CN113162232A - 一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法，所述系统包括输电线路主动预警与防御决策应用平台、企业中台、外网业务系统、内网业务系统。本发明通过总体展示输电线路运行状态，支撑运维人员及时掌握电网运行状态；接入气象环境数据可查看具体线路的温度、湿度、风速、风向等气象信息；构建智能风险评估模型，及时对输电设备异常和隐患信息进行预警提示，方便运检专业人员对线路运行情况进行分析，提前制定出防御性运维策略，降低设备故障率，实现“主动防控”的运维模式。

Description

一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法
技术领域
本发明涉及一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法，属于输电线路状态监测及风险评估技术领域。
背景技术
随着电网建设的快速发展，高压输电线路跨越的地理、气象环境愈发复杂多变，给运维部门在保障线路运行稳定性方面增加了困难，同时复杂的地理和气象环境增加了线路故障跳闸的防御难度，导致线路跳闸率上升。
目前的输电线路具有比较完善的在线监测系统，可以对输电线路设备的弧垂、风偏、杆塔倾斜、覆冰等数据进行实时获取，可以对实时气象数据及气象预警信息进行采集，实现线路运行环境的全面感知。输电线路完善的状态监测系统为线路故障主动预警及防御决策应用提供了数据基础。
现有技术中，公开号为CN107403268A的发明专利申请披露了一种输电线路风险评估系统，包括采集模块、评估模块、存储模块和展示模块；采集模块：采集输电线路运行数据、杆塔规格参数和气象实时监测数据；评估模块：解析采集数据，并对输电线路上的杆塔进行风险等级评估，对输电线路上的区段进行风险状态评估；存储模块：对采集数据和评估结果进行存储；展示模块：对采集数据和评估结果GIS进行展示。该现有技术通过对输电线路数据和气象监测数据对接，使系统处理分析结果准确度高、应用性强并实现数据共享，为输电线路展示和信息集中提供平台。但是，现有技术的技术方案仅是基于输电线路状态监测系统的数据，对输电线路进行被动的风险状态评估，未对现有的输电线路在线监测系统、气象系统以及雷电监测系统的数据建立起综合的数据分析模型，所以无法将设备和气象的实时数据直接应用于故障预测。
相对于现有技术的被动式运维手段，“主动式”的运维手段要求具备故障的提前感知能力，从而能够在故障发生前通过一定的运维手段进行提前防御，达到防止故障发生的目的。面对输电线路所处的复杂运行环境和运行条件，对故障的预测将有助于针对性的开展运维工作，并且能够降低线路的故障发生率。因此，有必要建立电网输电线路故障主动预警及防御决策应用，为输电线路运维管理向“主动防控”的运维模式转变奠定基础。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法，在充分考虑输变电设备状态感知能力、气象环境监测能力、纵向完备程度及各个维度状态数据可用性和明显差异性的基础上，应用输电设备各维度信息进行综合建模，对多维度信息进行差异化分析，实现输电线路/杆塔动态状态评价、输电设备故障概率有效评估，并依据运维数据和运维经验推出合理的防御策略，建立集设备感知、数据分析、智能决策为一体的智能化运维体系。
输电线路主动预警及防御决策应用以服务输电数字化为目标，以“大云物移智”的全景感知信息为支撑，将相对孤立的台账、设备状态、缺陷隐患、检测、气象等多维异构时空数据进行贯通融合，应用大数据技术、智能推理机技术，与专家经验进行联合驱动，建立故障链式诊断评估的智能模型，实现对设备故障风险的动态预警和精准防御决策，提升输电业务管理的智慧化水平。
通过对PMS系统、GIS系统、气象系统、在线监测系统数据的接入，实现输电线路预警信息的展示，提高对电网异常运行工况的掌握，辅助提升电网设备应对异常情况的能力，包括：(1)设备多维状态数据接入。基于PMS、在线监测、气象等系统，实现设备基础信息、设备地理信息、外部环境信息、设备状态监测数据和设备缺陷故障数据的全面接入、汇集和管理，加强设备运维和管理人员对设备的感知能力。(2)预警信息综合展示。通过对气象预警、在线监测预警、设备隐患预警数据接入，实现输电预警信息的集中展示和详情查询，提升应对电网设备异常的能力。(3)设备风险评估。根据输电线路状态、缺陷故障记录、检测检修记录，提炼形成隐患预警的特征量和判断规则，从而构建出智能风险评估模型，实现对雷电、冰害、风偏、污秽、外破、鸟害等隐患的主动预警，并生成运维检修策略，提升隐患发现和处置能力。通过开发标准的数据接口，获取PMS系统、在线监测系统、雷电监测系统以及气象系统的实时数据，通过科学的数学模型对设备隐患进行预测并实时预警，再结合现有的运维数据和规程，自动推送运维措施对预警进行处理，实现输电的智能运维，从而减少故障的发生，提高输电线路运行稳定性。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种输电线路设备风险评估与防御决策系统，包括输电线路主动预警与防御决策应用平台、企业中台、外网业务系统、内网业务系统；所述输电线路主动预警与防御决策应用平台包括数据接入模块、数据存储模块、微服务模块、微应用模块；所述企业中台包括：电网资源业务中台、数据中台；所述外网业务系统包括至少一个在线监测模块；所述内网业务系统包括电力管理系统PMS模块、在线监测模块、气象模块；所述数据接入模块通过服务调用的方式与所述企业中台通讯连接，用于获取企业中台的输电线路基础台账数据；所述数据接入模块通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，用于获取外网在线监测数据；所述数据接入模块通过所述内网业务系统的所述电力管理系统PMS模块提供的接口服务，与所述电力管理系统PMS模块连接获取PMS数据；所述数据接入模块与所述内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据。
