大數(shù)據(jù)背景下智能變電站自動化系統(tǒng)方案研究

劉斌斌

摘要：近年來，大數(shù)據(jù)技術(shù)應用的范圍不斷擴展，對智能變電站自動化系統(tǒng)的設計方案也產(chǎn)生了非常大的影響。相對于傳統(tǒng)的變電站而言，智能變電站在實際工作中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)體量非常大，很難從中挖掘出有用的信息。隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)在智能變電站中的滲透，可以更好的對收集的數(shù)據(jù)進行處理，進而為自動化系統(tǒng)的設計提供有用的信息。

關鍵詞：大數(shù)據(jù)；智能變電站；自動化系統(tǒng)

引言：

在智能變電站中，其數(shù)據(jù)資源主要來源于電力設備的狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)主要包括兩個方面，一方面是在線的監(jiān)測數(shù)據(jù)，另一方面是傳輸過程中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)信息。通常需要監(jiān)控的數(shù)據(jù)主要是高壓斷路器中的氣體成分和變壓器中的局部放電情況以及高壓母線的溫度等。這些監(jiān)測數(shù)據(jù)會實時變化，可以反映智能變電站各設備運行的細節(jié)，進而決定了數(shù)據(jù)體量的龐大以及數(shù)據(jù)本身的價值。所以，需要采用大數(shù)據(jù)對其進行處理，挖掘中海量數(shù)據(jù)中的有用的信息。在設計智能變電站的自動化系統(tǒng)時，也需要應用大數(shù)據(jù)技術(shù)所得到的信息，對系統(tǒng)進行優(yōu)化。因此，本文對大數(shù)據(jù)背景下，如何對智能變電站自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化設計進行研究。

一、大數(shù)據(jù)背景下智能變電站自動化系統(tǒng)的技術(shù)路線

在智能變電站中，具有多個大數(shù)據(jù)分析監(jiān)控模塊，分別是算法模型庫、數(shù)據(jù)層、狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示、故障反饋和業(yè)務應用以及故障案例庫與狀態(tài)分析報告，每一個模塊在變電站自動化系統(tǒng)中都有非常重要的作用。

（一）大數(shù)據(jù)的存儲

智能電網(wǎng)要求對智能變電站所有的運行數(shù)據(jù)和電力設備的全景狀態(tài)都要進行在線監(jiān)測。由于要儲存海量的數(shù)據(jù)，并且要進行傳輸，這就使得監(jiān)控裝置需要承擔非常大的負擔，要解決這一問題可以通過應用分布式的存儲技術(shù)，進而將網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸量盡可能的降低，同時實現(xiàn)存儲效率的提升，也有助于實現(xiàn)系統(tǒng)存儲良好的容錯性和吞吐性。

（二）大數(shù)據(jù)的分析和挖掘

在大數(shù)據(jù)背景下，要將存儲的海量的變電站數(shù)據(jù)發(fā)揮出其對促進變電站優(yōu)化自動化系統(tǒng)的重要作用，進而設計出更加完善的自動化系統(tǒng)方案，這也是應用大數(shù)據(jù)的關鍵所在。通過應用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以從中挖掘出有用的信息和規(guī)律，進而為優(yōu)化方案提供更多有用的信息。比如在對變電站的故障進行診斷時，可以通過對數(shù)據(jù)的處理，找出其中的異常點，進而增強解決方案的可信度和科學性。

在對數(shù)據(jù)進行預處理以后，可以對數(shù)據(jù)之間的固有聯(lián)系進行研究，并對各變電站之間的關系進行分析。通過對數(shù)據(jù)的挖掘，根據(jù)其關聯(lián)性對數(shù)據(jù)進行分類和分級處理。比如通過利用大數(shù)據(jù)技術(shù)挖掘出的信息，可以對系統(tǒng)不同的故障進行分類，然后制定相應的解決措施，這也使得智能變電站的容錯率和解決實際問題的時效性大大提升[1]。對于設計優(yōu)化智能變電站自動化系統(tǒng)的方案來說，通過運用大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以從中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的不足，進而為系統(tǒng)方案的優(yōu)化設計提供依據(jù)。

