基于物聯(lián)網(wǎng)實(shí)景三維可視化裝置在智能變電運(yùn)維工作的應(yīng)用

荊 哲

（國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司銀川供電公司，寧夏銀川750011）

1 引言

智能變電站是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的產(chǎn)物，具有信息化、現(xiàn)代化的技術(shù)特性，可以對(duì)電力資源進(jìn)行高效轉(zhuǎn)變。但是智能變電站的運(yùn)行和維護(hù)與傳統(tǒng)變電站有著較大的差別，陳舊的運(yùn)維技術(shù)已經(jīng)無(wú)法跟上智能變電站的需求，運(yùn)維工作急需尋找一條信息化的道路，實(shí)現(xiàn)變電運(yùn)維模式的全面升級(jí)。而同為物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的創(chuàng)造——三維可視化技術(shù)為此帶來(lái)了新的可能性。

2 傳統(tǒng)變電運(yùn)維模式面臨的主要問題

我國(guó)地大物博，且人口分布極不平衡，又建設(shè)有覆蓋全國(guó)全部崎嶇地形地區(qū)、偏遠(yuǎn)地區(qū)的電網(wǎng)，運(yùn)維工作人員面臨著極大的挑戰(zhàn)。

我國(guó)的變電站數(shù)量極為龐大，出于優(yōu)化資源配置的考慮，在偏遠(yuǎn)地區(qū)采用的是無(wú)人值班子站的管理模式，這種模式很容易產(chǎn)生安全隱患。比如，新工作人員對(duì)子站的詳情不夠熟悉，子站的設(shè)備數(shù)量和設(shè)備規(guī)模都較為龐大，配電裝置花樣繁多，再加上我國(guó)各地的變電站設(shè)備硬件各不相同，子站分布零星，很難進(jìn)行實(shí)地培訓(xùn)或者集中統(tǒng)一的培訓(xùn)，這些因素都可能帶來(lái)安全事故，對(duì)財(cái)產(chǎn)和人身安全造成威脅。

其次，有些運(yùn)維班子轄區(qū)內(nèi)的變電所數(shù)量多，分布分散，有些甚至分布在極為偏遠(yuǎn)的山區(qū)內(nèi)。變電站運(yùn)行一旦出現(xiàn)問題，運(yùn)維班子通常要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)一段時(shí)間才能獲悉，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)生活。且運(yùn)維人員若想進(jìn)入變電站內(nèi)部勘察構(gòu)造的情況，需要花費(fèi)幾小時(shí)甚至幾天的時(shí)間來(lái)往奔波，造成人力資源的較大浪費(fèi)。

最后，運(yùn)維班子的工作人員素質(zhì)水平參差不齊，大多都不具備信息化技術(shù)也是運(yùn)維系統(tǒng)難以轉(zhuǎn)型的原因之一。傳統(tǒng)變電站的運(yùn)維人員普遍教育水平較低，接觸互聯(lián)網(wǎng)和信息通信技術(shù)的機(jī)會(huì)較少，對(duì)新型技術(shù)的接受能力較差，而越是偏遠(yuǎn)地區(qū)情況越是嚴(yán)重。盡管在幾年前，傳統(tǒng)的3D建模技術(shù)已經(jīng)在變電站運(yùn)維方面有所使用，但是傳統(tǒng)3D建模技術(shù)需要大量的前期準(zhǔn)備工作，包括對(duì)圖紙進(jìn)行分析和實(shí)地考察，3D建模軟件及其應(yīng)用技術(shù)較難，技術(shù)人員的水準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)往往難以勝任，再加上許多地區(qū)的變電站前期運(yùn)維工作存在缺漏，沒有足夠精確的圖紙或者模型，造成了傳統(tǒng)3D建模的推廣極為艱難[3]。

于是一種數(shù)據(jù)統(tǒng)一、簡(jiǎn)便高效、可操作性強(qiáng)、可以進(jìn)行虛擬浸入式觀測(cè)的可視化技術(shù)就顯得尤為重要了。

3 可視化技術(shù)帶來(lái)的新機(jī)遇——三維實(shí)景技術(shù)

電力運(yùn)用進(jìn)入到新階段，對(duì)變電站自身也提出了新的要求，有別于傳統(tǒng)變電站，智能變電站要求建立在先進(jìn)科技的基礎(chǔ)上，能與其他變電站數(shù)據(jù)相連，產(chǎn)生一張能夠進(jìn)行全網(wǎng)統(tǒng)籌管理的局域網(wǎng)，能快速、簡(jiǎn)便、精確地進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，同時(shí)要符合低碳環(huán)保的要求。基于智能變電站的特點(diǎn)，智能變電站的運(yùn)維工作也有了新的要求：變電站的建設(shè)前期規(guī)劃科學(xué)合理，變電站的日常維護(hù)信息化、高效化、透明化，變電站能進(jìn)行定期檢修，設(shè)備問題及風(fēng)險(xiǎn)能夠提前預(yù)警等等[4]。

