大數據背景下智能變電站自動化系統方案研究

劉斌斌

摘要：近年來，大數據技術應用的范圍不斷擴展，對智能變電站自動化系統的設計方案也產生了非常大的影響。相對于傳統的變電站而言，智能變電站在實際工作中產生的數據體量非常大，很難從中挖掘出有用的信息。隨著大數據技術在智能變電站中的滲透，可以更好的對收集的數據進行處理，進而為自動化系統的設計提供有用的信息。

關鍵詞：大數據；智能變電站；自動化系統

引言：

在智能變電站中，其數據資源主要來源于電力設備的狀態監測數據，這些數據主要包括兩個方面，一方面是在線的監測數據，另一方面是傳輸過程中產生的大量數據信息。通常需要監控的數據主要是高壓斷路器中的氣體成分和變壓器中的局部放電情況以及高壓母線的溫度等。這些監測數據會實時變化，可以反映智能變電站各設備運行的細節，進而決定了數據體量的龐大以及數據本身的價值。所以，需要采用大數據對其進行處理，挖掘中海量數據中的有用的信息。在設計智能變電站的自動化系統時，也需要應用大數據技術所得到的信息，對系統進行優化。因此，本文對大數據背景下，如何對智能變電站自動化系統進行優化設計進行研究。

一、大數據背景下智能變電站自動化系統的技術路線

在智能變電站中，具有多個大數據分析監控模塊，分別是算法模型庫、數據層、狀態數據顯示、故障反饋和業務應用以及故障案例庫與狀態分析報告，每一個模塊在變電站自動化系統中都有非常重要的作用。

（一）大數據的存儲

智能電網要求對智能變電站所有的運行數據和電力設備的全景狀態都要進行在線監測。由于要儲存海量的數據，并且要進行傳輸，這就使得監控裝置需要承擔非常大的負擔，要解決這一問題可以通過應用分布式的存儲技術，進而將網絡數據的傳輸量盡可能的降低，同時實現存儲效率的提升，也有助于實現系統存儲良好的容錯性和吞吐性。

（二）大數據的分析和挖掘

在大數據背景下，要將存儲的海量的變電站數據發揮出其對促進變電站優化自動化系統的重要作用，進而設計出更加完善的自動化系統方案，這也是應用大數據的關鍵所在。通過應用大數據分析技術，可以從中挖掘出有用的信息和規律，進而為優化方案提供更多有用的信息。比如在對變電站的故障進行診斷時，可以通過對數據的處理，找出其中的異常點，進而增強解決方案的可信度和科學性。

在對數據進行預處理以后，可以對數據之間的固有聯系進行研究，并對各變電站之間的關系進行分析。通過對數據的挖掘，根據其關聯性對數據進行分類和分級處理。比如通過利用大數據技術挖掘出的信息，可以對系統不同的故障進行分類，然后制定相應的解決措施，這也使得智能變電站的容錯率和解決實際問題的時效性大大提升[1]。對于設計優化智能變電站自動化系統的方案來說，通過運用大數據技術，可以從中發現系統存在的不足，進而為系統方案的優化設計提供依據。

二、大數據背景下智能變電站自動化系統的設計方案

大數據背景下，對智能變電站自動化系統進行設計時，重點集中在兩個方面，分別是硬件和軟件，前者包括站控層設備、間隔層設備、過程層設備；后者包括系統模塊類型和系統模塊設計兩個方面，本文在此對其進行分析。

（一）硬件

首先，站控層設備要能滿足主機和操作員工作站的需求，要具有主通道和備用通道，確保通信功能不受影響，并且要設置錄波器以監視網絡通信狀態，如果發現存在隱患要及時的進行排除，并設置處理策略，要確保通信記錄的完整性[2]。間隔層設備則要具備能夠進行主保護和測控的裝置，也要設置主變本體智能端，還要具備其他可以滿足測控和計量以及分段保護等功能的裝置。對于過程層而言，也要具備智能終端，并且與三側合并單元和主變非電量保護等裝置。

（二）軟件

在大數據背景下，運用大數據技術對智能變電站收集的數據進行處理，不僅需要依賴硬件設備提供載體，也需要軟件發揮支持作用。通過監控系統可以實現自動分類事故和異常狀況，一旦出現隱患和事故，會發出警報，同時根據事故情況設定登記。在發生事故時，監控系統的標志燈會持續閃光，直到人工復位。對于監控系統，還能對測點的越限值和極限值點等進行設置，如果超過范圍則會發出警報，并上報控制中心。

就系統模塊類型而言，要設置應用層和應用服務層以及底層等，其中應用層主要是通信管理模塊和主控模塊等；而應用服務層的基本構成元素就是應用服務器；底層則包括歷史和參數數據庫。

就系統模塊的設計而言，要將大數據技術得出的結論實際應用到系統模塊的設計中去。首先，要生成實時庫。要確保系統安全運行，必須要有實時庫，因此需要先為其配置數據庫，同時還要根據實際情況，對數據庫實時進行建模，并加載數據，然后將其導入到實時庫中。其次，在圖形編輯模塊，系統軟件本身也帶有圖形編輯工具，通過對應用程序進行運行，然后根據需結合站內的情況，繪制出網絡結構圖和潮流圖等。可以利用在線監視模塊，進而在人機交互界面顯示出上列圖形，起到監視電氣設備運行參數以及運行狀態的作用，利用大數據技術構建模型，對于異常點的數據及時的進行控制，并作出正確的處理[3]。最后，在線監控模塊，先打開監控程序，然后根據自動化系統的需求，通過后臺監控主機對變電站進行監控。通過傳送裝置將數據傳送到間隔層，然后通過以太網傳到監控主機，通過內置的大數據處理軟件對其進行運算，進而生成各類信息和圖表數據等，并且通過后臺監控主機還能查詢歷史信息或者監控站內設備數據。

三、結語

現階段，大數據技術還處于應用的初期階段，伴隨該技術的發展和完善，在智能變電站自動化系統中的應用也將逐漸深化。筆者也將對此持續關注，以期更好的促進二者的結合，并對變電站的自動化系統進行優化。

參考文獻：

[1]李巧雙，唐云輝.110kV智能變電站綜合自動化系統設計[J].電子技術與軟件工程，2016（20）：161-161.

[2]錢超，宋曉華.大數據處理技術在智能變電站管理中的應用[J].科研，2015（18）：244-244.

[3]謝翹楚.基于大數據處理技術的智能變電站應用研究[J].信息通信，2017（2）：107-108.