进一步，所述微服务模块用于提供智能模型、分析和统计服务，通过分析所述输电线路基础台账数据、PMS数据、气象预报数据、外网在线监测数据、内网在线监测数据、风险数据，实现输电线路状态监测预警信息的综合分析展示以及智能预警；所述微应用模块面向省、市及基层执行机构提供预警信息总览应用子模块、风险评估子模块；所述预警信息总览应用子模块对输电线路的基本信息、外网在线监测数据告警的位置与分布、外网在线监测数据告警的统计分析结果、气象预报信息进行全局数据概览展示；所述风险评估子模块根据输电线路状态、输电设备历史缺陷故障记录、输电线路检修历史和运维经验，形成缺陷预警特征量和判断规则，构建智能风险评估模型，实现对风险的主动预警；所述智能风险评估模型包括雷电风险评估模型、污秽风险评估模型、冰害风险评估模型、外破风险评估模型、鸟害风险评估模型、过负荷风险评估模型。
进一步，所述雷电风险评估模型具体包括雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险诊断分析部、雷电风险预警规则库、雷电风险预警输出部、雷电风险决策建议输出部；所述雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险预警规则库连接所述雷电风险诊断分析部，所述雷电风险诊断分析部连接所述雷电风险预警输出部，所述雷电风险预警输出部连接所述雷电风险决策建议输出部；所述雷电风险信息采集部用于采集线路电压等级信息、杆塔架设方式信息、避雷器安装情况信息、雷区等级信息、历史雷击跳闸率信息；所述雷电风险信息输入部用于输入技改大修申报信息；所述雷电风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述雷电风险预警输出部输出雷电隐患预警信息；所述雷电风险决策建议输出部输出雷电风险运维检修策略清单。
进一步，所述污秽风险评估模型具体包括污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险诊断分析部、污秽风险预警规则库、污秽风险预警输出部、污秽风险决策建议输出部；所述污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险预警规则库连接所述污秽风险诊断分析部，所述污秽风险诊断分析部连接所述污秽风险预警输出部，所述污秽风险预警输出部连接所述污秽风险决策建议输出部；所述污秽风险信息采集部用于采集绝缘子材料信息、抽检情况信息、投运时间信息、电压等级信息；所述污秽风险信息输入部用于输入周期信息；所述污秽风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述污秽风险预警输出部输出污秽隐患预警信息；所述污秽风险决策建议输出部输出污秽风险运维检修策略清单。
进一步，所述冰害风险评估模型具体包括冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险诊断分析部、冰害风险预警规则库、冰害风险预警输出部；所述冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险预警规则库连接所述冰害风险诊断分析部，所述冰害风险诊断分析部连接所述冰害风险预警输出部；所述冰害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集杆塔类型信息、档距/高程信息、冰区等级信息、设计冰层厚度信息，还进一步采集在线监测覆冰厚度信息；所述冰害风险信息输入部用于输入气象预警信息；所述冰害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述冰害风险预警输出部输出冰害隐患预警信息。
进一步，所述外破风险评估模型具体包括外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险诊断分析部、外破风险预警规则库、外破风险预警输出部、外破风险决策建议输出部；所述外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险预警规则库连接所述外破风险诊断分析部，所述外破风险诊断分析部连接所述外破风险预警输出部，所述外破风险预警输出部连接所述外破风险决策建议输出部；所述外破风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集缺陷记录/净空距离信息、树种信息，还进一步采集电压等级信息、最大净空距离信息；所述外破风险信息输入部用于输入周期信息；所述外破风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述外破风险预警输出部输出外破隐患预警信息；所述外破风险决策建议输出部输出外破风险运维检修策略清单。
进一步，所述鸟害风险评估模型具体包括鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险预警规则库连接所述鸟害风险诊断分析部，所述鸟害风险诊断分析部连接所述鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集鸟害区段历史记录信息、防鸟害装置安装情况信息、防鸟害装置缺陷记录信息，还进一步采集鸟类活动信息、鸟类筑巢期信息；所述鸟害风险信息输入部用于输入周期信息；所述鸟害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述鸟害风险预警输出部输出鸟害隐患预警信息。
进一步，所述过负荷风险评估模型具体包括过负荷风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、过负荷风险预警规则库连接所述过负荷风险诊断分析部，所述过负荷风险诊断分析部连接所述过负荷风险预警输出部；所述过负荷风险信息采集部用于采集环境温度信息、设计载流量信息、负荷电流情况信息、三跨情况信息、红外测温数据信息、缺陷历史情况信息、弧垂测试记录信息、交叉跨越缺陷信息；所述过负荷风险信息输入部用于输入周期/缺陷信息；所述过负荷风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述过负荷风险预警输出部输出过负荷隐患预警信息。
