10月26日，廣東省東江—深圳供水工程運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)是中國電力科學研究院有限公司針對偏遠山區(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)在電網典型災害預警與應急響應的基礎上新增了輸電線路外力破壞隱患衛(wèi)星智能巡查模塊，實現(xiàn)對輸電線路通道內基礎附近堆（取）土、建筑物、樹木、施工作業(yè)、易燃易爆物、防洪/排水/基礎保護設施、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、提前預警和報告發(fā)送，減輕一線班組負擔，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，在輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)框架內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)星遙感標準化樣本集，集成了基于深度學習的外力破壞隱患智能識別模型，可實現(xiàn)輸電通道2千米范圍內亞米級外力破壞隱患識別定位，智能識別精度達85%以上。針對樹障外力破壞隱患，該模塊可實現(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)已經在國網浙江、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)應用，已向內蒙古電力（集團）有限責任公司、廣東粵港供水有限公司、南方電網云南電網有限責任公司等成功推廣應用，收益400余萬元。
仿真推演隱患變化，提前預判線路故障風險
“7月份，臺風‘煙花’從登陸到消亡影響了11個省公司?！毕到y(tǒng)研發(fā)人員趙彬指著系統(tǒng)上的臺風“煙花”路徑說，“我們結合衛(wèi)星普查的易飄浮物分布結果和溫度、濕度、風壓等各類氣象數(shù)據(jù)，預測線路異物分布情況，以日報形式呈現(xiàn)給各單位相關部門，累計報告異物高風險區(qū)段30余段，支撐各單位在受臺風影響前開展針對性的預防處置。”
常規(guī)運維手段下，攝像頭、無人機只能監(jiān)測到輸電線路通道環(huán)境的現(xiàn)狀，無法進一步預測輸電線路通道附近的物體是否會對線路造成影響。
為了準確預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、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果、高精度風速風向預報結果等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測預警模型，實現(xiàn)易飄浮物飄浮路徑三維仿真與落點定位，提前告警異物風險。
“現(xiàn)在，系統(tǒng)已經實現(xiàn)了一鍵式的飄浮物演化過程三維仿真和風險告警?！毕到y(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，半小時內得到未來48小時內100千米輸電線路區(qū)段全覆蓋異物風險分布結果，形成異物風險分布一張圖。”
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)測預警試點應用，通過衛(wèi)星普查預測，發(fā)現(xiàn)110千伏北府線、北府瞳支線高風險外力破壞隱患30余處。
輸電線路多源衛(wèi)星智能巡查系統(tǒng)隨即將衛(wèi)星普查的高風險區(qū)段結果通過自動化數(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、地面?zhèn)鞲械妊矙z技術手段的協(xié)同應用還不流暢，往往依靠單一技術手段得出巡檢結果，再由人工核查情況。
為了提升多種巡檢技術手段協(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)設計了標準化的衛(wèi)星普查結果接口格式，集成現(xiàn)有地面?zhèn)鞲泄芸叵到y(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)星地信息實時傳輸。衛(wèi)星普查和仿真推演發(fā)現(xiàn)風險點時，系統(tǒng)會將風險點坐標信息傳送至現(xiàn)有地面?zhèn)鞲泄芸叵到y(tǒng)，通過地面監(jiān)測終端實時監(jiān)測隱患風險，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)新結合，我們實現(xiàn)了輸電線路外力破壞從事后處理向事前預防的提升。我們將進一步深入研究外力破壞和自然災害監(jiān)測預警領域的星空地協(xié)同關鍵技術，拓展基于衛(wèi)星的線路本體狀態(tài)定量估算等新應用，把系統(tǒng)的監(jiān)測范圍擴大至配網，積累不同地形地貌下的使用數(shù)據(jù)，提升電網線路安全運行水平。”系統(tǒng)研發(fā)團隊負責人、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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