三維全景及全景動態(tài)融合技術在智能變電站管理中的應用

邵全 紀陳云 李軍

摘 要本文介紹了基于三維虛擬全景及全景動態(tài)融合技術的智能變電站管理系統(tǒng)的實施方案和系統(tǒng)說明，并介紹了實際應用。使用面向瀏覽器的成熟三維全景技術，實現對智能變電站所有管理對象的三維還原，以全景動態(tài)融合技術構建整個智能變電站環(huán)境，并可與各類管理系統(tǒng)對接，建立智能變電站數據管理、動態(tài)監(jiān)控、設備巡檢、實景培訓的集中三維虛擬可視化管理平臺。

【關鍵詞】三維全景 智能變電站 全景動態(tài)融合 可視化

1 引言

隨著國家電網“三集五大”體系建設的完善提升和人員結構性缺編的逐漸顯露，運維人員總體數量在減少，而所轄變電站數量卻在逐年增加。運檢一體化、設備主人制、電運檢五項通用制度等對運維人員日常工作的規(guī)范性和及時性提出了更高的要求。隨著智能變電站的普及、新設備新技術的應用推廣，巡視維護對象的數量和復雜程度都在不斷增加，這對國家電網運維人員的業(yè)務素質提出了更高要求。

2 應用目標

針對智能變電站的日常運維管理、巡檢、培訓等工作，能夠充分利用最新的計算機三虛擬三維圖形技術，基于三維虛擬全景現實技術和動態(tài)全景視頻技術建立智能變電站管理的虛擬三維可視化管理平臺。三維可視化平臺是智能變電站管理系統(tǒng)的數據展現平臺，也是重要的管理及運維相關數據信息展現和管理及實景培訓界面，更是智能變電站運維管理及實景培訓走向三維可視化管理的重要基礎。

通過三維虛擬全景技術實現對智能變電站場景進行真實三維全景展現，能夠實現基于三維虛擬環(huán)境對變壓器及各類設備的運維數據管理功能，構建智能變電站環(huán)境、設備和管理信息的可視化平臺，實現變電站三維全景展示，動態(tài)場景融合提供生動便捷的培訓平臺。實現智能變電站管理及運維對象的管理及相關監(jiān)控信息整合展示，讓管理及運維人員不用去現場而是在三維虛擬環(huán)境就能掌握智能變電站管理及運維中的有效信息，實現數據透明化與數據可視化的管理。三維虛擬可視化管理能讓智能變電站的設備信息和運行狀況更加直觀，使復雜的設備及運維信息變得易于展示、管理，從而實現管理的透明化，更進而有效提升變電站的管理與監(jiān)控管理的效率，真正實現一個全方位、可視化的新一代智能變電站運行管理、運維、實景培訓的系統(tǒng)。

3 解決方案

通過三維全景技術搭建智能變電站的實際場景，可實現360度瀏覽變電站內建筑、設備信息，重點設備支持局部放大（可看到設備銘牌、設備描述信息等），支持動態(tài)場景融合（LIVEPANO），可以在三維全景中根據實景進行專業(yè)培訓及仿真模擬，可提升員工技能培訓效果。支持PMS數據在全景模型中的設備里實時顯示，便于日常巡檢人員調閱。通過智能巡檢技術，將運檢工作中的關鍵點：巡檢人、巡檢時間、巡檢設備、巡檢路線、巡檢中出現的問題進行管理，并在全景模型中顯示重點信息，更規(guī)范運檢業(yè)務，減少管理風險，提高應急反應速度。

3.1 三維全景動態(tài)融合技術（Livepano）簡介

全景動態(tài)融合技術（Livepano）技術是在三維全景的技術之上發(fā)展延伸而來。將靜態(tài)的全景圖片轉化為動態(tài)的視頻圖像，并嵌入到三維虛擬全景中，可以在三維全景中以拍攝角度360度的任意視角觀看動態(tài)視頻，讓我們在三維全景中可以看到靜態(tài)的畫面，也可以看到動態(tài)的場景，有一種真正意義上身臨其境的感覺，而將不受時間、空間和地域的限制，三維全景動態(tài)融合技術不只是單一的靜態(tài)全景圖片形式，而是具有景深，動態(tài)圖像，聲音等各種技術，同時具備聲畫對位，聲畫同步，全景視頻表現出讓傳統(tǒng)的三維全景望塵莫及的視覺效果。全景動態(tài)融合技術比起傳統(tǒng)意義上的三維全景有了質的提高。