本发明还包括一种输电线路设备风险评估与防御决策方法，应用于上述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，包括如下步骤：S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据；S20.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据存储模块对所述外部输入数据进行存储；S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息；S40.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微应用模块对输电线路的基本信息、在线监测告警的位置与分布、在线监测告警信息统计分析、气象环境信息进行综合展示，推送风险的主动预警信息，形成并显示可执行的运维检修策略清单。
进一步，所述步骤S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据，具体包括：通过电力管理系统PMS模块的接口服务，获取输电线路、杆塔、导地线、绝缘子的资源台账、图形、隐患、缺陷、监测数据；通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，获取外网在线监测数据；通过内网业务系统的电力管理系统PMS模块提供的接口服务，获取PMS数据；通过与内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据、风险数据；所述步骤S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息，具体包括：通过多级图形化界面，展示输电线路状态监测预警信息。
本发明所达到的有益效果：1、总体展示输电线路运行状态，通过汇总、分析各类在线监测装置实时采集数据，对分析结果进行可视化展示，支撑运维人员及时掌握电网运行状态；2、接入气象环境数据可查看具体线路的温度、湿度、风速、风向等气象信息；3、根据运维经验和历史缺陷故障记录，提炼形成设备风险辨识的特征量和判断规则，从而构建出智能风险评估模型，及时对异常和隐患预警信息进行提示，方便运检专业人员对线路运行情况进行分析，提前制定出防御性运维策略，降低设备故障率，实现“主动防控”的运维模式。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为本发明的系统内部部署架构图；
图3为本发明多级图形化界面的系统首页图；
图4为本发明多级图形化界面的线路状态监测告警页面图；
图5为本发明多级图形化界面的线路气象信息展示页面图；
图6为本发明多级图形化界面的输电智能预警信息一级展示页面图；
图7为本发明多级图形化界面的输电智能预警信息二级展示页面图；
图8为本发明的雷电风险评估模型图；
图9为本发明的污秽风险评估模型图；
图10为本发明的冰害风险评估模型图；
图11为本发明的外破风险评估模型图；
图12为本发明的鸟害风险评估模型图；
图13为本发明的过负荷风险评估模型图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本申请提供进一步的说明。
除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1：
如图1所示，输电线路设备风险评估与防御决策系统，包括输电线路主动预警与防御决策应用平台、企业中台、外网业务系统、内网业务系统。
遵循SG-CIM模型及输电专业统一数据标准，依托一体化国网云进行省级部署、多级应用。系统总体架构分为四层，数据接入和存储层按照统一接口规范(当前采用与PMS等业务系统接口的方式，未来采用调用电网资源业务中台服务的方式)，获取PMS、状态监测、气象、大风和雷电等系统的台帐类、监测类和气象环境类数据；服务层提供智能模型、分析和统计服务，应用层面向省、市及基层执行机构提供预警信息总览、风险评估和防御决策功能。
所述输电线路主动预警与防御决策应用平台包括数据接入模块、数据存储模块、微服务模块、微应用模块。
所述企业中台包括：电网资源业务中台、数据中台。
所述外网业务系统包括至少一个在线监测模块。
所述内网业务系统包括电力管理系统PMS模块、在线监测模块、气象模块。
所述数据接入模块通过服务调用的方式与所述企业中台通讯连接，用于获取企业中台的输电线路基础台账数据。
所述数据接入模块通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，用于获取外网在线监测数据。
所述数据接入模块通过所述内网业务系统的所述电力管理系统PMS模块提供的接口服务，与所述电力管理系统PMS模块连接获取PMS数据。
所述数据接入模块与所述内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据、风险数据。
所述微服务模块用于提供智能模型、分析和统计服务，通过分析所述输电线路基础台账数据、PMS数据、气象预报数据、外网在线监测数据、内网在线监测数据、风险数据，实现输电线路状态监测预警信息的综合分析展示以及智能预警。通过提供智能模型、分析和统计服务，通过对输电线路的基础台账、气象预报、输电线路状态监测、气象监测(风偏、微气象、覆冰、雷电定位)、地理信息等数据的实时监测分析，实现输电线路状态监测预警信息综合分析展示，实现输电设备雷电、冰害、风偏、污秽、外破、鸟害等隐患的智能预警。
所述微应用模块面向省、市及基层执行机构提供预警信息总览应用子模块、风险评估子模块。
所述预警信息总览应用子模块对输电线路的基本信息、外网在线监测数据告警的位置与分布、外网在线监测数据告警的统计分析结果、气象预报信息进行全局数据概览展示。通过接入电网PMS2.0系统、GIS平台、输电线路状态监测系统数据信息，实时关注状态监测的应用情况，对输电线路的基本信息、在线监测告警的位置与分布、在线监测告警信息统计分析、气象环境信息等进行综合展示，为运检人员和设备管理单位提供输电线路状态监测全局数据概览。
