淺談大數(shù)據(jù)架構(gòu)視域下的變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)設(shè)計分析

孫鵬濤

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 輝縣 453635）

眾所周知，我國具有地域廣袤的特點，變電站作為國家電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，對于電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行有著十分重要的作用。但是，由于不少變電站處于人煙稀少的地方，給日常巡檢帶來了阻礙，因此，實現(xiàn)變電站的無人化智能巡檢勢在必行，也是當(dāng)前我國電力行業(yè)發(fā)展的必然要求。在變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)設(shè)計過程中，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)，對變電站的運(yùn)維數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、分析，實時掌握變電站運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，便于及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常，采取針對性的措施進(jìn)行處理，為人民群眾輸送源源不斷的優(yōu)質(zhì)電能。

1 變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用意義

變電站在運(yùn)行過程中構(gòu)建智能化巡檢系統(tǒng)，有助于變電站巡檢工作實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、集約化、智能化發(fā)展，在符合有關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn)條件下，以現(xiàn)代化信息技術(shù)為支撐，將有關(guān)變電站設(shè)備檢測資源進(jìn)行整合，全面掌握變電站運(yùn)行情況。改變傳統(tǒng)的變電站人工巡檢工作，用智能巡檢代替人工巡檢，節(jié)省人力資源的同時提高了巡檢質(zhì)量與效率。智能化巡檢系統(tǒng)的引入，使得變電站巡檢工作能夠自動實現(xiàn)智能告警、設(shè)備狀態(tài)可視化以及自動分析決策等高級智能應(yīng)用。使得無人值守的變電站在運(yùn)行過程中，能夠?qū)⒃O(shè)備內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)、外觀狀態(tài)，以圖片、視頻或者傳感器檢測的方式進(jìn)行全面展示。并且巡檢系統(tǒng)還能夠?qū)ψ冸娬驹O(shè)備進(jìn)行跟蹤顯示，以便工作人員能夠?qū)ο嚓P(guān)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時掌控。最后，智能化巡檢系統(tǒng)能夠根據(jù)自身工作內(nèi)容，自動生成有關(guān)巡檢報表等，及時提醒設(shè)備缺陷，并且對缺陷情況進(jìn)行分析，為運(yùn)維人員提供依據(jù)，將安全隱患扼殺在源頭。

2 大數(shù)據(jù)架構(gòu)視域下的變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 設(shè)計思路

如圖1所示，為大數(shù)據(jù)架構(gòu)視域下的變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)設(shè)計思路，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)獲取變電站運(yùn)行信息，通過數(shù)據(jù)庫以及Web應(yīng)用服務(wù)器的處理，將變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，隨后智能巡檢儀依照巡檢體系對變電站的各項設(shè)備進(jìn)行檢驗，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行存在問題，將會通過設(shè)備送檢的方式明確故障原因，采取針對性的手段及時處理。

圖1 變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)設(shè)計思路示意圖

2.2 硬件設(shè)計

（1）合理設(shè)置巡檢任務(wù)單元。巡檢任務(wù)單元指對變電站智能巡檢工作進(jìn)行調(diào)節(jié)，根據(jù)變電站運(yùn)行情況，合理新建、刪除巡檢任務(wù)，也可以通過該任務(wù)單元實現(xiàn)人工下達(dá)指令。此外，操作人員能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行時間進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，指揮智能巡檢儀順利開展巡檢工作。在下達(dá)命令后，系統(tǒng)獲取相關(guān)反饋便可開展對應(yīng)任務(wù)。

（2）圖像監(jiān)控單元。圖像監(jiān)控單元作為變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)的重要構(gòu)成部分，通過紅外攝像儀與可見光攝像機(jī)對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，實現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息的無損采集。兩者相互協(xié)作，可見光對自然光環(huán)境下的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，紅外攝像儀對夜間設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，以便電力工作人員全天候掌握變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。這樣一來，巡檢系統(tǒng)也能夠及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患，進(jìn)而預(yù)警。提高智能巡檢工作的全面性與精確性，為實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集分析奠定基礎(chǔ)。

（3）大數(shù)據(jù)平臺。大數(shù)據(jù)平臺中作為整個變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對整個智能化巡檢工作的順利開展有著十分重要的作用。通過該平臺能夠?qū)⒃O(shè)備運(yùn)行檢測數(shù)據(jù)、時間天氣等非電氣量數(shù)據(jù)相結(jié)合，進(jìn)而準(zhǔn)確、快速的檢測出變電站設(shè)備運(yùn)行故障，及時發(fā)出相關(guān)安全預(yù)警，對變電站設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。大數(shù)據(jù)平臺中的所有數(shù)據(jù)都來源于實測數(shù)據(jù)，通過Web應(yīng)用服務(wù)庫與數(shù)據(jù)庫將其劃分為若干類別。

