直升机搭载激光雷达扫描设备对所辖近15000多公里的输电线路及其走廊环境进行了数据扫描与处理,并融合全球定位、卫星遥感、在线监测、雷电定位等多项技术,着力打造了集三维展示、路径巡航、状态监测、线路模拟等功能于一体的,国内首个大规模广域输电线路综合管理平台。
1 输电线路三维GIS数据
虽然关于GIS的定义有许多不同,但几乎都公认GIS是一个以空间数据(信息)为中心的系统,这一点从美国摄影测量与遥感学会给出的定义即可见一般:“GIS是一个对地球空间信息进行编码、存储、转换、分析和显示的信息系统”。数据是GIS的血液,构造三维GIS平台的基础就是获得相应的矢量数据、模型数据以及影像数据。
超高压公司三维GIS系统数据扫描采用机载激光雷达扫描技术,对输电线路及走廊环境(宽度约100m)的信息进行采集,对采集结果进行分析和处理,产生输电线路/环境的三维点阵数据,并依照数据库要求进行数据再处理,包括三维空间数据对象分类提取、矢量化、属性匹配等。处理后的航飞轨迹精度可达:平面位置≤5cm,高程≤10cm;空间点精度可达:水平误差≤50cm,垂直误差≤20cm,影像分辨率≤50cm。
2 输电线路三维GIS运行管理系统研制路线
2.1 以关系数据库为中心进行多媒体数据管理
为了实现关系数据库对数据的统一管理,同时考虑海量的数据管理及性能问题,系统选用大型数据库Oracle作为数据库管理系统,以解决空间数据与非空间数据的管理问题。同时实现系统数据集成存储、网络共享、分布式处理。
2.2 影像处理合成
将数字正射影像图(DOM)在系统中与数字高程模型(DEM)进行三维融合,生成skyline平台独有的三维地形文件,完成包括遥感影像,高程数据和适量数据的影像处理合成。
2.3 系统开发
Skyline平台的TerraExplorer Pro是强大的三维建模工具,也是一个强大的分析工具,它支持WFS/WMS和ArcSDE,可以很好的与电力系统现存的二维系统联动。同时,Skyline平台的Developer提供了COM接口。利用该接口,可以实现用户自定义开发,从而和数据库做到完美的结合,充分利用外部资源,满足用户的需求。
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近日,深州市雷雨天气频繁发生。为加强输电线路运维管理,及时消除线路隐患,提升输电线路巡视工作质量,确保雷雨季节输电线路安全稳定运行,深州市供电公司组织输电运检班对辖区内输电线路开展特殊巡视工作。输电运检班在日常巡视的基础上增加特殊巡视工作,深入查找各条输电线路存在的隐患和缺陷,对
青海黄南藏族自治州区域内86%以上都是山区,这里的输电线路运维工作要比其他地区更加艰难。每当遇到雷雨、降雪等恶劣天气时,线路特巡工作量非常大。最近,黄化供电公司根据输电线路特殊区段的分布情况,结合以往运维管理经验,制作《110千伏输电线路特殊区段风险管控色谱图》,提升输电线路精益化管理
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