所述风险评估子模块根据输电线路状态、输电设备历史缺陷故障记录、输电线路检修历史和运维经验，形成缺陷预警特征量和判断规则，构建智能风险评估模型，实现对风险的主动预警；所述智能风险评估模型包括雷电风险评估模型、污秽风险评估模型、冰害风险评估模型、外破风险评估模型、鸟害风险评估模型、过负荷风险评估模型。根据输电线路状态、输电设备历史缺陷故障记录、输电线路检修历史和运维经验，提炼形成缺陷预警的特征量和判断规则，从而构建出智能风险评估模型，实现对雷电、冰害、风偏、污秽、外破、鸟害等风险的主动预警，并形成可执行的运维检修策略清单。
如附图2所示，系统采用微服务、微应用技术进行开发和部署，微服务和微应用在一体化国网云上进行部署运维。遵照国网互联网部的云平台管理要求，充分利用国网云平台所提供的能力，采用容器技术在省公司信息内网进行部署。输电线路主动预警与防御决策应用在管理信息大区(信息内网)部署，共涉及到IaaS层、PaaS层和SaaS层提供的能力和组件，根据应用的具体情况可适当进行扩展。
IaaS层：云服务器ECS，主要用于持续集成，微服务、微应用的构建等运维工作服务。负载均衡SLB/ELB，用于服务器间的负载均衡。
PaaS层：分布式服务应用主要用于应用发布与管理、构建分布式系统、监控系统运行状态。实时监控服务主要用于Java应用监控、用户体验监控、业务场景监控。云服务总线主要用于应用与实例通信，实例间互通。文档数据库MongoDB主要用于存储系统产生的非关系型数据。RDS for MySQL数据库主要用于存储设备台账信息、巡检业务信息等。
SaaS层：采用国网云提供的容器服务(CS)进行微服务和微应用的发布。如附图3-5所示，系统对输电线路状态监测告警、气象环境信息、系统主动预警信息及故障概率评估结果等各类重要信息进行集中展示，为输电运检管理工作提供全面多维度数据支撑。并作为各个功能的入口，通过系统首页页面穿透至状态监测告警展示功能页面、气象环境信息展示页面、输电线路风险评估功能页面，进行详细查询。
通过接入电网PMS2.0系统、GIS平台、输电线路状态监测系统数据信息，实时关注状态监测的应用情况，对输电线路的基本信息、在线监测告警的位置与分布、在线监测告警信息统计分析等进行综合展示，为运检人员和设备管理单位提供输电线路状态监测全局数据概览。
输电设备状态监测告警类型包括：气象环境类(微气象、覆冰、现场污秽度)、导线类(导线弧垂、导线温度、微风振动、风偏、舞动)、杆塔类(杆塔倾斜)、杆塔附件类(绝缘子污秽)等。可在GIS地图上行定位展示告警位置，具备告警信息统计分析功能，以表格或柱状图、饼状图等方式展示。
状态监测告警展示分为GIS图、线路状态监测告警、监测装置数量三个主要功能点，总体展示电网管属范围内重点输电线路运行状态，通过汇总、分析各类在线监测装置实时采集数据，对分析结果进行可视化展示，支撑运维人员及时掌握电网运行状态。
(1)通过GIS图直观的展示管辖区域范围内线路的地理位置信息，可以定位展示在线监测装置告警对应的设备位置；
(2)线路状态监测告警通过统计分析综合展示输电线路各类在线监测装置实时报警情况。
1)气象环境
以图例形式展示区域管辖范围内线路的微气象、覆冰、现场污秽程度三种在线监测装置的告警数量(对重复报警进行自动化合并，同一装置类型，监测设备ID最多只能存在一条报警信息)；
点击微气象、覆冰、现场污秽程度时可以在GIS图上定位发生告警的设备位置信息；
点击微气象、覆冰、现场污秽程度告警统计数时、弹出二级页面可以显示告警明细，可根据监测类型、告警状态、日期范围、所属线路、所属杆塔等条件查询告警信息。
2)导线监测
以记录条目形式展示区域管辖范围内所有线路的导线弧垂、导线温度、微风振动、风偏、舞动等在线监测装置的告警数量，默认展示告警数量较多的五种监测装置信息，多于五种的可以左右进行切换；
点击导线弧垂、导线温度、微风振动、风偏、舞动时可以在GIS图上定位发生告警的设备位置信息；
点击导线弧垂、导线温度、微风振动、风偏、舞动告警统计数时，弹出二级页面可以显示告警明细，可根据监测类型、告警状态、日期范围、所属线路、所属杆塔等条件查询告警信息。
3)杆塔监测
以图例形式展示区域管辖范围内所有线路的杆塔倾斜在线监测装置的告警数量；
点击杆塔倾斜时可以在GIS图上定位发生告警的设备位置信息；
点击杆塔倾斜告警统计数时，弹出二级页面可以显示告警明细，可根据监测类型、告警状态、日期范围、所属线路、所属杆塔等条件查询告警信息。
4)杆塔附件
以图例形式展示区域管辖范围内所有线路的绝缘子污秽程度在线监测装置的告警数量；
点击绝缘子污秽程度时可以在GIS图上定位发生告警的杆塔位置信息；
点击绝缘子污秽程度告警统计数时，弹出二级页面可以显示告警明细，可根据监测类型、告警状态、日期范围、所属线路、所属杆塔等条件查询告警信息。
(3)通过对监测装置数量的统计分析，展示管辖区域范围内线路主要在线监测装置的数量及运行状态。
可在GIS地图上叠加暴雨、高温、低温、大风、寒潮、雷电、覆冰等七种常规气象图层，分析影响的线路，支撑用户提前做好风险管控工作，通过接入气象环境数据可查看具体线路的温度、湿度、风速、风向等气象信息。
气象环境信息展示模块涉及的业务数据项包含气象预报信息、气象预报文字预警信息。其中气象预报信息包括天气、降雨量、平均湿度、平均风速等，气象预报文字预警信息包括线路名称、气象类型、预报警等级、起报时间、结束时间。
气象环境信息展示分为线路气象预警、气象预报预警信息、气象地图三个主要功能点，总体展示受常规七种气象影响电网管属范围内的输电线路。
(1)GIS地图展示受七种常规气象预报不同时效所影响的管辖范围内所有线路的地理位置分布。
(2)线路气象预警是通过七种常规气象72小时的气象预报图层，分析出每个预报实效影响的线路。
七种常规气象按不同时效以工程进度图方式分别展示；点击进度图不同时效的节点，联动GIS地图展示该时效气象预警影响线路，同时联动气象预报预警信息展示影响线路所在位置当日的天气信息以及气象预警文字信息；起报时间展示当前最新气象预报的起报时间；
(3)气象预报预警信息主要展示七种常规气象预报不同时效产生的文字预警信息和所影响线路所在地方的实时气象信息。
分别每间隔10秒自动滚动展示当前时效气象类型影响线路的所在地市的气象信息，分别每间隔10秒自动滚动展示当前时效气象类型影响线路文字预警信息，与气象预报预警信息同步滚动展示。
