基于云計(jì)算智能電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)可視化管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

申蕾

摘要：為了順應(yīng)全球化經(jīng)濟(jì)發(fā)展的潮流，我國(guó)致力鉆研先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，伴隨著電網(wǎng)智能化的迅速崛起，這為社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。電力大數(shù)據(jù)是指在發(fā)電、配電、輸電、營(yíng)銷及管理等各環(huán)節(jié)產(chǎn)生的電力數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)中心統(tǒng)一進(jìn)行儲(chǔ)存和管理。電力大數(shù)據(jù)具有以下特征：數(shù)據(jù)體量大、數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)采集傳輸和處理速度快、涵蓋信息多、跨行業(yè)間信息交互頻繁。云計(jì)算是一種新的分布計(jì)算模式，其中包含了大量的資源，能夠?yàn)殡娏τ脩籼峁┐鎯?chǔ)的大量數(shù)據(jù)和對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，起到提升智能電網(wǎng)存儲(chǔ)容量和處理效率的作用。本文將概述云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的處理技術(shù)方式，探討云計(jì)算大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智能電網(wǎng)中的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：云計(jì)算;智能電網(wǎng);綜合數(shù)據(jù);可視化管理;平臺(tái)設(shè)計(jì)

引言

針對(duì)電網(wǎng)規(guī)劃中存在的數(shù)據(jù)量大而雜、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)獲取難度大、規(guī)劃過程人工干預(yù)多、自動(dòng)化程度低、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等問題，項(xiàng)目開展基于人工智能和大數(shù)據(jù)的電網(wǎng)精準(zhǔn)規(guī)劃支持平臺(tái)的研究與實(shí)踐，以規(guī)劃業(yè)務(wù)流程為主線，通過信息化手段將主網(wǎng)規(guī)劃核心環(huán)節(jié)有機(jī)銜接，打造智能規(guī)劃工作體系。創(chuàng)造圖數(shù)一體的省域智慧電網(wǎng)地圖，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)規(guī)劃信息一張圖全景管控;構(gòu)建智能選站選線模型，將規(guī)劃向設(shè)計(jì)深度推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)電力線自動(dòng)選線、變電站自動(dòng)選站、遙感影像典型目標(biāo)智能識(shí)別等功能;研究建立可視化電網(wǎng)規(guī)劃工作平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)從基礎(chǔ)數(shù)據(jù)查詢、到現(xiàn)狀電網(wǎng)分析、到負(fù)荷預(yù)測(cè)、到電力電量平衡計(jì)算、到變電站規(guī)劃、到電氣計(jì)算、到三維評(píng)審等一體化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)線上規(guī)劃、線上設(shè)計(jì)、線上評(píng)審，輸電網(wǎng)規(guī)劃工作技術(shù)全鏈條支撐。

1云計(jì)算概述

①數(shù)據(jù)的計(jì)算范圍較大且受到的限制少。以傳統(tǒng)的技術(shù)計(jì)算電網(wǎng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)時(shí)，只能對(duì)很少一部分的資源進(jìn)行計(jì)算，受到的限制條件也比較多，對(duì)于數(shù)據(jù)的整合效果也較差，而采用新的云計(jì)算智能電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)處理技術(shù)受到的限制較少、數(shù)據(jù)整合效果較好。②數(shù)據(jù)的虛擬化。通過云計(jì)算智能電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)技術(shù)虛擬化這一特點(diǎn)，使電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)被迅速的收集整合，進(jìn)行快速的處理數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)被合理的分配和運(yùn)用。③動(dòng)態(tài)擴(kuò)展。云計(jì)算技術(shù)有著較高的兼容能力，可以在電網(wǎng)運(yùn)行的同時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)動(dòng)，并且快速的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析，且使用此功能需要的新型設(shè)備可以在原有設(shè)備上進(jìn)行增添，不需要購(gòu)買新的設(shè)備。④良好的安全性。互聯(lián)網(wǎng)為主要的通信平臺(tái)，云計(jì)算技術(shù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，保證數(shù)據(jù)資源的安全性和數(shù)據(jù)處理的準(zhǔn)確性，防止發(fā)生數(shù)據(jù)泄露。