三維實(shí)景技術(shù)是可視化技術(shù)范圍內(nèi)的一種實(shí)際應(yīng)用，利用硬件設(shè)備搭建軟件平臺(tái)，遵循國(guó)際開放性系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)完全獨(dú)立，綜合圖像、文字、地理分析系統(tǒng)、實(shí)景掃描等等技術(shù)，幫助建立變電站的可視化信息系統(tǒng)，它在以下幾個(gè)方面解決我國(guó)現(xiàn)階段變電站運(yùn)維模式的不足。

3.1 網(wǎng)絡(luò)“走進(jìn)去”代替人員走進(jìn)去

三維實(shí)景技術(shù)的核心是模擬建立一個(gè)實(shí)景的三維可視化系統(tǒng)，并且能夠進(jìn)行放大，就如同人們親自進(jìn)行實(shí)地考察一樣。運(yùn)維人員只需要經(jīng)過(guò)協(xié)議搭建的平臺(tái)，連接內(nèi)網(wǎng)的服務(wù)器，就可以通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)對(duì)所需進(jìn)入的變電站進(jìn)行快速訪問，且不僅能觀察到內(nèi)部設(shè)備狀況，還可以獲得變電站周圍的實(shí)景情況和地理信息。

如果能將內(nèi)網(wǎng)的服務(wù)器進(jìn)行有機(jī)連接，可以在一定區(qū)域內(nèi)形成局域網(wǎng)，將方圓幾千米內(nèi)的變電站信息進(jìn)行共享，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行分析和規(guī)劃，從而更有效地進(jìn)行資源整合和能源配給。

除此之外，三維實(shí)景平臺(tái)不僅可以搭建變電站的系統(tǒng)信息，還可以與其他系統(tǒng)進(jìn)行串聯(lián)，例如天氣預(yù)警系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)等等，有效地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)把控，幫助運(yùn)維人員加強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警措施或是風(fēng)險(xiǎn)后的搶修方案制定[5]。

3.2 簡(jiǎn)單高效，便于普及

相較于傳統(tǒng)的3D建模在變電運(yùn)維方面的運(yùn)用，三維實(shí)景平臺(tái)并不要求各地的運(yùn)維班子各自為戰(zhàn)，而是通過(guò)一個(gè)統(tǒng)一、便捷的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)進(jìn)行串聯(lián)，也就不要求運(yùn)維班子進(jìn)行有建模的技術(shù)要求。而且由于三維實(shí)景平臺(tái)對(duì)各個(gè)變電站進(jìn)行了可視化，運(yùn)維班子的培訓(xùn)也可以直接在平臺(tái)的可視化圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行，減少了實(shí)地培訓(xùn)的次數(shù)，節(jié)約了人力物力，而對(duì)運(yùn)維人員的培訓(xùn)，也只需要集中在平臺(tái)操作等方面，利用視頻教學(xué)或者網(wǎng)絡(luò)授課等方式就可以完成，既照顧到了教育水平較低的運(yùn)維人員，又節(jié)約了培訓(xùn)所需的開支。

三維實(shí)景技術(shù)的模型搭建也比傳統(tǒng)建模更加簡(jiǎn)便。只需要專職人員到實(shí)地進(jìn)行照片拍攝，用可視化軟件進(jìn)行加工處理即可獲得，建模工作更為輕松簡(jiǎn)便，提高了時(shí)間的效率，也不需求昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施，普通的數(shù)碼相機(jī)或者地質(zhì)勘探用無(wú)人機(jī)就可以完成采集工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

三維可視化技術(shù)在其他領(lǐng)域的成功，和電力運(yùn)維領(lǐng)域的初期探索給了我們很大的信心，它改變傳統(tǒng)實(shí)地作業(yè)的模式，通過(guò)遠(yuǎn)程操作完成變電站設(shè)備的管理及周圍地理的考察，并且在物聯(lián)網(wǎng)大環(huán)境下對(duì)于資源的合理配置有重要的意義，相信在不遠(yuǎn)的將來(lái)，更大范圍的應(yīng)用探索，更先進(jìn)的管理模式誕生，將指日可待。