配網(wǎng)智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的應(yīng)用

崔巍 付大龍 周子琦 趙遠(yuǎn)振 孟辰 李生洋

（國網(wǎng)吉林省電力有限公司遼源供電公司，吉林 遼源 136200）

引言：在當(dāng)前城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)的過程中，為切實滿足人們?nèi)諠u增長的電力需求，配網(wǎng)規(guī)模不斷增大，在此過程中，為切實滿足配網(wǎng)供電的可靠性，運維搶修工作量不斷增長，現(xiàn)階段，為切實配網(wǎng)檢修工作的工作效率，合理應(yīng)用智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)，及時發(fā)現(xiàn)配網(wǎng)異常并合理調(diào)配檢修資源成為了一項極為必要的工作。

一、智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的特點優(yōu)勢

在智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下方面：

第一，系統(tǒng)可以為電力部門提供電力綜合管控可視化平臺，將多個部門的數(shù)據(jù)融合，并匯聚到此綜合管控系統(tǒng)之上，使各部門通過系統(tǒng)豐富的交互查詢功能、多樣化的數(shù)據(jù)展現(xiàn)形式、立體化的可視化效果，直觀地了解自身及其他部門的實際情況，為電力管理者綜合管理效能的提升提供有效的支持。

第二，系統(tǒng)具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析仿真能力，在實際應(yīng)用過程中，系統(tǒng)內(nèi)不僅設(shè)置了大量常見指標(biāo)算法，還支持電力部門依據(jù)自身的實際情況，在系統(tǒng)內(nèi)自定義指標(biāo)算法，并支持嵌入各種仿真計算模型，這種情況的存在為系統(tǒng)在后續(xù)電網(wǎng)系統(tǒng)更加復(fù)雜的建設(shè)、運營、管理等過程中的應(yīng)用提供了有力的支持。

第三，系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)處理性能，在當(dāng)前大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷發(fā)展過程中，為切實滿足配網(wǎng)日益增長的數(shù)據(jù)處理需要，智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)通過軟硬件的合理升級優(yōu)化，可以支持十億級接入數(shù)據(jù)吞吐量，并且在實際應(yīng)用過程中，能夠快速響應(yīng)分析操作和實時反映數(shù)據(jù)變化，這種情況的存在，使得系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，即便不切換場景，也能夠為海量動態(tài)目標(biāo)同屏顯示提供支持，從而為相關(guān)工作人員對電網(wǎng)系統(tǒng)整體監(jiān)管工作的開展提供便利。

第四，智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中，不僅具有簡潔的軟件界面，還能支持原生多點觸控，這種情況的存在不僅能夠為相關(guān)工作人員提供良好的交互體驗，還能為人機(jī)交互提供多樣化的交互方式，進(jìn)而保證相關(guān)工作人員在進(jìn)行智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)應(yīng)用過程中，能夠擁有良好的數(shù)據(jù)處理體驗。

第五，為切實提升智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的使用可靠性，系統(tǒng)在構(gòu)建過程中使用了軟硬件一體化可視化渲染主機(jī)，并且在系統(tǒng)設(shè)計過程中，依據(jù)電力部門的實際需要，對其進(jìn)行了具有針對性的性能優(yōu)化，這種情況的出現(xiàn)使得設(shè)備具有了工業(yè)設(shè)備級的可靠性，同時，在主機(jī)設(shè)計安裝的過程中，還為其配備了容災(zāi)熱備機(jī)制，便于系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中可以實現(xiàn)快速故障排除，從而達(dá)到有效提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

第六，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，當(dāng)前電力設(shè)備更新?lián)Q代的速度不斷加快，為切實保證智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)能夠滿足電力設(shè)備更新?lián)Q代的要求，系統(tǒng)在構(gòu)造過程中不僅配備了主流數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫、各種GIS 平臺以及各種仿真體系標(biāo)準(zhǔn)，還設(shè)置了開放接口，便于在后續(xù)工作過程中，各類兼容業(yè)務(wù)系統(tǒng)的接入。

