淺談大數(shù)據(jù)架構視域下的變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)設計分析

孫鵬濤

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 輝縣 453635）

眾所周知，我國具有地域廣袤的特點，變電站作為國家電網的重要構成部分，對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行有著十分重要的作用。但是，由于不少變電站處于人煙稀少的地方，給日常巡檢帶來了阻礙，因此，實現(xiàn)變電站的無人化智能巡檢勢在必行，也是當前我國電力行業(yè)發(fā)展的必然要求。在變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)設計過程中，以大數(shù)據(jù)技術為基礎，對變電站的運維數(shù)據(jù)進行采集、分析，實時掌握變電站運轉狀態(tài)，便于及時發(fā)現(xiàn)設備異常，采取針對性的措施進行處理，為人民群眾輸送源源不斷的優(yōu)質電能。

1 變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)的應用意義

變電站在運行過程中構建智能化巡檢系統(tǒng)，有助于變電站巡檢工作實現(xiàn)標準化、集約化、智能化發(fā)展，在符合有關安全標準條件下，以現(xiàn)代化信息技術為支撐，將有關變電站設備檢測資源進行整合，全面掌握變電站運行情況。改變傳統(tǒng)的變電站人工巡檢工作，用智能巡檢代替人工巡檢，節(jié)省人力資源的同時提高了巡檢質量與效率。智能化巡檢系統(tǒng)的引入，使得變電站巡檢工作能夠自動實現(xiàn)智能告警、設備狀態(tài)可視化以及自動分析決策等高級智能應用。使得無人值守的變電站在運行過程中，能夠將設備內部運行狀態(tài)、外觀狀態(tài)，以圖片、視頻或者傳感器檢測的方式進行全面展示。并且巡檢系統(tǒng)還能夠對變電站設備進行跟蹤顯示，以便工作人員能夠對相關設備運行參數(shù)進行實時掌控。最后，智能化巡檢系統(tǒng)能夠根據(jù)自身工作內容，自動生成有關巡檢報表等，及時提醒設備缺陷，并且對缺陷情況進行分析，為運維人員提供依據(jù)，將安全隱患扼殺在源頭。

2 大數(shù)據(jù)架構視域下的變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)的設計

2.1 設計思路

如圖1所示，為大數(shù)據(jù)架構視域下的變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)設計思路，采用大數(shù)據(jù)技術獲取變電站運行信息，通過數(shù)據(jù)庫以及Web應用服務器的處理，將變電站運行數(shù)據(jù)進行融合，隨后智能巡檢儀依照巡檢體系對變電站的各項設備進行檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)設備運行存在問題，將會通過設備送檢的方式明確故障原因，采取針對性的手段及時處理。

圖1 變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)設計思路示意圖

2.2 硬件設計

（1）合理設置巡檢任務單元。巡檢任務單元指對變電站智能巡檢工作進行調節(jié)，根據(jù)變電站運行情況，合理新建、刪除巡檢任務，也可以通過該任務單元實現(xiàn)人工下達指令。此外，操作人員能夠對系統(tǒng)運行時間進行合理調節(jié)，指揮智能巡檢儀順利開展巡檢工作。在下達命令后，系統(tǒng)獲取相關反饋便可開展對應任務。

（2）圖像監(jiān)控單元。圖像監(jiān)控單元作為變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)的重要構成部分，通過紅外攝像儀與可見光攝像機對設備進行監(jiān)控，實現(xiàn)設備運行狀態(tài)信息的無損采集。兩者相互協(xié)作，可見光對自然光環(huán)境下的設備進行監(jiān)控，紅外攝像儀對夜間設備狀態(tài)進行監(jiān)控，以便電力工作人員全天候掌握變電站設備運行狀態(tài)。這樣一來，巡檢系統(tǒng)也能夠及時發(fā)現(xiàn)設備隱患，進而預警。提高智能巡檢工作的全面性與精確性，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集分析奠定基礎。