3.2 智能變電站三維全景可視化

以三維全景形式展現智能變電站所在相關場景、變電站的建筑及設備的布局、智能變電站設備及相關運維信息，實現三維全景場景中智能變電站設備及相關數據的三維可視化管理。通過三維全景技術，實現變電站的動態(tài)展示，完全符合現場實際。支持設備局部放大，可清晰查看表計讀數、壓板定值。并與電力PMS系統(tǒng)、視頻監(jiān)控等系統(tǒng)集成，支持主要PMS數據在全景模型中的實時查看，讓管理及運維人員了解設備性能參數，實現對變電站設備及運維數據的實時監(jiān)控。

3.3 智能變電站三維全景實景培訓及仿真

三維全景可實現360度瀏覽變電站設備，支持PMS數據在全景模型中的實時查看，讓員工可以在全景模型中學習設備相關信息，了解設備外觀、功能、性能參數。利用動態(tài)場景融合技術（LIVEPANO）動態(tài)融合場景，員工可隨時接受設備巡視、倒閘操作、日常運維等方面的培訓，支持多人聯(lián)機VR場景學習。

3.4 智能變電站信息可視化

智能變電站現有多個設備監(jiān)控和數據子系統(tǒng)，包括PMS系統(tǒng)、設備數據監(jiān)控系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。所有系統(tǒng)協(xié)同運行，相互補充，共同監(jiān)控著智能變電站設備及運行情況的各項指標，為智能變電站提供全方位的安全運行保駕護航。但是各個數據系統(tǒng)都是獨立的系統(tǒng)，并不能顯示在統(tǒng)一的數據平臺上，日常工作中需要打開多個系統(tǒng)并在各系統(tǒng)之間切換才能有效獲取相關數據，在日常運維及發(fā)生故障時無法有效綜合各系統(tǒng)的數據情況，幫助日常巡檢及出現故障后的數據分析處理，大大降低巡檢的工作效率和故障排除效率，所以需要一個統(tǒng)一的可視化監(jiān)控平臺對多個數據系統(tǒng)進行良好整合集成。各類監(jiān)控數據可以用可視化的數據疊加方式進行三維顯示。

與電力PMS系統(tǒng)進行集成展示：在三維虛擬全景可視化平臺上實時展示變電站設備的資產信息及運維信息。

變電站設備監(jiān)控信息展示：通過三維全景展示界面展示變電站設備監(jiān)控到的運行數據信息；

設備告警監(jiān)控信息展示：智能變電站的所有告警信息在三維全景展示界面上實時展示，并進行故障提醒。

與巡檢系統(tǒng)集成展示：能三維全景上實時展示設備的巡檢信息。

信息查詢：在三維全景可視化環(huán)境中通過鼠標點擊操作實現對設備相關信息的直觀查詢。

設備搜索、定位功能：通過輸入智能變電站模糊查詢條件檢索，系統(tǒng)在當前三維全景視圖范圍內列出符合條件的設備列表。根據用戶選擇的進行定位。

作者簡介

邵全（1980-），男，安徽省池州市人。學士學位，現為國網池州供電公司運維檢修部主任、工程師。主要研究方向為電力系統(tǒng)自動化，電力檢修與運維技術等。

紀陳云（1989-），男，安徽省池州市人。學士學位，現為國網池州供電公司運維檢修部副主任。主要研究方向為變電運維技術。

李軍（1970-），男，安徽省淮南市人。學士學位，現為國網池州供電公司運維檢修部副主任，高級工程師。主要研究方向為電網設備運維檢修及技術改造。

作者單位

國網安徽省電力有限公司池州供電公司 安徽省池州市 247000