二、智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的應(yīng)用意義

近年來，隨著全球能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，交、直流電網(wǎng)的發(fā)展速度不斷加快，并且在電力物聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)深化的過程中，配電網(wǎng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其日常檢檢修維護(hù)的工作量也在不斷增加?，F(xiàn)階段，受電網(wǎng)體系設(shè)備眾多、場景復(fù)雜等問題的影響，單純的人工檢修方式已經(jīng)無法切實滿足電網(wǎng)體系檢修維護(hù)工作的實際需要。面對上述問題，為切實推動當(dāng)前配網(wǎng)檢修維護(hù)工作能夠朝著精益化、集約化的方向發(fā)展，切實提高檢修維護(hù)工作的工作效率與質(zhì)量，相關(guān)工作人員可以將智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)應(yīng)用到配網(wǎng)檢修維護(hù)工作當(dāng)中，在完成配網(wǎng)施工圖紙、現(xiàn)場勘察校驗等工作的基礎(chǔ)上，對配網(wǎng)系統(tǒng)的實際情況進(jìn)行有效還原，并利用系統(tǒng)將檢修現(xiàn)場情況進(jìn)行數(shù)字化的模擬，將配網(wǎng)體系劃分成不同的部分，在由系統(tǒng)對配網(wǎng)體系各部分檢修作業(yè)情況進(jìn)行模擬的同時，獲取各部分的數(shù)據(jù)信息，并對信息進(jìn)行精確地篩選、融合，再將配網(wǎng)系統(tǒng)中可能存在問題或者已經(jīng)出現(xiàn)問題的區(qū)域展示到相關(guān)工作人員眼前，并提出相應(yīng)的處理技術(shù)方案，便于檢修人員對故障進(jìn)行有效處理、縮短檢修作業(yè)時間的同時，保障配網(wǎng)體系供電安全性與穩(wěn)定性，切實滿足用戶的用電需求，推動電力供應(yīng)朝著智能化、系統(tǒng)化的方向發(fā)展[1]。

三、智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的構(gòu)成情況

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)作為一種面向電力指揮中心的配網(wǎng)運檢系統(tǒng)，因具有優(yōu)秀的大數(shù)據(jù)顯示性能、多機(jī)協(xié)同管理機(jī)制以及支持大屏、多平、差大分辨率顯示情景等優(yōu)勢，被當(dāng)前的電力部門廣泛應(yīng)用于基建、運檢、調(diào)度等多個業(yè)務(wù)領(lǐng)域的信息數(shù)據(jù)資源管理工作當(dāng)中，并且電力部門方面還可以借助智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)，通過人機(jī)交互的方式，完成數(shù)據(jù)信息的融合、顯示、分析、監(jiān)測、指揮等多種功能操作，從而為電網(wǎng)系統(tǒng)監(jiān)測指揮、故障分析預(yù)判等工作的開展提供便利，本文主要以某品牌的智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)為例，介紹了這種系統(tǒng)的具體構(gòu)成情況。

（一）系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

該智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)主要包括HMIE 交互引擎、DDOE 數(shù)據(jù)驅(qū)動引擎、SFIE 推演仿真引擎、DGRE 圖像渲染引擎、MDAE 多維分析引擎、VCCE 集群運算引擎、DCCE 數(shù)據(jù)融合引擎等部分構(gòu)成。其中HMIE 人機(jī)交互引擎支持原生觸控、體感等多種交互；DDOE 數(shù)據(jù)驅(qū)動引擎可以通過數(shù)據(jù)實時驅(qū)動三維模型的運動姿態(tài)；SFIE 推演仿真引擎能夠支持第三方模擬仿真推演模型的接入；DGRE 圖像渲染引擎具備優(yōu)異的二/三維圖像渲染性能；MDAE多維分析引擎能夠?qū)Χ嗑S數(shù)據(jù)圖表進(jìn)行聯(lián)動交互分析；VCCE 集群運算引擎不僅支持多機(jī)協(xié)同輸出、并行渲染，還具有提供多屏、超大分辨率輸出的能力；DCCE 數(shù)據(jù)融合引擎能夠使數(shù)據(jù)集市、數(shù)據(jù)庫、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、傳感信號等全類型數(shù)據(jù)源做到無縫融合接入。

（二）基礎(chǔ)設(shè)施檢測

該智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)在實際應(yīng)用過程中的基礎(chǔ)設(shè)備檢測功能主要包括設(shè)備運維檢測、線路運維監(jiān)測與配網(wǎng)運行監(jiān)測等功能。

