基于配电线路巡线工作的网格划分及编码方法研究

基于配电线路巡线工作的网格划分及编码方法研究

张文辉 张文成

国网山东省电力公司滨州市沾化区供电公司 山东滨州 256800

摘要：针对配电线路巡检工作流程，促进维护系统的稳定，本文提出了一种新的基于巡线图内涵信息的共享基底网格划分方式，并能通过GPS实现对于每一块网格的独立确定编码。使用这一网格划分方式及三维定位编码能够精细化巡线员管理单位，提升定位精度及管理效果，缩短故障或隐患的发现和排除之间的时间间隔，从而提高巡线效率及系统安全性。

关键词：配电线路；巡线工作；网格划分；编码方法

随着电力系统的规模的不断扩大，其安全性、稳定性和可靠性等方面的研究也在不断进步。然而，再精准的保护措施也无法确保电缆的稳定运行，总是会发生监测范围外的一些人为或自然因素对电缆造成的危害。常见的有道路施工误挖电缆、车辆撞击、风筝或鸟兽造成短路等。为了避免这一类事故的发生，巡线工作是必须的。通过巡线，往往能提前发现输配电线路中可能存在的隐患，并提前将其排除，以降低事故的发生率。因此，巡线是需要且必要的。

巡线图网格划分方式

1.1基础网格划分

基础网格划分是图像信息处理中最常用的网格划分方法之一。在原始图像的信息区分度较小的情况下，就能使用基础网格划分方法来细化图像，进行细化分析。对于巡线图也是如此，为获得不同级的矢量数据，可将其横向按照任意间距分为m份，再按纵向分为n份，这便在原始图像的基础上构成了第2级的m×n个网格。再在第2级网格的基础上，将其中的每一块分为m×n份，于是巡线图便被分为了（m×n）2份。以此类推，最终将其划分为i级的（m×n）2个网格。划分过程如图1所示。

图1基础网格划分示意图

虽然理论上可以无限划分，但这将必然给实际使用时的硬件和软件带来很大的压力，因此需要恰当地选择所分级数，既能达到所需要的精细程度，又能通过技术实现。

1.2线路信息划分

图像本身的信息通常也是区块划分的一大重点。对于电力线路或是巡线图来说，依据设备的分布进行区块划分相当有效，而其具体划分原则也存在着基于不同应用背景而不同。一般来说，变压器或是母线及其母联设备均会单独占据一个区块，线路会横跨多个不同的区块，而其余设备则应当根据其具体的工作方式以及设备巡检要求进行分区。比如，隔离开关与相应的断路器，或是成套的电力电子设备，往往会共同占据同一个区块。

由于线路排布的不规则性，在分区时并不需要按照固定形状（矩形）进行分块。具体划分原则如下：

（1）重要电路中转设备单独作为一个区块进行编码及巡检。

（2）区块大小、形状不限，但是每个区块所需要进行的分析及维护工作量要尽可能相近，因此区块将有大有小。

（3）所有区块必须封闭地包含整个电力网络。

（4）分区的方式及精细程度需与实际需求保持一致。

（5）某些敏感或特殊地区可以根据实际需求单独分块。

在实际应用中，由于电力线路的不规则分布，有时会出现某些区块中没有线路及设备的情况，那便需要在编码及巡线时对其进行忽略。

1.3地理空间信息划分

高压输电线路往往能覆盖整座城市的各个角落，因此在巡线过程中，地理及社会的信息也同样需要作为区块划分的重要依据。将自然划分的基础测量数据与采用地理空间划分的数据进行集成，才能有助于全面、准确地认识和理解所关心的巡线区域地理环境情况，为接下来进行合理的空间划分决策奠定良好的基础。为了实现这一目的，就需要将地理空间信息网格化，将基础地理数据与社会数据归化为统一的规则信息网格。

1.4共享基底网络划分

巡线员智能管理系统采用地区块划分方法实际上是格网划分与信息划分的综合。在基础网格分块的基础上，对于某些线路或是设备进行更具体的分块，由此形成一个多级格网系统。

图2共享基底网络示意图

如图2所示，共享基底网格就是将不同的区块划分方法相结合的综合性划分方法，图中不同形状大小的区域分别代表着不同的区块划分方法。由于固有网格分割方法总会存在着各自的不足，所以将格网划分及地理信息划分等方法统一归化至共享基底平台上，便能同时利用格网划分的快速性及信息划分的精确性，弥补地理时空信息划分与格网划分线路不充分及其他信息关系的不足。在此基础上，巡线数据将会形成时间序列上的纵向对比，可以更加准确地表达巡线数据的空间分布情况。此外，在区块划分时还可以单独挑选某些感兴趣的区域，作为研究重点或是主要监测区。这样可以减少需要处理的数据量并提高计算机的运行速度。巡线图共享基底网格的区块位置确定将由网格形状参数及网格顶点坐标共同实现。

2巡线表图对应编码三维定位设计

将区块划分完毕后，对其进行编码才能更好地利用格网，实现巡线的功能。这种编码是给予每个网格单元的一个固定号码，一一对应，不能重复，并且要具有系统性。对于巡线表图的三维定位编码设计，能够唯一确定地将每一个区块中的每一条线路表示出来。其具体方法大致还是采用行列法。

2.1地理空间信息划分

巡线图被划分为不太复杂的多级共享基底网格后，便能先通过行列法对其进行二维位置编码。即按照从左到右，从下到上的顺序依次编码。由于区块形状及大小的不同，对其编码统一按以下原则规定：

（1）每一个区块以其左下角作为基点进行编码，同时遵循，先确定水平坐标，再确定垂直坐标的原则。然而，基点并不能唯一确定一个区块。因此要根据划分后每一个区块的面积及其基点共同区分其位置，才能顺利进行编码。

（2）基点水平位置接近或是单行单列只存在一个区块的情况下可进行行的合并。

（3）初始值并不固定，根据线路的不同，应当设立不同的初始值来唯一确定线路的初始位置。

（4）按照行列法，从左到右、从上到下依次以基点进行二维编码，直至编完，才能得到整个巡线图分块后每一个区块的二维坐标。

（5）将该坐标进行合并。比如（201，205）进行合并后便成为201205，此即为巡线图的二维定位编码。

2.2地理空间信息划分

图3为三维线路编码示意图。

图3三维线路编码示意图

如图3所示，线路编码的加入使得巡线员在何时何地检查哪条线路的信息能够清晰地以数据形式记录下来。很明显，区块（0202）中并不包含任何一条线路，一般会选择在编码中将其去除，同行的各块将依次前移。当然，也可以选择对其忽略。这样便形成了对于巡线分块图的三维线路编码，能够将巡线情况上传智能管理系统进行监控及统一调度。

通过二维定位编码可以直接定位出每一个区块的位置，而单个区块中可能会包含多条线路或其他设备，因此，需要再添加一维数据以表示某区块中的单条线路。从而构成三维的线路编码。

在巡线图中，最主要的部分就是线路。因此，通过对线路新增加一组编码将实现定点定线的功能。新增的编码原则与区块编码类似，具体如下：

（1）除了从左到右，从下至上以外，还需要依据线路到出发点的距离来进行编码。

（2）初始值一般确定为1，但也可以用特殊数据表示线路功能及型号，并另加一位编码表示线路的类型。

（3）在编码时，线路编码将加在最后，比如（201，205，10）即为编码20120510。

3结束语

本文所提出的网格划分及相应编码方法能够为调度员提供一个更加清晰的线路分布情况。虽然电缆基数可能会导致算法略显复杂，但是数据库一旦建立，后期维护是非常方便的。

参考文献

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