电网管理数据融合的输电全景驾驶舱技术

张志生，曹敏，高尚飞，孙继鹏

(云南电网公司信息中心，昆明 650217)

电网管理数据融合的输电全景驾驶舱技术

张志生，曹敏，高尚飞，孙继鹏

(云南电网公司信息中心，昆明 650217)

研究开发一套输电线路全景驾驶舱系统，制定详尽的、个性化的指标体系，实时反映输电网系统运行状态、设备运维状态、运行环境状态，将各类监视分析对象的信息形象化、直观化、具体化。为输电运行、设备检修、现场作业等专业人员提供监视、分析、查询、操作和仿真的 “一站式”操作平台。

输电；智能运维；多源数据融合；全景拼接；全景展示；辅助决策；分层推送

0 前言

随着云南电网规模逐步扩大，其运行机制和特性日趋复杂，生产运行管理难度加大。研究开发一套输电线路全景驾驶舱系统，制定详尽的、个性化的指标体系，实时反映输电网系统运行状态、设备运维状态、运行环境状态，将各类监视分析对象的信息形象化、直观化、具体化。为输电运行、设备检修、现场作业等专业人员提供监视、分析、查询、操作和仿真的 “一站式”操作平台。

1 研究内容

研究针对输电线路的状态监测、智能运维、决策支撑三方面核心业务，结合目前已有的输电线路运维手段及相关业务数据和相关业务流程，运用多种新型技术手段对输电线路的运行维护进行综合分析、管理，形成输电业务系统横向集成、省局及应用的纵向贯通。实现输电线路运维的全景可视化、数据集成化和互动化。主要研究内容内容包括多源数据融合、多维全景展示、智能辅助决策、个性化指标体系、分层分级推送。

图1 系统构架图

1.1 多源异构数据融合

输电线路智能化管理的概念是建立在当今先进的计算机网络通信等技术基础上进行设计提出的。目前，输电相关的信息系统专业分散，形成信息孤岛。要实现电力系统当中输电线路的智能化管理。不仅仅要针对输电线路的数据采集进行即时性功能建设。同时也要考虑到数据的交换处理和信息库的构建。

采用规范化基础数据及信息的输电线路数据源，以统一标准的方式实现输电线路信息交互和共享，输电线路的运行及维护管理提供基础数据支撑，提供能够反映输电系统运行的稳态、暂态、动态数据以及输电设备运行状态、图像等数据集合的平台。

通过建设涵盖输电网多维度数据、多源信息融合，以设备为主要对象的综合数据中心；研究与生产管理系统、高压工况系统等信息系统的数据接口机制，建立指导输电线路运维检修工作的流程体系，提升输变电设备故障应急处置水平；实现与在线监测系统数据、雷电定位系统数据等其他系统的数据对接，为输电相关业务系统的数据交换和共享开通了渠道。

技术实现手段上主要使用ETL工具，即抽取、转换、加载。

1)数据抽取：从输电各独立的系统中抽取目的数据源系统需要的数据；具体又可分为全量抽取和增量抽取，全量抽取比较简单，增量抽取只抽取自上次抽取以来数据库中要抽取的表中新增或修改的数据。增量抽取需要两点要求：准确性，能够将业务系统中的变化数据按一定的频率准确地捕获到；性能，不能对业务系统造成太大的压力，影响现有业务。

2)数据转换：从数据源中抽取的数据不一定完全满足目的库的需求，例如数据格式的不一致、数据输入错误、数据不完整等等，因此有必要对抽取出的数据进行数据转换和加工。将从源数据源获取的数据按照输电业务需求和相应的规程规范，转换成目的数据源要求的形式，并对错误、不一致的数据进行清洗和加工；数据的转换和加工可以在ETL引擎中进行，也可以在数据抽取过程中利用关系数据库的特性同时进行。

3)数据加载：将转换和加工后的数据装载到目的库中是整个多源数据融合的最后步骤，既将加工转换后的数据装载到数据共享交互中心。装载数据的技术手段取决于所执行操作的类型以及需要装入多少数据。一般来说有两种装载方式：直接使用SQL语句操作或者采用批量装载方法。