如附图6-7所示，在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：雷区等级、杆塔区段信息、避雷器安装信息以及技改大修决策建议等信息，指导现场运维检修工作的开展。
如附图8所示，所述雷电风险评估模型具体包括雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险诊断分析部、雷电风险预警规则库、雷电风险预警输出部、雷电风险决策建议输出部。
所述雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险预警规则库连接所述雷电风险诊断分析部，所述雷电风险诊断分析部连接所述雷电风险预警输出部，所述雷电风险预警输出部连接所述雷电风险决策建议输出部。
所述雷电风险信息采集部用于采集线路电压等级信息、杆塔架设方式信息、避雷器安装情况信息、雷区等级信息、历史雷击跳闸率信息；所述雷电风险信息输入部用于输入技改大修申报信息；所述雷电风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述雷电风险预警输出部输出雷电隐患预警信息；所述雷电风险决策建议输出部输出雷电风险运维检修策略清单。
雷电风险评估模型是通过对输电线路电压等级、杆塔类型、杆塔架设方式、输电线路架设档距、输电线路雷区等级、避雷器安装情况、避雷器隐患情况及线路历史雷击跳闸率等特征数据的综合分析，结合专家经验及相关规程，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库。在每年技改大修申报前发布雷电隐患预警信息和运维检修策略清单。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表1所示：
Figure BDA0003012580200000141
Figure BDA0003012580200000151
Figure BDA0003012580200000161
Figure BDA0003012580200000171
表1
如附图9所示，所述污秽风险评估模型具体包括污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险诊断分析部、污秽风险预警规则库、污秽风险预警输出部、污秽风险决策建议输出部；所述污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险预警规则库连接所述污秽风险诊断分析部，所述污秽风险诊断分析部连接所述污秽风险预警输出部，所述污秽风险预警输出部连接所述污秽风险决策建议输出部。
所述污秽风险信息采集部用于采集绝缘子材料信息、抽检情况信息、投运时间信息、电压等级信息；所述污秽风险信息输入部用于输入周期信息；所述污秽风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述污秽风险预警输出部输出污秽隐患预警信息；所述污秽风险决策建议输出部输出污秽风险运维检修策略清单。
系统根据输电导则，依据设备智能诊断模型和智能检修决策模型，对输电设备污秽隐患开展全面诊断，污秽风险评估包括故障绝缘子未及时更换、污秽等级变化、RTV老化情况、复合绝缘子未双串化、绝缘子老化、外绝缘配置不足等多种预警类型。
在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：预警类型、预警内容等信息以及技改大修决策建议信息，指导现场运维检修工作开展。
污秽风险评估模型是通过对输电线路电压等级、绝缘子材料、防污闪涂料情况、投运时间、缺陷历史记录、三跨情况、地区污秽等级、气象条件等特征数据的综合分析，结合专家经验及相关规程，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库，定时触发诊断分析并发布污秽隐患预警信息和运维检修策略清单。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表2所示：
Figure BDA0003012580200000181
Figure BDA0003012580200000191
表2
如附图10所示，所述冰害风险评估模型具体包括冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险诊断分析部、冰害风险预警规则库、冰害风险预警输出部；所述冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险预警规则库连接所述冰害风险诊断分析部，所述冰害风险诊断分析部连接所述冰害风险预警输出部。
所述冰害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集杆塔类型信息、档距/高程信息、冰区等级信息、设计冰层厚度信息，还进一步采集在线监测覆冰厚度信息；所述冰害风险信息输入部用于输入气象预警信息；所述冰害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述冰害风险预警输出部输出冰害隐患预警信息。
系统根据输电导则，依据设备智能诊断模型和智能检修决策模型，对输电设备冰害隐患开展全面诊断，冰害风险评估包括防过荷载倒塔断线预警和防脱冰跳跃及倒塔断线预警等多种预警类型。
在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：预警类型、预警内容等信息，指导现场运维检修工作开展。
冰害风险评估模型是通过对环境气象参量监测数据、覆冰监测装置数据、易覆冰区分布图、杆塔类型、塔位情况等特征数据的综合分析，结合专家经验及相关规程，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库，气象覆冰预警信息触发诊断并发布冰害隐患预警信息。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表3所示：
Figure BDA0003012580200000201
Figure BDA0003012580200000211