（3）大數(shù)據(jù)平臺。大數(shù)據(jù)平臺中作為整個變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)的基礎，對整個智能化巡檢工作的順利開展有著十分重要的作用。通過該平臺能夠將設備運行檢測數(shù)據(jù)、時間天氣等非電氣量數(shù)據(jù)相結合，進而準確、快速的檢測出變電站設備運行故障，及時發(fā)出相關安全預警，對變電站設備進行維護。大數(shù)據(jù)平臺中的所有數(shù)據(jù)都來源于實測數(shù)據(jù)，通過Web應用服務庫與數(shù)據(jù)庫將其劃分為若干類別。

2.3 軟件設計

圖2 變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)軟件運行流程圖

在開發(fā)變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)軟件構建過程中，常見服務器操作系統(tǒng)為Windows、Linux等。系統(tǒng)Web服務器為Tomcat，數(shù)據(jù)庫選擇SQLServer構建。在智能化巡檢系統(tǒng)運行過程中，將所得數(shù)據(jù)信息通過大數(shù)據(jù)平臺進行分析，查看變電站設備運行是否存在風險，如果存在風險，將會發(fā)出相關警報，如果不存在風險則重復以上流程，對變電站設備進行實時監(jiān)測。

3 變電站設備智能化巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用

3.1 設備巡檢

在對變電站設備開展巡檢工作時，系統(tǒng)會根據(jù)命令合理設置當前巡檢項，實時監(jiān)測相關電力設備運行狀態(tài)，提交有關數(shù)據(jù)、信息。一旦在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)設備存在安全隱患，系統(tǒng)可以通過文字描述、拍照錄像等方式進行記錄。對于變電站設備中數(shù)值類型的巡視項，一般需要借助Lowerlimit小于value等特定規(guī)則數(shù)學式進行計算。一旦通過結果對比，發(fā)現(xiàn)設備運行參數(shù)異常，將會自動創(chuàng)建缺陷發(fā)出警報，在短時間內找出故障所在，提高變電站設備的巡視效率。

3.2 智能推薦

智能化巡檢系統(tǒng)在運行過程中會采用軌跡定位技術，對巡檢過的設備以及用戶位置進行智能記錄，以便能夠有效保存變電站設備運行狀態(tài)以及故障信息，合理規(guī)劃巡檢路線，以便能夠提高智能運維質量與效率，為后續(xù)運維工作的順利開展奠定基礎。

3.3 統(tǒng)計分析

巡檢系統(tǒng)在工作過程中需要對設備運行數(shù)據(jù)進行實時記錄，例如，設備運行的油位、SF6壓力、主變油溫、本體等，這些數(shù)據(jù)全面顯示了設備運行時的健康狀態(tài)。通過對這些數(shù)據(jù)進行記錄對比，可以明確變電站設備的健康狀態(tài)變化趨勢，有助于事先預見設備故障，將安全隱患扼殺在源頭，保障變電站穩(wěn)定運行。具體來說，智能巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)與應用，改變了傳統(tǒng)巡檢工作中的諸多問題。（1）使得變電站電力設備巡檢工作得以實現(xiàn)科學化、實時化，進而提高了巡檢工作的質量與效率。（2）利用現(xiàn)代化信息技術將相關巡檢信息實時傳送到巡檢理部門。（3）全面、準確地分析有關巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)、掌握線路、設備中存在的安全隱患，將其扼殺在源頭。

3.4 巡檢報告

智能化巡檢系統(tǒng)在每次完成巡檢任務后，都會自動生成巡檢報告，報告內容包括設備缺陷以及運行狀態(tài)等，促使變電站巡視工作得以實現(xiàn)標準化作用，提高變電站運行質量與效率。

4 結語

綜上所述，結合當前我國變電站設備運行情況來看，人工巡檢的工作方式已經不能滿足當前社會的發(fā)展。電力企業(yè)只有從實際情況出發(fā)，積極引進現(xiàn)代化信息技術，從大數(shù)據(jù)架構入手，完善智能化巡檢系統(tǒng)，合理運用Tomcat、Windows、SQLServer等軟件，全面、準確地分析變電站設備運行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時預警，為運維人員提供故障信息等，以便采取針對性的措施進行處理，確保變電站穩(wěn)定運行，為人民輸送源源不斷的優(yōu)質電能。