近年来，新型的城市管道建设模式——“综合管廊”在我国全面铺开，该建设模式下最典型的示范城市就是雄安新区。雄安的容东片区全部采用电缆供电方式，干线综合管廊的长度达到了14.8公里。那这种新型的管道建设模式会对电力行业产生什么样的影响？又会对电力的信息化建设带来什么样的挑战？本文就此展开探讨。

图1  综合管廊（图源自网络《城市大动脉地下管廊究竟是个啥》）

综合管廊能避免诸多传统线路敷设带来的问题。它有两个非常明显的特点：

一是建在地下的管廊因其建筑建构和有序的空间，即能保证电缆的稳定性和安全性，增强其抵御自然灾害的能力；又能避免因重复建设，路面需被反复挖开的窘境，提升了整个城市的美观度，也为建设用地高度紧张的城市腾出大量空间。

二是综合管廊属于由政府统一管理的基础建设设施，方便各业务单位的施工人员后期运营及改造工作。 

图2  综合管廊的优势

《全国城市市政基础设施建设“十三五”规划》明确指出，“十三五”期间建设干线、支线地下管廊8000公里以上。目前，全国已有31个省或直辖市公布了城市地下综合管廊的建设规划，合计拟建设城市地下综合管廊在 12000 公里以上。截止2020年，全国地下综合管廊开工里程数达到了4269公里，并以每年20%的速度持续增长。

图3  2017-2020年中国城市地下综合管廊开工里程数情况

（图源自《2021-2027年中国城市地下综合管廊市场研究与发展前景预测报告》）

一种新兴事物的兴起必然会对原有的老事物造成巨大的冲击。综合管廊对电力行业的影响不仅局限于原有的业务上，还对信息化的建设带来了不小的挑战。

1、 助力构建供电服务一张图

实现供电服务一张图的基础是地图上有一套完整的、可追溯的供电路径。电力从变电站出发，到开关站、环网柜分流，再经过配电室变压后，通过低压线路输送到千家万户。但目前供电服务一张图很难达到预期的效果，一是因为各种原因，供电路径在地图上并不完整；二是根据现有的模式很难做到对线路的全天候监控。

针对这两个问题，综合管廊都能起到正向作用。当综合管廊遍布在城市地下各个角落时，无论是高压线路、中压线路，还是低压线路，都需要按照管廊预设好的轨迹来敷设。因此管廊在哪里，线路就会在哪里，管廊构成的路线图也就是线路的网架图（如图4）。这在一定程度上保证了供电路径的完整性。此外，管廊给各类传感器的安装提供了安全稳定的外部环境，对管廊内部线路的全天候监控也变成了可能。

图4  综合管廊衍布图（图源自正定电缆管网信息化管理系统2.0软件）

可以把电缆管网信息化管理系统看成特殊的电网资源中台，这个系统里能存储配网侧和营销侧的设备数据，并与管廊的档案实现关联。

值得一提的是，综合管廊形成的网架图能很巧妙地解决传统的网架图很难处理多条线路因为敷设的位置一致而在地图上产生重合的问题。通过查看管廊的剖面图（如图5），能够直观清晰地了解到当前管廊的线路敷设情况以及线路的档案信息。

图5  综合管廊剖面图（图源自正定电缆管网信息化管理系统2.0软件）

一旦有了比较完整的电网网架，就能完成一系列的供电服务信息化建设。因为目前供电服务一张图已有了比较成熟的项目经验，所以在下文会展开进行详细阐述。

供电服务一张图主要分为电网态势告知和任务可视调度两部分。 

（1）电网态势感知

电网态势感知，顾名思义就是监测电网目前运行的状态和预测未来的走势，主要的业务集中在电网档案的查看及各类事件的监测。电网档案包括了配电设备档案、营销设备档案以及营销用户档案。工作人员可以通过搜索、筛选等操作快速地在地图上定位到设备或者用户，并查看相关的档案信息。（如图6）。

图6  查看用户

事件监测主要是配电运行监测和低压供电质量监测两方面的内容。

图7  配电运行监测

图8  低压供电质量监测

（2）任务可视调度

任务可视调度即为任务的可视化派工。分为两个部分，一是停电信息展示（如图9），主要用于展示当天的停电状况及停电计划，工作人员可以在地图上清楚地观测到停电影响的区域。如果为故障停电，还可以发起故障研判，快速分析故障所在区域，帮助抢修人员快速抢修。

图9  今日停电概览

另一个是工单信息展示（如图10），主要包括业扩、运检、抢修的超期工单、待办工单以及在办工单情况。通过工单在地图上的定位了解周边可用的电网资源（例如车辆、仓库等），还支持通过拖动等方式进行快速派工。

图10  作业任务概览

2、 实现数字孪生技术

在综合管廊里采用数字孪生技术，充分利用物理模型、传感器更新等数据，在虚拟空间里完成映射，实现现实世界和虚拟世界之间的交互。这种虚实交互的方式，可以让运检人员足不出户就能了解到现场的设备情况和人员情况（图11）。

图11  综合管廊数字孪生（图源自《厉害了！数字孪生综合管廊电力舱落地雄安》）

电力舱动态三维孪生体通过遍布在管廊内部各式各样的传感器采集上来的各类型实时数据，动态生成管廊内部的“实时镜像”，展示管廊内重点设备分布与运行情况全景。运检人员不仅可以查看各类设备当前运行的实时数据，如电流、电压、有功功率、无功功率等，也能查看当前环境的实时数据，如温度、湿度、水位等。

数字孪生除了主动感知的功能以外，还能针对人员入侵、数值越限、设备离线等异常事件进行告警。通过语音播报、闪烁动画等方式通知运检人员及时查看处理，实现电缆虚拟巡检和远程管控。

地下综合管廊系统不仅解决城市交通拥堵问题，还极大便利了电力、通信、燃气、供排水等市政设施的维护和检修。

在未来的城市建设和规划中，这种新型的模式对满足民生基本需求和提高城市综合承载力将发挥举足轻重的作用。当它的优势映射到信息化建设上，地下综合管廊系统未来的价值更大，发展空间也将更为广阔。

文 |  杜炫磊

来源： 朗新研究院