表3
如附图11所示，所述外破风险评估模型具体包括外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险诊断分析部、外破风险预警规则库、外破风险预警输出部、外破风险决策建议输出部；所述外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险预警规则库连接所述外破风险诊断分析部，所述外破风险诊断分析部连接所述外破风险预警输出部，所述外破风险预警输出部连接所述外破风险决策建议输出部。
所述外破风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集缺陷记录/净空距离信息、树种信息，还进一步采集电压等级信息、最大净空距离信息；所述外破风险信息输入部用于输入周期信息；所述外破风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述外破风险预警输出部输出外破隐患预警信息；所述外破风险决策建议输出部输出外破风险运维检修策略清单。
系统根据输电导则，依据设备智能诊断模型和智能检修决策模型，对输电设备外破隐患开展全面诊断。
在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：预警类型、预警内容等信息以及技改大修决策建议信息，指导现场运维检修工作开展。
外破隐患预警模型是通过对输电线路电压等级、缺陷历史记录(树线距离和树种)、树种生长数据、最大净空距离等特征数据的综合分析，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库，定期触发诊断分析并发布外破隐患预警信息和运维检修策略清单。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表4所示：
Figure BDA0003012580200000221
Figure BDA0003012580200000231
表4
如附图12所示，所述鸟害风险评估模型具体包括鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险预警规则库连接所述鸟害风险诊断分析部，所述鸟害风险诊断分析部连接所述鸟害风险预警输出部。
所述鸟害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集鸟害区段历史记录信息、防鸟害装置安装情况信息、防鸟害装置缺陷记录信息，还进一步采集鸟类活动信息、鸟类筑巢期信息；所述鸟害风险信息输入部用于输入周期信息；所述鸟害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述鸟害风险预警输出部输出鸟害隐患预警信息。
系统根据输电导则，依据设备智能诊断模型和智能检修决策模型，对输电设备鸟害隐患开展全面诊断。
在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：预警类型、预警内容等信息，指导现场运维检修工作开展。
鸟害风险评估模型通过对鸟害隐患区段历史记录、输电线路防鸟害装置安装情况、防鸟害装置缺陷历史记录、鸟类活动及筑巢时期等特征数据的综合分析，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库，定期触发诊断分析并发布鸟害隐患预警信息。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表5所示：
Figure BDA0003012580200000241
表5
如附图13所示，所述过负荷风险评估模型具体包括过负荷风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、过负荷风险预警规则库连接所述过负荷风险诊断分析部，所述过负荷风险诊断分析部连接所述过负荷风险预警输出部。
所述过负荷风险信息采集部用于采集环境温度信息、设计载流量信息、负荷电流情况信息、三跨情况信息、红外测温数据信息、缺陷历史情况信息、弧垂测试记录信息、交叉跨越缺陷信息；所述过负荷风险信息输入部用于输入周期/缺陷信息；所述过负荷风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；所述过负荷风险预警输出部输出过负荷隐患预警信息。
根据输电导则，依据设备智能诊断模型和智能检修决策模型，对输电线路过负荷隐患开展全面诊断。
在输电智能预警池一级展示界面，选定一条预警信息后点击查看该预警信息详情。预警信息包括：预警类型、预警内容等信息，指导调度部门合理调配线路输送容量，有序开展动态增容。
过负荷风险评估模型通过对环境温度、环境感知数据、设计载流量、负荷电流、交跨信息、红外测温记录、弧垂测试记录、缺陷历史记录等特征数据的综合分析，建立高内聚低耦合的典型预警诊断规则库。定时/事件触发诊断分析并发布过负荷隐患预警信息，对温度超限线路及时发送热点告警，帮助运维人员掌控重超载线路、老旧线路运行状态，指导开展精准运维。所述特征数据可以根据实际需要增减。一种评估模型的实例如下表6所示：
Figure BDA0003012580200000251
Figure BDA0003012580200000261
表6
实施例2：
输电线路设备风险评估与防御决策方法，应用于上述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，包括如下步骤：S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据；S20.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据存储模块对所述外部输入数据进行存储；S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息；S40.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微应用模块对输电线路的基本信息、在线监测告警的位置与分布、在线监测告警信息统计分析、气象环境信息进行综合展示，推送风险的主动预警信息，形成并显示可执行的运维检修策略清单。
