近年來，新型的城市管道建設模式——“綜合管廊”在我國全面鋪開，該建設模式下最典型的示范城市就是雄安新區(qū)。雄安的容東片區(qū)全部采用電纜供電方式，干線綜合管廊的長度達到了14.8公里。那這種新型的管道建設模式會對電力行業(yè)產生什么樣的影響？又會對電力的信息化建設帶來什么樣的挑戰(zhàn)？本文就此展開探討。

圖1  綜合管廊（圖源自網絡《城市大動脈地下管廊究竟是個啥》）

綜合管廊能避免諸多傳統(tǒng)線路敷設帶來的問題。它有兩個非常明顯的特點：

一是建在地下的管廊因其建筑建構和有序的空間，即能保證電纜的穩(wěn)定性和安全性，增強其抵御自然災害的能力；又能避免因重復建設，路面需被反復挖開的窘境，提升了整個城市的美觀度，也為建設用地高度緊張的城市騰出大量空間。

二是綜合管廊屬于由政府統(tǒng)一管理的基礎建設設施，方便各業(yè)務單位的施工人員后期運營及改造工作。 

圖2  綜合管廊的優(yōu)勢

《全國城市市政基礎設施建設“十三五”規(guī)劃》明確指出，“十三五”期間建設干線、支線地下管廊8000公里以上。目前，全國已有31個省或直轄市公布了城市地下綜合管廊的建設規(guī)劃，合計擬建設城市地下綜合管廊在 12000 公里以上。截止2020年，全國地下綜合管廊開工里程數(shù)達到了4269公里，并以每年20%的速度持續(xù)增長。

圖3  2017-2020年中國城市地下綜合管廊開工里程數(shù)情況

（圖源自《2021-2027年中國城市地下綜合管廊市場研究與發(fā)展前景預測報告》）

一種新興事物的興起必然會對原有的老事物造成巨大的沖擊。綜合管廊對電力行業(yè)的影響不僅局限于原有的業(yè)務上，還對信息化的建設帶來了不小的挑戰(zhàn)。

1、 助力構建供電服務一張圖

實現(xiàn)供電服務一張圖的基礎是地圖上有一套完整的、可追溯的供電路徑。電力從變電站出發(fā)，到開關站、環(huán)網柜分流，再經過配電室變壓后，通過低壓線路輸送到千家萬戶。但目前供電服務一張圖很難達到預期的效果，一是因為各種原因，供電路徑在地圖上并不完整；二是根據(jù)現(xiàn)有的模式很難做到對線路的全天候監(jiān)控。

針對這兩個問題，綜合管廊都能起到正向作用。當綜合管廊遍布在城市地下各個角落時，無論是高壓線路、中壓線路，還是低壓線路，都需要按照管廊預設好的軌跡來敷設。因此管廊在哪里，線路就會在哪里，管廊構成的路線圖也就是線路的網架圖（如圖4）。這在一定程度上保證了供電路徑的完整性。此外，管廊給各類傳感器的安裝提供了安全穩(wěn)定的外部環(huán)境，對管廊內部線路的全天候監(jiān)控也變成了可能。

圖4  綜合管廊衍布圖（圖源自正定電纜管網信息化管理系統(tǒng)2.0軟件）

可以把電纜管網信息化管理系統(tǒng)看成特殊的電網資源中臺，這個系統(tǒng)里能存儲配網側和營銷側的設備數(shù)據(jù)，并與管廊的檔案實現(xiàn)關聯(lián)。

值得一提的是，綜合管廊形成的網架圖能很巧妙地解決傳統(tǒng)的網架圖很難處理多條線路因為敷設的位置一致而在地圖上產生重合的問題。通過查看管廊的剖面圖（如圖5），能夠直觀清晰地了解到當前管廊的線路敷設情況以及線路的檔案信息。

圖5  綜合管廊剖面圖（圖源自正定電纜管網信息化管理系統(tǒng)2.0軟件）

一旦有了比較完整的電網網架，就能完成一系列的供電服務信息化建設。因為目前供電服務一張圖已有了比較成熟的項目經驗，所以在下文會展開進行詳細闡述。

供電服務一張圖主要分為電網態(tài)勢告知和任務可視調度兩部分。 

（1）電網態(tài)勢感知

電網態(tài)勢感知，顧名思義就是監(jiān)測電網目前運行的狀態(tài)和預測未來的走勢，主要的業(yè)務集中在電網檔案的查看及各類事件的監(jiān)測。電網檔案包括了配電設備檔案、營銷設備檔案以及營銷用戶檔案。工作人員可以通過搜索、篩選等操作快速地在地圖上定位到設備或者用戶，并查看相關的檔案信息。（如圖6）。

圖6  查看用戶

事件監(jiān)測主要是配電運行監(jiān)測和低壓供電質量監(jiān)測兩方面的內容。

圖7  配電運行監(jiān)測

圖8  低壓供電質量監(jiān)測

（2）任務可視調度

任務可視調度即為任務的可視化派工。分為兩個部分，一是停電信息展示（如圖9），主要用于展示當天的停電狀況及停電計劃，工作人員可以在地圖上清楚地觀測到停電影響的區(qū)域。如果為故障停電，還可以發(fā)起故障研判，快速分析故障所在區(qū)域，幫助搶修人員快速搶修。

圖9  今日停電概覽

另一個是工單信息展示（如圖10），主要包括業(yè)擴、運檢、搶修的超期工單、待辦工單以及在辦工單情況。通過工單在地圖上的定位了解周邊可用的電網資源（例如車輛、倉庫等），還支持通過拖動等方式進行快速派工。

圖10  作業(yè)任務概覽

2、 實現(xiàn)數(shù)字孿生技術

在綜合管廊里采用數(shù)字孿生技術，充分利用物理模型、傳感器更新等數(shù)據(jù)，在虛擬空間里完成映射，實現(xiàn)現(xiàn)實世界和虛擬世界之間的交互。這種虛實交互的方式，可以讓運檢人員足不出戶就能了解到現(xiàn)場的設備情況和人員情況（圖11）。

圖11  綜合管廊數(shù)字孿生（圖源自《厲害了！數(shù)字孿生綜合管廊電力艙落地雄安》）

電力艙動態(tài)三維孿生體通過遍布在管廊內部各式各樣的傳感器采集上來的各類型實時數(shù)據(jù)，動態(tài)生成管廊內部的“實時鏡像”，展示管廊內重點設備分布與運行情況全景。運檢人員不僅可以查看各類設備當前運行的實時數(shù)據(jù)，如電流、電壓、有功功率、無功功率等，也能查看當前環(huán)境的實時數(shù)據(jù)，如溫度、濕度、水位等。

數(shù)字孿生除了主動感知的功能以外，還能針對人員入侵、數(shù)值越限、設備離線等異常事件進行告警。通過語音播報、閃爍動畫等方式通知運檢人員及時查看處理，實現(xiàn)電纜虛擬巡檢和遠程管控。

地下綜合管廊系統(tǒng)不僅解決城市交通擁堵問題，還極大便利了電力、通信、燃氣、供排水等市政設施的維護和檢修。

在未來的城市建設和規(guī)劃中，這種新型的模式對滿足民生基本需求和提高城市綜合承載力將發(fā)揮舉足輕重的作用。當它的優(yōu)勢映射到信息化建設上，地下綜合管廊系統(tǒng)未來的價值更大，發(fā)展空間也將更為廣闊。

文 |  杜炫磊

來源： 朗新研究院