2基于云計(jì)算智能電網(wǎng)綜合數(shù)據(jù)可視化管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1整體架構(gòu)

智能電網(wǎng)可視化平臺(tái)主要是從整體的角度，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)開展整體的構(gòu)建，并且對(duì)電網(wǎng)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行容納，涉及的內(nèi)容包含著電網(wǎng)的運(yùn)行、檢修和能量采集過程中所出現(xiàn)的各種各樣的數(shù)據(jù)集合。智能電網(wǎng)大數(shù)據(jù)信息平臺(tái)所提供的海量數(shù)據(jù)以及具體的云計(jì)算模式，，能夠在一定程度上為智能電網(wǎng)的運(yùn)行和發(fā)展提供更加具有針對(duì)性的指導(dǎo)方向，從而使得基于大數(shù)據(jù)架構(gòu)的智能電網(wǎng)可視化平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)成為未來發(fā)展的重要領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)技術(shù)的存在，不僅能夠從智能調(diào)度領(lǐng)域的角度實(shí)施高級(jí)的應(yīng)用，同時(shí)還能夠解決在狀態(tài)檢測(cè)方面的問題，并且對(duì)電能損耗進(jìn)行全方位的分析。

2.2技術(shù)路線設(shè)計(jì)

平臺(tái)采用分層的思想來設(shè)計(jì)，包括表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)服務(wù)層、通用組件層、基礎(chǔ)組件層、數(shù)據(jù)層等。在表現(xiàn)層，平臺(tái)為高端用戶及規(guī)劃相關(guān)人員提供高級(jí)功能，輔助管理決策;在業(yè)務(wù)服務(wù)層，平臺(tái)在輔助電網(wǎng)管理、規(guī)劃數(shù)據(jù)分析等功能的基礎(chǔ)上，提供現(xiàn)狀電網(wǎng)分析、電力仿真與計(jì)算、電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、智能選站選線、智能評(píng)審等規(guī)劃方面的深層次應(yīng)用;在通用組件層里包括：數(shù)據(jù)庫(kù)訪問組件、系統(tǒng)日志部件、系統(tǒng)消息部件、插件引擎等;在基礎(chǔ)組件層主要用的組件有：基礎(chǔ)組件、中間件、工作流組件、GIS組件、NSCGlobe組件（三維球組件）等;在數(shù)據(jù)層，以構(gòu)建規(guī)劃大數(shù)據(jù)為目標(biāo)，其中包括：三維模型數(shù)據(jù)庫(kù)、影像及地理數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)等。