图2 数据融合过程

1.2 全景多维展现

依据全景统一数据平台，研究实现电网运行数据、设备状态数据、环境数据、工况运行数据的综合监视。依据高级功能，实现输电运维管理、全景感知、实时分析任务。一图掌握辖区输电线路整体情况，包括辖区输电线路情况、环境情况、监测情况、运维情况、重点特殊区段情况等。研究输电网全局到局部、网架到周边环境、报警到预警、预测到推演的监测控制一体化的可视化管理机制，从可视化管理、人机交互优化及管理有效性等多个方面进行界面设计、操作流程设计、管理规整梳理到系统的研究与实现。

具体研究内容与方向如下：

＞输电报表指标可视化管理

＞输电在线监测可视化管理

＞输电环境监测可视化管理

＞输电线路电压等级可视化管理

＞输电线路定位与可视化管理

＞输电线路走势与地形可视化管理

＞杆塔与输电设备的可视化管理

＞输电网特殊区段管理可视化

由此，实现对输电设备信息资料做全方位展示，并在此基层上实现扩展功能，实现数据联动，同时兼备数据统计汇总和分析，体现了数据智能应用的新高度。设备展示方式丰富，利用富媒体技术实现了从整体到局部展示，同时能三维仿真模拟出设备周边环境，能直观便捷的了解环境情况。

同时，线路相关资料的数据流贯穿于全景展示、辅助决策、现场联动三个展示窗、移动终端或其他系统内各个模块，最大程度上实现系统的数据共享和联动，能从一个数据角落经过查询分析和预习设计好的算法定位到远方的数据角落，充分体现了平台的数据一体化。实现了不同层级的数据逐层挖掘、线路关联信息查询、缺陷、跳闸、故障关联性分析等。

根据线路运行、线路检修、线路检测、大修技改等各个流程。得出输电线路可用系数、消缺及时率、执行及时率。对于指标评价不符合要求的线路、杆塔在全景视图中提示。

1.3 智能运维辅助决策

通过对监测信息的自动分析过滤、故障分析、计划管理等，结合专家知识库，为输电运维管理提供可视化的智能分析诊断、导航决策，依据关键指标，综合评价输电运行状况。根据角色进行定位推送，帮助运行人员快速、准确的处理输电作业。主要分为以下几个方面：

智能巡检：智能化线路巡检通过计算机技术帮助线路巡检工作人员快速有效实现线路巡检工作的智能化系统设计。智能化线路巡检系统摆脱了原有的人工记录模式，通过计算机技术和网络通信方式加强巡检系统的可靠性和数据传输性。不仅加快了线路巡检工作的运行效率，同时也降低了人工记录和核对的错误率。

智能辅助维护策略：根据在线监测、气象、跳闸等历史信息，依据运维策略管控指导意见，辅助生成线路的运维策略，提高了运维策略制定效率，减少了由人工制定运维策略带来的遗漏和错误。

智能跳闸关联分析：系统在跳闸事件发生时，自动触发进行关联分析，主动推送出雷电分析数据、环境分析数据、保护测距数据等，快速辅助进行跳闸故障分析和定位分析，为跳闸后进行巡视提供数据支撑和辅助决策。

智能运维支撑：在巡视和检修过程中，实时推送巡检线路通道附近的气象、监测、运行信息，为巡检作业提供智能动态的数据支撑。

智能经验数据辅助作业：在巡检过程中，为作业人员提供巡视经验轨迹，帮助巡检人员在野外快速高效安全的进行巡检提供支撑。

智能计划提醒：将年度、月度计划，缺陷、隐患记录、林木树障生长周期等时间要素，以设备闹钟的方式，到时推送给相关人员，有效的对工作任务进行提醒。

1.4 个性化指标体系

通过建立输电专业结构严密，系统科学的指标体系，满足电网公司分级管理要求，指标可层层向上汇总，层层向下分解，供电局指标对省公司指标有较好的支撑，省公司指标可由供电局指标汇总而来；同时指标体系应反映输电主要的专业管理领域，同一板块指标覆盖全面，减少冗余。

指标体系有效、及时反映输电运行部门管理状况、设备运行情况，输电运行部门应根据设备具体情况和上级的要求制定本部门的生产技术指标体系，积极进行横向、纵向比较，开展量化分析不断提高运行管理水平。