二、大數(shù)據(jù)背景下智能變電站自動化系統(tǒng)的設計方案

大數(shù)據(jù)背景下，對智能變電站自動化系統(tǒng)進行設計時，重點集中在兩個方面，分別是硬件和軟件，前者包括站控層設備、間隔層設備、過程層設備；后者包括系統(tǒng)模塊類型和系統(tǒng)模塊設計兩個方面，本文在此對其進行分析。

（一）硬件

首先，站控層設備要能滿足主機和操作員工作站的需求，要具有主通道和備用通道，確保通信功能不受影響，并且要設置錄波器以監(jiān)視網(wǎng)絡通信狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)存在隱患要及時的進行排除，并設置處理策略，要確保通信記錄的完整性[2]。間隔層設備則要具備能夠進行主保護和測控的裝置，也要設置主變本體智能端，還要具備其他可以滿足測控和計量以及分段保護等功能的裝置。對于過程層而言，也要具備智能終端，并且與三側(cè)合并單元和主變非電量保護等裝置。

（二）軟件

在大數(shù)據(jù)背景下，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對智能變電站收集的數(shù)據(jù)進行處理，不僅需要依賴硬件設備提供載體，也需要軟件發(fā)揮支持作用。通過監(jiān)控系統(tǒng)可以實現(xiàn)自動分類事故和異常狀況，一旦出現(xiàn)隱患和事故，會發(fā)出警報，同時根據(jù)事故情況設定登記。在發(fā)生事故時，監(jiān)控系統(tǒng)的標志燈會持續(xù)閃光，直到人工復位。對于監(jiān)控系統(tǒng)，還能對測點的越限值和極限值點等進行設置，如果超過范圍則會發(fā)出警報，并上報控制中心。

就系統(tǒng)模塊類型而言，要設置應用層和應用服務層以及底層等，其中應用層主要是通信管理模塊和主控模塊等；而應用服務層的基本構(gòu)成元素就是應用服務器；底層則包括歷史和參數(shù)數(shù)據(jù)庫。

就系統(tǒng)模塊的設計而言，要將大數(shù)據(jù)技術(shù)得出的結(jié)論實際應用到系統(tǒng)模塊的設計中去。首先，要生成實時庫。要確保系統(tǒng)安全運行，必須要有實時庫，因此需要先為其配置數(shù)據(jù)庫，同時還要根據(jù)實際情況，對數(shù)據(jù)庫實時進行建模，并加載數(shù)據(jù)，然后將其導入到實時庫中。其次，在圖形編輯模塊，系統(tǒng)軟件本身也帶有圖形編輯工具，通過對應用程序進行運行，然后根據(jù)需結(jié)合站內(nèi)的情況，繪制出網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)圖和潮流圖等。可以利用在線監(jiān)視模塊，進而在人機交互界面顯示出上列圖形，起到監(jiān)視電氣設備運行參數(shù)以及運行狀態(tài)的作用，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建模型，對于異常點的數(shù)據(jù)及時的進行控制，并作出正確的處理[3]。最后，在線監(jiān)控模塊，先打開監(jiān)控程序，然后根據(jù)自動化系統(tǒng)的需求，通過后臺監(jiān)控主機對變電站進行監(jiān)控。通過傳送裝置將數(shù)據(jù)傳送到間隔層，然后通過以太網(wǎng)傳到監(jiān)控主機，通過內(nèi)置的大數(shù)據(jù)處理軟件對其進行運算，進而生成各類信息和圖表數(shù)據(jù)等，并且通過后臺監(jiān)控主機還能查詢歷史信息或者監(jiān)控站內(nèi)設備數(shù)據(jù)。

三、結(jié)語

現(xiàn)階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)還處于應用的初期階段，伴隨該技術(shù)的發(fā)展和完善，在智能變電站自動化系統(tǒng)中的應用也將逐漸深化。筆者也將對此持續(xù)關注，以期更好的促進二者的結(jié)合，并對變電站的自動化系統(tǒng)進行優(yōu)化。

參考文獻：

[1]李巧雙，唐云輝.110kV智能變電站綜合自動化系統(tǒng)設計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（20）：161-161.

[2]錢超，宋曉華.大數(shù)據(jù)處理技術(shù)在智能變電站管理中的應用[J].科研，2015（18）：244-244.

[3]謝翹楚.基于大數(shù)據(jù)處理技術(shù)的智能變電站應用研究[J].信息通信，2017（2）：107-108.