三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的運用

文/呂海霞 王鵬

近幾年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)頻率的加快，社會對電力資源需求量不斷增加，使得我國在電網(wǎng)建設(shè)、電網(wǎng)規(guī)模等方面面臨的壓力逐漸增大。在開展電網(wǎng)規(guī)劃工作過程中，需要把三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃可視化，便于對其科學(xué)管理，引導(dǎo)我國電網(wǎng)事業(yè)長效發(fā)展。基于此，通過深入分析三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中應(yīng)用效率，對我國電網(wǎng)事業(yè)今后發(fā)展有著重要意義。

1 三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)的基本概述

三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)主要是在信息化服務(wù)平臺的作用下，對各項數(shù)據(jù)資源競爭整合，結(jié)合信息化及智能化電網(wǎng)要求，把海量數(shù)據(jù)調(diào)度平臺當(dāng)作核心，把智能化控制當(dāng)作主要方式，實現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的自動化和信息化。該技術(shù)在分布式管理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下異構(gòu)GIS數(shù)據(jù)集成與互操作技術(shù)作用下，建設(shè)了基于網(wǎng)絡(luò)平臺下傳輸三維調(diào)度和渲染引擎。根據(jù)當(dāng)前智能化電網(wǎng)規(guī)劃、建設(shè)要求，引導(dǎo)信息資源共享和傳遞，給電網(wǎng)規(guī)劃工作順利開展提供支持。

2 三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的運用要點

2.1 數(shù)據(jù)整合和管理

從海量空間數(shù)據(jù)自身角度來說，主要指高分辨以及數(shù)字高程模型。在開展三維地形場景繪制工作過程中，要想獲取理想的顯示效果，提高渲染效率，一般采用金字塔結(jié)構(gòu)方式實現(xiàn)影像處理，促進(jìn) DEN 分層分塊。金字塔作為一個多分辨率模型，在該結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中，金字塔底端作為初始影像或者DEN，也就是0層，并且促進(jìn)分塊，形成一個完整的0 層級塊矩陣。把0層當(dāng)作基礎(chǔ)層，將2×2個像素重新整合成一個完整的像素，也就是第 1 層，以此類推，形成一個完整的金字塔形狀。隨著金字塔層數(shù)的增加，數(shù)據(jù)分辨率不斷下降，層級相同的數(shù)據(jù)量也不斷減少。如果場景范疇逐漸擴大，將會對分辨率低的影像進(jìn)行分辨，與之對應(yīng)的是，在場景范疇縮減的情況下，可以對分辨率比較高的影像分辨，以此提升三維場景繪制效率和水平。

和金字塔模型進(jìn)行比較，線性四叉樹結(jié)構(gòu)不管是在形狀上，還是在管理上都相對比較簡便，與此同時，如果空間數(shù)據(jù)分配比較均勻的情況下，四叉樹空間引擎能夠獲取充足的空間數(shù)據(jù)，并且數(shù)據(jù)查詢效率相對較高，因此這種引擎方式，在空間數(shù)據(jù)獲取和查詢上應(yīng)用比較廣泛。通過采取這種引擎方式，建設(shè)索引主要思想，將地理空間分配為不同層級的樹形結(jié)構(gòu)，主要是把已經(jīng)知道的空間范疇進(jìn)行均勻劃分，根據(jù)這種方式，形成一個和金字塔層級相同的四叉樹。除此之外，在四叉樹索引結(jié)構(gòu)建設(shè)完成以后，需要將工作范疇邊框坐標(biāo)進(jìn)行確定，也就是明確四叉樹的根節(jié)點。在空間數(shù)據(jù)庫中融入一個空間對象，并且該空間對象滿足一定限定標(biāo)準(zhǔn)后，需要將分點劃分為子節(jié)點，可以讓節(jié)點空間對象數(shù)值比指定限值還要小。在影像和DEN實現(xiàn)金字塔分級以及分塊以后，應(yīng)該對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，在系統(tǒng)啟動過程中，利用 Http 協(xié)議以及對應(yīng)URL 訪問器，如果相機觸電處在對應(yīng)影像范疇內(nèi)，或者滿足一定高度要求，系統(tǒng)將根據(jù)指定 URL對對應(yīng)影像進(jìn)行保存和處理。影像和DEM 金字塔切片通常保存在服務(wù)端，以文件形式進(jìn)行保存。