按生产要素可分生产过程指标、安全指标和运行指标等；按照上报时间的差异，可划分为年度指标、季度指标、月度指标等；也可按照业务性质、重要程度和来源途经划分。

基于输电驾驶舱技术的个性化指标体系主要体现在如下几点：

指标自动生成：系统在基于多源数据融合的数据交互中心，自动进行数据的挖掘、分析、统计完成不同层级、不同板块的指标计算。

指标自动展示：系统根据用户在工作中的不同角色，自动展现对应层级的指标数据，并且用户可以根据上层指标继续钻取，分解细化到下层指标。

1.5 分层分级推送信息

系统预制多个数据展现模块，根据系统用户的不同角色，分省公司、供电局、供电局设备部、输电所、运维班组等分层分级推送数据。用户也可以根据自身需求，配置自己所需的展示数据。由过去人进行数据的查询转为数据找人，不同用户关心的主要数据一目了然。

2 结束语

系统建设实施后，增强了输电运维的信息化和智能化水平，提高了原始数据的综合利用效能。该系统为输变电运维工作提供了智能化、全方位的技术支持，减少人工干预，节省大量资金及人力资源。

[1] 杨振军.三维输电线路地理信息系统的研究与开发 [J].西安科技大学，2009.

[2] 唐陇军，邱家驹.基于3维地理信息系统的输电线路管理系统[J].电网技术，2003.

[3] 黄志明.输电线路建设和展望 [J].中国电力，1999.

[4] 刘琳，张健.高压输电网地理信息管理系统 [J].华北电力技术，1998.

[5] 白文礼，曹甫弘.输电线路运行维护问题探讨 [J].高科技与产业化，2010.

[6] 曹敏，陈鹏，罗学礼，等.基于输电线路工况在线监测多源数据的多维度数据分析研究 [C].云南电力技术论坛论文集，2011.

[7] 高尚飞，张志生，刘刚.基于Google Earth的输电线路三维建模与仿真 [C].云南电力技术论坛论文集，2009.

Research on Transmission Panoramic Cockpit Technology Based on Data Fusion of Grid Maintenance and Nanagement Data

ZHANG Zhisheng，CAO Ming，GAO Shangfei，SUN Jipeng
(Yunnan Power Grid Company Information Center，Kunming 650217)

As yunnan power grid scale expands gradually，its increasingly complex operation mechanism and features，production operation management.Panoramic cockpit system research and development a set of transmission line，and formulate detailed，personalized，index system，real-time reflect running state grid system，the equipment operational status，running environment，all kinds of monitoring analysis object of information visualization，visualization，shape.For the transmission operation，equipment maintenance，on-site professional personnel to provide monitoring，analysis，query，and the simulation of the"one-stop"operation platform.For condition monitoring of the transmission line，intelligent core business operations，decision support three aspects，combining the existing means of transmission line operations and related business data and related business processes，using a variety of new technical method for analyzing the operation of the transmission line maintenance，management，transmission business systems，ShengJu horizontal integration and application of vertical penetration.A panoramic view of the transmission line operations visualization，data integration and interaction.The main research contents include multi-source data fusion，multidimensional panoramic display，intelligent auxiliary decision-making，personalized index system，hierarchical classification to push.

transmission；intelligent operation maintenance；panoramic stitching；panoramic view；aid decision making；layered push

TM76

B

1006-7345(2014)05-0114-04

2014-08-23

张志生 (1981)，男，硕士，工程师，云南电网公司信息中心，长期从事电力专业信息化、智能化相关建设与研究 (e-mail)zhangzhisheng51＠126.com。

曹敏 (1961)，男，高级工程师，云南电网公司首席技术科学家，享受云南省政府特殊津贴，全国电工仪器仪表标准化委员会电能测量和负载控制设备分技术委员会副主任委员 (e-mail)cmword＠126.com。

高尚飞 (1984)，男，硕士，工程师，云南电网公司电力研究院研发中心，长期从事电力信息化、输电在线监测相关建设与研究 (email)gaoshangfei＠enersun.com.cn。