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大数据可视化监控系统在电网集控运维中的应用

字体: 放大字体  缩小字体 发布日期:2021-06-25  浏览次数:420

王磊

 

国网山西省电力公司忻州供电公司,山西忻州 034000

摘要:目前,我国经济发展十分迅速,基于国内现阶段电网大数据可视化技术水平的基础上,提出了采用无人机采集可视化视频、影像数据,并构建了具有完整功能模块的电网大数据可视化监控系统以及对未来的展望。

关键词:大数据;可视化监控系统;电网集控运维;应用

引言

为满足电力调控中心对电网运行信息的展示需求,并解决传统可视化控制系统在灵活性、交互性、扩展性方面的问题,结合当前最新的可视化控制系统技术,采用一体化控制、高清展示、模块化控制等技术,提出一种基于电网监控的可视化控制系统架构。该系统为调控人员提供了高分辨率的点对点可视化画面展示,画面组合灵活,操作控制便捷,易于扩展维护,系统运行稳定。该系统已在省级调控中心成功应用,其可行性和适用性得到了验证。

1大数据可视化分析的意义

大数据可视分析是指在大数据自动分析挖掘方法的同时,利用支持信息可视化的用户界面以及支持分析过程的人机交互方式与技术,有效融合计算机的计算能力和人的认知能力,以获得对于大规模复杂数据集的洞察力(insight)。大数据可视化分析技术在利用计算机智能化分析数据的同时,结合人对可视化信息的认知能力的优势,将人和计算机的各自强项有机结合,从而使人们更为直观和高效地洞悉大数据背后的信息、知识和智慧。

2电网实时监控的可视化技术

2.1三维虚拟现实技术

基于电网实时监控可视化方法达成的条件下,三维虚拟现实技术被应用于潮流图构建过程中,即以电网模型的设计路径达成图形化的数据表达方法,从而便于相关工作人员全面掌控到数据信息。例如,某厂站在地理背景潮流图设计过程中将厂站变压器、发电、母线等纳入到潮流图绘制中,同时以直线、折线形式表示图元、线路,并结合拼接技术将潮流图放大至指定倍数,且在指定空间内连接线路、潮流图原有线,最终由此达到图形化电网模型展示目的。此外,在三维虚拟现实技术应用过程中亦可结合遥信数据以可视化的形式展示遥信、遥测、计算点等数据,同时在潮流图绘制过程中以箭头来表示遥测数据电流,并以抽象圆点、矩形的填充方法展示海量数据信息。

2.2数据可视化展示

输电线路无人机视觉监控平台通过访问数据分析过程,可实现机器操作旅游计划和进度可视化显示,无人机实时图数据可视化显示、状态和高分辨率航空影像数据可视化显示、激光点云数据可视化,倾斜摄影数据可视化显示等。其中,飞机巡逻计划和作业进度可视化显示,可在传输线无人机视觉监控平台上实现计划和计划外的巡逻计划和作业进度的显示,并具有统计分析功能。无人机实时状态和图数据可视化显示可以实时监控和数据传输,包括无人机(Uav)的区域分布信息和操作线信息、位置信息,高度信息,个人信息,飞行状态信息,视频数据,等等,可以按照模型的区域信息、线路信息,作业人员的关系,等等,都属于综合管理。在3D GIS地图上定义禁飞区,飞机进入禁飞区后实现自动报警功能。支持飞机运行前模拟飞行,支持飞行回放根据历史飞行轨迹,实现现场检查工作的再现;实现全网无人机的设备管理及航迹、时间、使用、天气等相关统计分析。传输线无人机视觉监控平台可实现高分辨率航空影像数据的视觉显示功能。高分辨率航空影像数据具有高现状、高分辨率、海量数据的基本特征,可以按照线、塔等相关关系进行组织。平台实现了高效完整的图像数据集成功能,并根据平台所描述的塔位、硬件和电路信息,提供了灵活的数据管理、快速高效的数据存储工具等工具,实现了客户端的全面可视化。倾斜摄影的真实3D数据能够真实地反映地物的外观、位置、高度等属性,增强3D数据带来的高沉浸感,弥补传统人工建模模仿程度低的缺陷。传输线无人机视觉监控平台对区域和客观斜视摄影图像进行集成管理,并对其相关性进行维护管理,提供可视化的数据调用、管理和综合显示。传输线无人机视觉监控平台对区域和客观热红外图像进行集成管理,维护管理其相关关系,提供可视化数据调用和管理,识别不同设备和反演设备的运行参数(如温度、发射率、湿度、热惯性等)。。

2.3实时数据处理技术

在电网运行过程中为了全面掌控到其运行状况,配置了FTU、RTU等实时监控设备,同时以SCADA平台构建的形式满足站内设备监控条件,并由此获取遥测、电压、电流等实时变化数据,继而基于TCP/IP协议的基础上有效调度海量数据,实现电网的稳定运行。基于实时数据处理技术应用的情景下,电网系统在运作过程中可透过SCADA系统对点、线、面信息进行分类处理,同时置入数据库中。此外,在可视化电网监控系统构建过程中着重采用SDE服务器调用实时数据,并依据具体的数据信息建构其与图形间的联系,继而由此便于调度人员在实际工作开展过程中基于可视化信息分析的基础上全面掌控到电网运行状况。另外,在可视化监控条件下,调度人员以静态、动态数据的实时管理形式满足了设备操控过程中信息需求。

2.4视频采集卡设计

采集数据是监控系统最重要的工作,在变电站的周界、重要设备、开关处安装高清摄像头,由远程控制中心下达指令,通过视频监控准确地显示出现异常情况的位置和图像,并传送至可视化模块。其异常情况的捕捉主要通过视频采集卡实现,视频采集卡将采集的模拟视频信号、电平信号实时转换为数字信号,并且进行压缩编码,将视频信号转换为MPEG格式保存在数据库中。视频采集卡为24位,采集速度每秒30帧,分辨率640×480,能实时动态地采集视频信号,具有性能稳定、图像清晰的优点。

2.5智能视频监控系统与传统监控方式的区别

传统的监控方式主要是以轮询的方式依靠人工监视视频的方式来工作,监控的过程中人工干预较多。面对庞大的视频信息,以及提供给工作人员的系统界面不够直观,这不仅给工作人员带来了很大的工作量,而且使得寻找目标对象困难,在人眼疲劳间隙更是容易出现漏检情况,此时若是发生突发恶性事件便无法第一时间做到防御处理。而智能视频监控系统便不会出现这种情况,它不依靠人工监视视频的方式来工作。智能视频监控系统采用计算机网络技术、数据库技术、先进的通信技术、自动控制技术、计算机图像视觉分析技术等多种技术,实现了对设备运行状态,现场报警等的远程监控。当发生突发恶性事件时,系统会及时发出警告并报警告知工作人员及时做到防御处理。相比传统监视方式,智能视频监控系统在对充分利用人力资源、保障设备稳定安全运行、提高劳动生产率以及提高设备运行维护水平等方面有着显著优点。

综上可知,电力部门在电网运作过程中仍然存在着某些不可忽视的问题影响到了其整体稳定性及可靠性,因而在此基础上为了达到高质量供电状态、满足当代社会发展需求,要求电力部门在电网监控过程中应注重运用GIS、SCADA一体化技术、空间数据库引擎技术、实时数据处理技术等,以此来达到可视化监控目标,并就此全面掌控到电网实际运作状态,且依据数据异常情况对变电站进行实时维护,保障电网运行的安全性。

参考文献

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