2.2 電網(wǎng)設(shè)備建模

要想把電網(wǎng)設(shè)備利用三維可視化精準(zhǔn)的展現(xiàn)出來，要求塔桿和變電站設(shè)備根據(jù)圖紙要求進(jìn)行高精度建模。塔桿建模與變電站建模所需的設(shè)備數(shù)量比較多，其中包含了塔桿明細(xì)表、基礎(chǔ)配備表、總平面設(shè)計圖、電氣接線圖等。結(jié)合桿塔自身功能來說，一般對線路運行情況進(jìn)行監(jiān)控管理；線路資源信息整合查詢；線路現(xiàn)在監(jiān)控預(yù)警，通過對線路運行情況檢測，促進(jìn)用戶及時采集各個廠家前端檢測設(shè)備，在GPRS設(shè)備的作用下將采集的信息傳遞到監(jiān)控部門中，通過統(tǒng)一處理形成對應(yīng)的視頻及圖像信息。除此之外，采集的數(shù)據(jù)信息能夠在統(tǒng)計圖的作用下進(jìn)行展示，線路相關(guān)數(shù)據(jù)查詢，該模板通常包括數(shù)據(jù)信息檔案管理、塔桿信息查詢、線路設(shè)備臺賬等。其中，線路信息化檔案涉及的內(nèi)容主要以施工信息、圖標(biāo)、數(shù)據(jù)等為主；線路設(shè)備臺賬內(nèi)容包括施工主要內(nèi)容、設(shè)計企業(yè)、生產(chǎn)運行商等。桿塔圖片信息包含了各個實景影像等。將上述各項信息記錄到數(shù)據(jù)庫中，在數(shù)據(jù)庫加載功能下進(jìn)行展現(xiàn)。從三維建模角度來說，通常采用dwg及3ds兩種模式，結(jié)合三維電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用要求對其格式進(jìn)行適當(dāng)轉(zhuǎn)換，從而更好的滿足三維建模渲染要求，讓三維模型更加滿足實際要求。

2.3 電網(wǎng)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)整合

要想將電力企業(yè)各項部門業(yè)務(wù)充分分類，需要結(jié)合實際情況科學(xué)構(gòu)建數(shù)據(jù)中心，并且把電力企業(yè)各項數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整合處理，在統(tǒng)一平臺中進(jìn)行性統(tǒng)計，真正實現(xiàn)信息孤島現(xiàn)象處理，促進(jìn)數(shù)據(jù)傳遞和共享。在已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)中，把分項數(shù)據(jù)重新整合，通過數(shù)據(jù)抽取服務(wù)器，將已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)傳遞到數(shù)據(jù)中心中，或者實現(xiàn)數(shù)據(jù)一體化處理。

2.4 空間信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)合

結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)來說，通常利用文字或者表更方式進(jìn)行展現(xiàn)，這種展現(xiàn)形式將無法對數(shù)據(jù)空間格局真實展現(xiàn)。而在三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)的作用下，可以將該問題全面處理，利用電網(wǎng)空間信息與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息的結(jié)合，可以讓數(shù)據(jù)空間更加直觀展現(xiàn)。數(shù)據(jù)融合技術(shù)一般是把計算機系統(tǒng)當(dāng)作主體，在計算機的作用下進(jìn)行性信息觀察，在相關(guān)要求下對觀測信息進(jìn)行整合和處理，從而制定對對應(yīng)決策方案。在宏觀環(huán)境下，可以對電網(wǎng)工程空間分布位置、業(yè)務(wù)信息等進(jìn)行核查，及時觀察微觀環(huán)境，利用三維模型，清晰的觀測各項業(yè)務(wù)信息，從而實現(xiàn)可視化運行和管理。