1.設(shè)備運維檢測

該智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)設(shè)備運維檢測功能在應(yīng)用過程中，首先，可以通過三維建模的方式，對配網(wǎng)中的各類設(shè)備設(shè)施的外觀、復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，進(jìn)行三維仿真顯示；其次，可以通過對視頻監(jiān)控、設(shè)備運行監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測以及其他傳感器實時上傳的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行集成，對設(shè)備位置分布、類型、運行環(huán)境、運行狀態(tài)等因素進(jìn)行監(jiān)控的方式，輔助管理者直觀掌握設(shè)備運行狀態(tài)；最后，可以通過對設(shè)備運行異常（故障、短路沖擊、過載、過溫等）進(jìn)行實時告警、設(shè)備詳細(xì)信息查詢等方式，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，便于相關(guān)運維人員對其進(jìn)行處理，切實保證配網(wǎng)整體設(shè)備系統(tǒng)的安全[2]。

2.線路運維監(jiān)測

該智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)中的線路運維監(jiān)測功能在應(yīng)用過程中，首先，可以對輸配電線路的地理分布、起止點、電能流向等信息進(jìn)行可視化展示；其次，便于相關(guān)工作人員對所屬廠站、線路名稱、電壓等級、投運時間等，與配網(wǎng)相關(guān)的具體線基本情況進(jìn)行查詢；最后，可以通過對各傳感器實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行可集，對線路電能流轉(zhuǎn)情況、電流值、負(fù)載率、線損率等運行信息進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的方式，了解配網(wǎng)線路是否出現(xiàn)重載、過載等異常情況，并及時發(fā)出告警，便于相關(guān)運維人員對故障進(jìn)行處理，從而達(dá)到提高配網(wǎng)線路的運維效率與供電可靠性的目的。

3.配網(wǎng)運行監(jiān)測

該智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)中的配網(wǎng)運行監(jiān)測功能實際應(yīng)用過程中，首先，可以從地理空間分布維度、邏輯層級結(jié)構(gòu)等維度，綜合展示配網(wǎng)的具體分布、節(jié)點位置、供電范圍、拓?fù)潢P(guān)系等信息；其次，在了解配網(wǎng)具體信息的基礎(chǔ)上，集成配網(wǎng)采集的信息、自動化管理、運行監(jiān)測等數(shù)據(jù)；再次，依據(jù)數(shù)據(jù)信息的實際情況，實時監(jiān)測站室、管廊、輸配電線路等與配網(wǎng)相關(guān)的要素運行情況；最后，為相關(guān)運維管理人員掌握跨地域、大范圍配網(wǎng)的運行態(tài)勢提供支持，切實提升配網(wǎng)系統(tǒng)整體的監(jiān)控力度。

（三）電力工程監(jiān)控

為切實貫徹落實習(xí)總書記關(guān)于“四個革命、一個合作”的能源發(fā)展思想，各電力公司在踐行“節(jié)約、清潔、安全”發(fā)展方針的基礎(chǔ)上，制定了《國家電網(wǎng)有限公司關(guān)于推進(jìn)綜合能源服務(wù)業(yè)發(fā)展2019—2020年行動計劃》（簡稱《計劃》），在《計劃》推進(jìn)過程中，電網(wǎng)建設(shè)工程項目數(shù)量不斷增加?，F(xiàn)階段，為切實保障工程項目的建設(shè)質(zhì)量與管控有效性，相關(guān)電力部門可以在切實了解項目所在地點地理信息的基礎(chǔ)上，合理應(yīng)用智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)，對工程項目的分布、概況（規(guī)模、工期、投資規(guī)模、參建單位等）、工程進(jìn)度、人員、車輛、工器具等信息進(jìn)行全面的展示，并且通過對施工現(xiàn)場的進(jìn)度、質(zhì)量、安全等信息進(jìn)行實時監(jiān)控的方式，輔助管理部門對工程的總體情況進(jìn)行綜合掌握，強(qiáng)化工程安全、進(jìn)度的監(jiān)測效果，切實提升工程施工的整體質(zhì)量，降低工程的建設(shè)成本[3]。