2.3 軟件設(shè)計

圖2 變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)軟件運(yùn)行流程圖

在開發(fā)變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)軟件構(gòu)建過程中，常見服務(wù)器操作系統(tǒng)為Windows、Linux等。系統(tǒng)Web服務(wù)器為Tomcat，數(shù)據(jù)庫選擇SQLServer構(gòu)建。在智能化巡檢系統(tǒng)運(yùn)行過程中，將所得數(shù)據(jù)信息通過大數(shù)據(jù)平臺進(jìn)行分析，查看變電站設(shè)備運(yùn)行是否存在風(fēng)險，如果存在風(fēng)險，將會發(fā)出相關(guān)警報，如果不存在風(fēng)險則重復(fù)以上流程，對變電站設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)測。

3 變電站設(shè)備智能化巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用

3.1 設(shè)備巡檢

在對變電站設(shè)備開展巡檢工作時，系統(tǒng)會根據(jù)命令合理設(shè)置當(dāng)前巡檢項，實時監(jiān)測相關(guān)電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提交有關(guān)數(shù)據(jù)、信息。一旦在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在安全隱患，系統(tǒng)可以通過文字描述、拍照錄像等方式進(jìn)行記錄。對于變電站設(shè)備中數(shù)值類型的巡視項，一般需要借助Lowerlimit小于value等特定規(guī)則數(shù)學(xué)式進(jìn)行計算。一旦通過結(jié)果對比，發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)異常，將會自動創(chuàng)建缺陷發(fā)出警報，在短時間內(nèi)找出故障所在，提高變電站設(shè)備的巡視效率。

3.2 智能推薦

智能化巡檢系統(tǒng)在運(yùn)行過程中會采用軌跡定位技術(shù)，對巡檢過的設(shè)備以及用戶位置進(jìn)行智能記錄，以便能夠有效保存變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及故障信息，合理規(guī)劃巡檢路線，以便能夠提高智能運(yùn)維質(zhì)量與效率，為后續(xù)運(yùn)維工作的順利開展奠定基礎(chǔ)。

3.3 統(tǒng)計分析

巡檢系統(tǒng)在工作過程中需要對設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實時記錄，例如，設(shè)備運(yùn)行的油位、SF6壓力、主變油溫、本體等，這些數(shù)據(jù)全面顯示了設(shè)備運(yùn)行時的健康狀態(tài)。通過對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄對比，可以明確變電站設(shè)備的健康狀態(tài)變化趨勢，有助于事先預(yù)見設(shè)備故障，將安全隱患扼殺在源頭，保障變電站穩(wěn)定運(yùn)行。具體來說，智能巡檢系統(tǒng)的實現(xiàn)與應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)巡檢工作中的諸多問題。（1）使得變電站電力設(shè)備巡檢工作得以實現(xiàn)科學(xué)化、實時化，進(jìn)而提高了巡檢工作的質(zhì)量與效率。（2）利用現(xiàn)代化信息技術(shù)將相關(guān)巡檢信息實時傳送到巡檢理部門。（3）全面、準(zhǔn)確地分析有關(guān)巡檢系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息，及時發(fā)現(xiàn)、掌握線路、設(shè)備中存在的安全隱患，將其扼殺在源頭。

3.4 巡檢報告

智能化巡檢系統(tǒng)在每次完成巡檢任務(wù)后，都會自動生成巡檢報告，報告內(nèi)容包括設(shè)備缺陷以及運(yùn)行狀態(tài)等，促使變電站巡視工作得以實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化作用，提高變電站運(yùn)行質(zhì)量與效率。

4 結(jié)語

綜上所述，結(jié)合當(dāng)前我國變電站設(shè)備運(yùn)行情況來看，人工巡檢的工作方式已經(jīng)不能滿足當(dāng)前社會的發(fā)展。電力企業(yè)只有從實際情況出發(fā)，積極引進(jìn)現(xiàn)代化信息技術(shù)，從大數(shù)據(jù)架構(gòu)入手，完善智能化巡檢系統(tǒng)，合理運(yùn)用Tomcat、Windows、SQLServer等軟件，全面、準(zhǔn)確地分析變電站設(shè)備運(yùn)行狀況，一旦發(fā)現(xiàn)異常，要及時預(yù)警，為運(yùn)維人員提供故障信息等，以便采取針對性的措施進(jìn)行處理，確保變電站穩(wěn)定運(yùn)行，為人民輸送源源不斷的優(yōu)質(zhì)電能。