2.3智能電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

接入智能電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，集成巡視、試驗(yàn)、檢修等獲得的設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)，再結(jié)合調(diào)度SCADA、氣象等系統(tǒng)數(shù)據(jù)，應(yīng)用邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)自感知、自告警、自診斷、自評(píng)價(jià)，并自動(dòng)發(fā)起設(shè)備缺陷處理，輔助開展設(shè)備故障搶修。更進(jìn)一步指導(dǎo)設(shè)備年度運(yùn)維、試驗(yàn)、特巡特維、機(jī)巡策略制定，輔助設(shè)備物資品控及全生命周期管理。通過對(duì)調(diào)度保護(hù)、站端行波測(cè)距、氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)以及雷電定位等數(shù)據(jù)信息的匯總分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)輸電線路跳閘故障的及時(shí)診斷和快速定位。并且對(duì)輸電線路跳閘進(jìn)行故障査線，同時(shí)指導(dǎo)調(diào)度決策。結(jié)合氣象、環(huán)境等，開展跳閘統(tǒng)計(jì)分析，指導(dǎo)開展線路運(yùn)維及立項(xiàng)改造。監(jiān)測(cè)平臺(tái)綜合利用主變壓器油色譜異常分析、GIS局部放電檢測(cè)等在線監(jiān)測(cè)信息;缺陷趨勢(shì)以及預(yù)試趨勢(shì)等生產(chǎn)信息;CVT二次電壓異常分析、主變壓器負(fù)荷油溫等運(yùn)行信息，開展智能電網(wǎng)設(shè)備綜合監(jiān)測(cè)和多種狀態(tài)信息綜合處理分析，為掌握設(shè)備健康狀態(tài)、優(yōu)化設(shè)備管控策略，提供設(shè)備狀態(tài)綜合預(yù)警信息。通過對(duì)設(shè)備檢修、預(yù)試等各類生產(chǎn)信息數(shù)據(jù)的收集和分析，同時(shí)綜合多種評(píng)價(jià)信息構(gòu)建科學(xué)的評(píng)價(jià)模型，對(duì)智能電網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行基準(zhǔn)狀態(tài)評(píng)價(jià)和智能綜合評(píng)價(jià)。為制定智能電網(wǎng)設(shè)備基準(zhǔn)運(yùn)營(yíng)維護(hù)策略、系統(tǒng)整體風(fēng)險(xiǎn)管控策略，得出智能電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。變電站作為智能電網(wǎng)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。智能巡檢機(jī)器人，采用自動(dòng)巡檢、數(shù)字自動(dòng)識(shí)別記錄、人像自動(dòng)抓拍等多種智能技術(shù)，為變電站提供了完整的監(jiān)控架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)的自動(dòng)采集、自動(dòng)分析和自動(dòng)報(bào)警，在極大地提高了智能運(yùn)維水平的同時(shí)，大大減少了運(yùn)維工作量，為日益提高的電網(wǎng)設(shè)備保障要求和人工成本越來越高之間的矛盾，提供了可持續(xù)的解決方案。

2.4變電站規(guī)劃及接入方案設(shè)計(jì)

平臺(tái)能夠根據(jù)負(fù)荷預(yù)測(cè)計(jì)算結(jié)果、電網(wǎng)和電源的現(xiàn)狀及規(guī)劃網(wǎng)架等信息，構(gòu)建布點(diǎn)分析模型，同步考慮地理環(huán)境因素，自動(dòng)計(jì)算出規(guī)劃年主網(wǎng)變電站的站址位置、容量規(guī)模、所供負(fù)荷等結(jié)果，自動(dòng)避讓保護(hù)區(qū)、居民區(qū)等環(huán)境敏感點(diǎn)，進(jìn)一步提升變電站規(guī)劃的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。同時(shí)，在變電站規(guī)劃的基礎(chǔ)上，平臺(tái)根據(jù)接入回路數(shù)、距離、跨越保護(hù)區(qū)距離、可用間隔及造價(jià)估算等構(gòu)建輔助電氣接入模型，自動(dòng)推薦最優(yōu)接入方案。平臺(tái)支持同步利用專業(yè)電氣計(jì)算軟件進(jìn)行電氣計(jì)算，對(duì)規(guī)劃方案進(jìn)行校核，計(jì)算成果可以進(jìn)行可視化直觀展現(xiàn)。

結(jié)束語

綜上所述，對(duì)智能電網(wǎng)可視化平臺(tái)進(jìn)行建設(shè)，能夠把底層的數(shù)據(jù)進(jìn)行全方位的抽取和清洗，并且在轉(zhuǎn)換計(jì)算的背景之下，能夠更加實(shí)時(shí)和準(zhǔn)確地應(yīng)對(duì)智能電網(wǎng)的各項(xiàng)任務(wù)，開展實(shí)施的監(jiān)控工作，最終解決電力在生產(chǎn)和調(diào)度方面的問題。從大數(shù)據(jù)架構(gòu)的角度出發(fā)，了解智能電網(wǎng)可視化平臺(tái)的設(shè)計(jì)，甚至將其應(yīng)用到實(shí)際的操作過程中，會(huì)成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

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