3 三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)在電網(wǎng)規(guī)劃中的運用對策

3.1 設(shè)計具體應(yīng)用流程

在工程規(guī)劃過程中，需要做好數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作。數(shù)據(jù)準(zhǔn)備內(nèi)容包含了所有地理信息及專題數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)信息在二維電子地圖及三維全景展示系統(tǒng)中形成一個完整的規(guī)劃工作數(shù)據(jù)平臺，用戶可以隨時利用地圖及三維全景系統(tǒng)直觀的觀察信息。在信息準(zhǔn)備工作完成以后，可以利用三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)通過簡單操作繪制出站址和電路圖，通過專題法分析和交叉跨度運算，制定模型，精準(zhǔn)定位和模擬方案中不合理位置，對方案進(jìn)行優(yōu)化處理。利用量化技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)實現(xiàn)圖形規(guī)劃，最終可以精準(zhǔn)的展現(xiàn)出整個輸變電工程建設(shè)情況。

3.2 采購高清衛(wèi)星影像

在高清衛(wèi)星影像設(shè)備的作用下，能夠全面覆蓋實現(xiàn)，之后對全國地貌情況濟寧分析，形成三維圖形建設(shè)，便于相關(guān)人員直接利用全國網(wǎng)架結(jié)構(gòu)觀察具體電網(wǎng)建設(shè)情況。在微觀環(huán)境下，通過對線路、變電站等等比建波處理，實現(xiàn)電網(wǎng)全景展示。并且，把電器企業(yè)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)信息以及空間信息充分整合，把電器企業(yè)所有業(yè)務(wù)信息整合為一個整體，通過建設(shè)完善的信息匯集中心，給電網(wǎng)規(guī)劃工作順利開展提供支持。除此之外，在進(jìn)行電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)過程中，通過把三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，實現(xiàn)平臺建設(shè)，讓電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)工作效率得到大幅度提升，并且在現(xiàn)實生活中科學(xué)應(yīng)用，從而提升電網(wǎng)建設(shè)效果，保證電網(wǎng)規(guī)劃質(zhì)量。

3.3 建設(shè)完善的電網(wǎng)架構(gòu)

要想提高基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)性，需要科學(xué)構(gòu)建電網(wǎng)架構(gòu)。從目前情況來說，人們對電網(wǎng)精細(xì)化管理方面提出嚴(yán)格要求，在電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)過程中，需要得到精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息當(dāng)作支撐，所以，在現(xiàn)階段 2.5 米分辨率衛(wèi)星影像設(shè)備的作用下，實現(xiàn)高精度航飛數(shù)據(jù)處理。并且，把35kV 及以上網(wǎng)架坐標(biāo)融合平臺中，通過采用典型模型進(jìn)行展現(xiàn)，形成一個完整的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，讓電力設(shè)備更好給人們提供服務(wù)。

3.4 提高業(yè)務(wù)應(yīng)用深度

（1）全面提升業(yè)務(wù)應(yīng)用深度。把電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)作側(cè)入點，引導(dǎo)業(yè)務(wù)應(yīng)用深度的提升，從而保證三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)自身作用得到全面發(fā)揮。與此同時，還要適當(dāng)擴充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)應(yīng)用范疇，給業(yè)務(wù)管理和決策制定工作順利開展提供支持。

（2）迎合時代發(fā)展，緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢。針對二維 GIS技術(shù)來說，具有較強的抽象特點，在三維GIS技術(shù)中，影像更加直觀，通過將兩者充分結(jié)合，取長補短，可以促進(jìn)我國電網(wǎng)事業(yè)更好發(fā)展。所以，相關(guān)部門應(yīng)該假期對二維、三維一體化設(shè)備應(yīng)用探究力度。

4 結(jié)束語

總而言之，要想推動我國社會經(jīng)濟的全面發(fā)展，人們對電力資源需求量不斷升高，國家電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模逐漸擴充，導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)壓力不斷增加。在開展電網(wǎng)規(guī)劃及建設(shè)工作時，通過把三維全景智能電網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用其中，統(tǒng)一建設(shè)電網(wǎng)平臺，實現(xiàn)各項業(yè)務(wù)資源的整合，促進(jìn)信息資源傳遞和共享，讓各項數(shù)據(jù)得到充分整合，給電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)工作開展提供支持，提升電網(wǎng)規(guī)劃和建設(shè)效率。