进一步，所述步骤S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据，具体包括：通过电力管理系统PMS模块的接口服务，获取输电线路、杆塔、导地线、绝缘子的资源台账、图形、隐患、缺陷、监测数据；通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，获取外网在线监测数据；通过内网业务系统的电力管理系统PMS模块提供的接口服务，获取PMS数据；通过与内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据、风险数据；所述步骤S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息，具体包括：通过多级图形化界面，展示输电线路状态监测预警信息。
本发明的输电线路设备风险评估与防御决策系统及方法以服务输电数字化为目标，以“大云物移智”的全景感知信息为支撑，将相对孤立的台账、设备状态、缺陷隐患、检测、气象等多维异构时空数据进行贯通融合，应用大数据技术、智能推理机技术，与专家经验进行联合驱动，建立故障链式诊断评估的智能模型，实现对设备故障风险的动态预警和精准防御决策，提升输电业务管理的智慧化水平。
通过对PMS系统、GIS系统、气象系统、在线监测系统数据的接入，实现输电线路预警信息的展示，提高对电网异常运行工况的掌握，辅助提升电网设备应对异常情况的能力。
(1)设备多维状态数据接入。基于PMS、在线监测、气象等系统，实现设备基础信息、设备地理信息、外部环境信息、设备状态监测数据和设备缺陷故障数据的全面接入、汇集和管理，加强设备运维和管理人员对设备的感知能力。
(2)预警信息综合展示。通过对气象预警、在线监测预警、设备隐患预警的数据接入，实现输电预警信息的集中展示和详情查询，提升应对电网设备异常的能力。
(3)设备风险评估。根据输电线路状态、缺陷故障记录、检测检修记录，提炼形成隐患预警的特征量和判断规则，从而构建出智能风险评估模型，实现对雷电、冰害、风偏、污秽、外破、鸟害等隐患的主动预警，并生成运维检修策略，提升隐患发现和处置能力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：包括输电线路主动预警与防御决策应用平台、企业中台、外网业务系统、内网业务系统；
所述输电线路主动预警与防御决策应用平台包括数据接入模块、数据存储模块、微服务模块、微应用模块；
所述企业中台包括：电网资源业务中台、数据中台；
所述外网业务系统包括至少一个在线监测模块；
所述内网业务系统包括电力管理系统PMS模块、在线监测模块、气象模块；
所述数据接入模块通过服务调用的方式与所述企业中台通讯连接，用于获取企业中台的输电线路基础台账数据；
所述数据接入模块通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，用于获取外网在线监测数据；
所述数据接入模块通过所述内网业务系统的所述电力管理系统PMS模块提供的接口服务，与所述电力管理系统PMS模块连接获取PMS数据；
所述数据接入模块与所述内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据、风险数据。
2.根据权利要求1所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述微服务模块用于提供智能模型、分析和统计服务，通过分析所述输电线路基础台账数据、PMS数据、气象预报数据、外网在线监测数据、内网在线监测数据、风险数据，实现输电线路状态监测预警信息的综合分析展示以及智能预警；
所述微应用模块面向省、市及基层执行机构提供预警信息总览应用子模块、风险评估子模块；
所述预警信息总览应用子模块对输电线路的基本信息、外网在线监测数据告警的位置与分布、外网在线监测数据告警的统计分析结果、气象预报信息进行全局数据概览展示；
所述风险评估子模块根据输电线路状态、输电设备历史缺陷故障记录、输电线路检修历史和运维经验，形成缺陷预警特征量和判断规则，构建智能风险评估模型，实现对风险的主动预警；
所述智能风险评估模型包括雷电风险评估模型、污秽风险评估模型、冰害风险评估模型、外破风险评估模型、鸟害风险评估模型、过负荷风险评估模型。
3.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述雷电风险评估模型具体包括雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险诊断分析部、雷电风险预警规则库、雷电风险预警输出部、雷电风险决策建议输出部；所述雷电风险信息采集部、雷电风险信息输入部、雷电风险预警规则库连接所述雷电风险诊断分析部，所述雷电风险诊断分析部连接所述雷电风险预警输出部，所述雷电风险预警输出部连接所述雷电风险决策建议输出部；
所述雷电风险信息采集部用于采集线路电压等级信息、杆塔架设方式信息、避雷器安装情况信息、雷区等级信息、历史雷击跳闸率信息；
所述雷电风险信息输入部用于输入技改大修申报信息；
所述雷电风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述雷电风险预警输出部输出雷电隐患预警信息；
所述雷电风险决策建议输出部输出雷电风险运维检修策略清单。
4.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述污秽风险评估模型具体包括污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险诊断分析部、污秽风险预警规则库、污秽风险预警输出部、污秽风险决策建议输出部；所述污秽风险信息采集部、污秽风险信息输入部、污秽风险预警规则库连接所述污秽风险诊断分析部，所述污秽风险诊断分析部连接所述污秽风险预警输出部，所述污秽风险预警输出部连接所述污秽风险决策建议输出部；
所述污秽风险信息采集部用于采集绝缘子材料信息、抽检情况信息、投运时间信息、电压等级信息；