（四）智能巡檢監(jiān)測

智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)在設(shè)計過程中，可以與視頻監(jiān)控、機(jī)器人以及無人機(jī)等前端巡檢系統(tǒng)進(jìn)行集成，在實際應(yīng)用過程中，相關(guān)工作人員可以在對上述巡檢系統(tǒng)進(jìn)行集成的基礎(chǔ)上，結(jié)合視頻智能分析、智能定位與智能研判等技術(shù)，對故障點位、安全隱患點位等存在故障風(fēng)險的區(qū)域進(jìn)行可視化監(jiān)測，并且在發(fā)現(xiàn)故障點位確實存在異常的前提下，發(fā)出實時告警，并將故障點位快速顯示在相關(guān)檢修人員眼前，同時保證檢修人員能夠?qū)皶r調(diào)取異常點位周邊監(jiān)控視頻，從而達(dá)到提升檢修工作效率，切實提升配網(wǎng)巡檢工作效率的目的[4]。

（五）數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警

為切實保障配網(wǎng)電力供應(yīng)的安全性與穩(wěn)定性，智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)在設(shè)計過程中，配置了數(shù)據(jù)監(jiān)測預(yù)警，在系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，可以在時間、空間、數(shù)據(jù)等多個維度的基礎(chǔ)上，為設(shè)備或者線路過載、電壓異常、電流突變、三相不平衡等問題，建立相應(yīng)的閾值告警觸發(fā)規(guī)則，并通過對各類數(shù)據(jù)指標(biāo)變化趨勢進(jìn)行自動監(jiān)控的方式，對配網(wǎng)的風(fēng)險隱患進(jìn)行可視化的自動告警。

（六）運檢作業(yè)監(jiān)測

為切實保證運檢工作的質(zhì)量能夠滿足配網(wǎng)的電力供應(yīng)需要，相關(guān)工作人員可以借助智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)所配備的地理信息系統(tǒng)，首先，對運檢工單的數(shù)量、分布、類型與狀態(tài)等信息進(jìn)行顯示；其次，對處理人員、業(yè)務(wù)承載量、工單進(jìn)度與預(yù)計完成時間等詳細(xì)信息進(jìn)行交互查詢；再次，對視頻監(jiān)控、電子巡更以及手持終端等系統(tǒng)數(shù)據(jù)加以集成；最后，對運檢作業(yè)安全狀態(tài)、運檢人員實時位置以及實時圖像等現(xiàn)場態(tài)勢進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。

四、智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的應(yīng)用實例

在當(dāng)前的社會發(fā)展過程中，為切實提升電力資源調(diào)配工作的可靠性，智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于各種場所當(dāng)中，并且取得了良好的使用效果。

（一）系統(tǒng)在某供電公司中的應(yīng)用

智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)在某省會電力局綜合指揮系統(tǒng)應(yīng)用過程中，不僅切實了解了該省會變電站運維、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與供電能力等實際情況，還對當(dāng)?shù)氐碾娏Y源進(jìn)行了質(zhì)量評估、異常分析等多維數(shù)據(jù)信息分析，然后按照當(dāng)?shù)仉娏謱﹄娋W(wǎng)管控的具體原則要求，在智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了由指揮中心、指揮部、指揮所和戰(zhàn)區(qū)形成的垂直指揮體系，為當(dāng)?shù)乇ｋ娭笓]人員指揮效率的提升提供了有效的支持[5]。

（二）系統(tǒng)在某運動場館中的應(yīng)用

某運動場館智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)的構(gòu)建，不僅需要滿足該運動場館對電力資源的需要，還承擔(dān)著為周邊重點國家機(jī)關(guān)、社會重要公共設(shè)施提供電力資源保障的責(zé)任。因此，在該運動場館智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)構(gòu)建的過程中，相關(guān)工作人員不僅需要保證系統(tǒng)能夠有效呈現(xiàn)運動場館周邊環(huán)境、建筑外觀和詳細(xì)建筑結(jié)構(gòu)、電力設(shè)施等情況，還需要保證系統(tǒng)可以實時監(jiān)控并顯示保障目標(biāo)、關(guān)鍵設(shè)備的位置分布、保障范圍以及保電等級等信息，便于相關(guān)工作人員對場館供電活動提供規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的管理。

結(jié)論：總而言之，在當(dāng)前的電力資源供應(yīng)過程中，傳統(tǒng)的配網(wǎng)檢修方式主要由人力對配網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行管控，這種工作方式不僅消耗了大量的人力資源，其管控精度、可靠性相對較低，現(xiàn)階段，合理應(yīng)用智慧運檢大屏可視化決策系統(tǒng)，不僅可以直觀顯示配電系統(tǒng)的運行狀態(tài)，還可以在降低人力資源消耗的同時，保證電力資源的穩(wěn)定供應(yīng)。