大數(shù)據(jù)時代下的智能變電站設備運營可視化應用

摘 要：大數(shù)據(jù)時代下，隨著數(shù)據(jù)的挖掘研究不斷深入，可視化技術逐步成為大數(shù)據(jù)挖掘分析的重要推動方式。與此同時，智能變電站的不斷發(fā)展建設，積累了大量的業(yè)務數(shù)據(jù)，導致對現(xiàn)場運行設備性能的優(yōu)劣分析相對來說越來越復雜。針對智能化變電站在運行過程中所出現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)信息，提出一種利用可視化技術方案將各模塊信息以圖形的格式予以直觀展現(xiàn)出來，高效快捷地方便管理人員分析設備性能所存在的安全隱患，當設備或者線路發(fā)生故障時可以及時控制故障設備，防止影響其他設備的運行，這樣可以降低系統(tǒng)故障的損失，從而提高變電站設備整體的業(yè)務水平。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；智能變電站；設備性能；可視化

目前智能變電站已提出全面支撐調(diào)控一體助力電網(wǎng)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，但是在大數(shù)據(jù)時代下，客戶的能源消耗情況無所遁形。傳統(tǒng)的變電站故障信息統(tǒng)計一般是通過打印保護裝置動作報告、查看故障錄波器錄波進行分析，過程繁瑣，時間較長。而今智能告警及故障信息綜合分析決策技術，已可以妥善處理故障事件順序記錄信號及保護裝置故障錄波等各種數(shù)據(jù)，可是很多企業(yè)對新一代智能變電站的建設工作沒有給予足夠的重視，例如投資總額和生命周期。鑒于此，提出依據(jù)運營設備的信息采集，提出對各信息模塊信息進行數(shù)據(jù)挖掘，結合專業(yè)綜合分析篩選定位將設備安全隱患多元化歸類，并將分析結果以簡潔明了的可視化界面綜合展示，進而使得變電站產(chǎn)品運營高質(zhì)、高效、低風險。

1.智能變電站設備可視化整體應用方案如下圖所示：

[報文采集、記錄模塊] [報文監(jiān)測、解析模塊] [高精度時鐘模塊] [故障錄波模塊] [故障波形存儲] [數(shù)據(jù)清理] [分析快] [報文存儲][數(shù)據(jù)集成] [數(shù)據(jù)變換] [數(shù)據(jù)歸類] [XML文檔] [SVG圖像] [可視化圖像展示] [XSP

技術]

2.智能變電站設備運營模塊的數(shù)據(jù)信息采集結構圖如下所示：

[報文采集、記錄模塊] [報文監(jiān)測、解析模塊] [高精度時鐘模塊] [故障錄波模塊] [故障波形存儲] [數(shù)據(jù)清理] [分析快] [報文存儲][數(shù)據(jù)集成] [數(shù)據(jù)變換] [數(shù)據(jù)歸類]

設備運營模塊的數(shù)據(jù)信息采集結構圖

報文采集、記錄模塊主要負責報文信息的接收、讀取并實時性記錄當前時標，同時查看從站上發(fā)出的遙測、遙信、電量等數(shù)據(jù)，并記錄遙測、遙信報警信號，對報文錯誤、重復等進行實時預警。

報文監(jiān)測、解析模塊主要負責記錄各種信息的交互及其過程，然后能對各個模塊的信息進行監(jiān)測和對狀態(tài)進行評估，根據(jù)監(jiān)測的信息確定報文有無出現(xiàn)異常現(xiàn)象，解析報文傳送的正確性、規(guī)約一致性。

故障錄波模塊主要負責系統(tǒng)發(fā)生故障時自動地、準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較、對分析處理事故、判斷保護是否正確，通過對故障錄波圖的分析，找出事故原因，分析繼電保護裝置的動作作為，對故障性質(zhì)及概率進行科學的統(tǒng)計分析，統(tǒng)計分析系統(tǒng)振蕩時的有關參數(shù)，為保障變電站正常安全運行提供了一定的預防作用。

3.數(shù)據(jù)采集信息轉(zhuǎn)化成圖像架構圖如下所示：

[XML文檔][XSP技術][SVG圖像][可視化圖

像展示]

數(shù)據(jù)采集信息轉(zhuǎn)化成圖像架構圖

XML語言即可擴展標記語言。相對于其他幾類語言來說，它的靈活性、高效性、可擴展性更為明顯。XML可以提供統(tǒng)一的方法來描述和交換獨立于應用程序或供應商的結構化數(shù)據(jù)，不僅能夠描述各種應用軟件的數(shù)據(jù)，還可用于在許多不同平臺和應用程序之間交換數(shù)據(jù)，由于變電站系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)較多，一般都是以數(shù)據(jù)庫作為整體進行讀取，鑒于此，需將數(shù)據(jù)通過變換、清理、集成、歸類等數(shù)據(jù)挖掘技術進行解析并利用工具生成XML格式的數(shù)據(jù)庫。

XSP技術即可擴展服務器頁面。使用這項技術解決設備性能可視化的好處在于它是基于XML語言二開發(fā)的一種開放標準的矢量圖形語言，擴展性強，分辨率高，能夠輕松地描繪出復雜的圖像，同時尺寸小，可壓縮性更強，可實現(xiàn)靜態(tài)內(nèi)容、動態(tài)邏輯、表現(xiàn)形式的分離。

SVG圖像即可縮放的矢量圖形。SVG提供了三種類型的圖形對象：矢量圖形、圖像、文本。由于圖形對象可進行分組、添加樣式、變換、組合等操作，因此，較易更改或復用，不同平臺之間都可以使用。

由于XSP和SVG圖像都是基于XML文檔格式的，所以二者可以有機地結合起來，將XML文檔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為SVG圖像，從而直觀地展示了設備運營情況。

本文針對智能變電站設備運營提出的可視化解決方案，對了解、掌握設備的正常運行和故障狀態(tài)下的快速性、靈活性、安全性有重要意義，有助于提高變電站整體的安全運行水平和生命周期，同時解決方案易于實施，可廣泛推廣，是企業(yè)未來精益發(fā)展的一個趨勢。

參考文獻：

[1]張榮祖，朱揚勇.一個可視化數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預處理技術[C].第二十屆全國數(shù)據(jù)庫學術會議論文集：技術報告篇， 2003.

[2]樂飛.智能化變電站故障系統(tǒng)技術分析[J].企業(yè)技術開發(fā)， 2014（11）.

[3]魏應彬.用XSP將XML文檔數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成SVG圖像[J].福建電腦，2003（11）.

·編輯 李建軍