所述污秽风险信息输入部用于输入周期信息；
所述污秽风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述污秽风险预警输出部输出污秽隐患预警信息；
所述污秽风险决策建议输出部输出污秽风险运维检修策略清单。
5.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述冰害风险评估模型具体包括冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险诊断分析部、冰害风险预警规则库、冰害风险预警输出部；所述冰害风险信息采集部、冰害风险信息输入部、冰害风险预警规则库连接所述冰害风险诊断分析部，所述冰害风险诊断分析部连接所述冰害风险预警输出部；
所述冰害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集杆塔类型信息、档距/高程信息、冰区等级信息、设计冰层厚度信息，还进一步采集在线监测覆冰厚度信息；
所述冰害风险信息输入部用于输入气象预警信息；
所述冰害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述冰害风险预警输出部输出冰害隐患预警信息。
6.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述外破风险评估模型具体包括外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险诊断分析部、外破风险预警规则库、外破风险预警输出部、外破风险决策建议输出部；所述外破风险信息采集部、外破风险信息输入部、外破风险预警规则库连接所述外破风险诊断分析部，所述外破风险诊断分析部连接所述外破风险预警输出部，所述外破风险预警输出部连接所述外破风险决策建议输出部；
所述外破风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集缺陷记录/净空距离信息、树种信息，还进一步采集电压等级信息、最大净空距离信息；
所述外破风险信息输入部用于输入周期信息；
所述外破风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述外破风险预警输出部输出外破隐患预警信息；
所述外破风险决策建议输出部输出外破风险运维检修策略清单。
7.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述鸟害风险评估模型具体包括鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、鸟害风险信息输入部、鸟害风险预警规则库连接所述鸟害风险诊断分析部，所述鸟害风险诊断分析部连接所述鸟害风险预警输出部；
所述鸟害风险信息采集部用于采集输电线路基础台账数据，进而采集鸟害区段历史记录信息、防鸟害装置安装情况信息、防鸟害装置缺陷记录信息，还进一步采集鸟类活动信息、鸟类筑巢期信息；
所述鸟害风险信息输入部用于输入周期信息；
所述鸟害风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述鸟害风险预警输出部输出鸟害隐患预警信息。
8.根据权利要求2所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于：
所述过负荷风险评估模型具体包括过负荷风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、鸟害风险诊断分析部、鸟害风险预警规则库、鸟害风险预警输出部；所述鸟害风险信息采集部、过负荷风险信息输入部、过负荷风险预警规则库连接所述过负荷风险诊断分析部，所述过负荷风险诊断分析部连接所述过负荷风险预警输出部；
所述过负荷风险信息采集部用于采集环境温度信息、设计载流量信息、负荷电流情况信息、三跨情况信息、红外测温数据信息、缺陷历史情况信息、弧垂测试记录信息、交叉跨越缺陷信息；
所述过负荷风险信息输入部用于输入周期/缺陷信息；
所述过负荷风预警规则库存储有基于专家经验及规程建立的高内聚低耦合的典型预警诊断规则；
所述过负荷风险预警输出部输出过负荷隐患预警信息。
9.一种输电线路设备风险评估与防御决策方法，应用于权利要求1-8任一项所述的输电线路设备风险评估与防御决策系统，其特征在于包括如下步骤：
S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据；
S20.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据存储模块对所述外部输入数据进行存储；
S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息；
S40.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微应用模块对输电线路的基本信息、在线监测告警的位置与分布、在线监测告警信息统计分析、气象环境信息进行综合展示，推送风险的主动预警信息，形成并显示可执行的运维检修策略清单。
10.根据权利要求9所述的输电线路设备风险评估与防御决策方法，其特征在于：
所述步骤S10.输电线路主动预警与防御决策应用平台的数据接入模块获取外部输入数据，具体包括：通过电力管理系统PMS模块的接口服务，获取输电线路、杆塔、导地线、绝缘子的资源台账、图形、隐患、缺陷、监测数据；通过加装防火墙和安全隔离装置的通讯线路与所述外网业务系统通讯连接，获取外网在线监测数据；通过内网业务系统的电力管理系统PMS模块提供的接口服务，获取PMS数据；通过与内网业务系统的在线监测模块、气象模块分别通讯连接，用于获取内网在线监测数据、气象预报数据、风险数据；
所述步骤S30.输电线路主动预警与防御决策应用平台的微服务模块实时监测分析所述外部输入数据，综合分析展示输电线路状态监测预警信息，具体包括：通过多级图形化界面，展示输电线路状态监测预警信息。
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