基于移动互联网的配电网实时精准管理技术

徐光年，储建新，冯朝力，陈宁宁，汪泽州

（国网浙江海盐县供电公司，海盐 314300）

基于移动互联网的配电网实时精准管理技术

徐光年，储建新，冯朝力，陈宁宁，汪泽州

（国网浙江海盐县供电公司，海盐 314300）

针对配电网空间资源数据采录和管理中存在的问题，本文在北斗高精度定位技术和移动互联网技术的基础上，并有机契合移动GIS技术、LTE230和4G数据同步技术、文字识别技术、语音识别技术等对配电网设备实时管控系统进行深入研究，实现了基于智能移动终端的配电网数据的高效采录，配电网数据变更、实时审核和快速同步，基于智能多媒体分析技术的配电网运维等功能。

移动互联网；配电网数据采录；配电网管理系统

1 引言

虽然近年陆续出现很多配电网管理系统,但纵观整个配电网管理应用,都还存在一定不足,主要体现在以下几个方面[9-10]：配电网基础数据缺乏完整性和及时性；信息系统多,数据重复率高,数据一致性差,质量难以保障；生产作业的过程控制及监管难,效率低。

2 系统框架

配电网数据采录与管理系统在设计上采用Client/Application Server/DBMS三层结构,客户端运行在Android平台上。系统以现场作业为基础,集电力设备数据采录、配电网运维、消缺处理于一体,运用LTE230和4G数据同步技术,并结合北斗高精度定位模块和便携式采集设备（手机）,实现位置数据和多媒体等属性数据到管理后台的安全高效同步；通过现场和审核人员多媒体联动,实现基于移动终端的设备变更实时审核和消缺处理；通过数据库数据处理,实现不同类型,不同需求,不同用途的数据主题分析。如图1所示。

图1 配电网数据采录与管理系统集成示意图

3 系统应用功能设计

配电网数据采录与管理系统的主要功能包括配电网设备数据采录、数据变更移动作业、配电网运维管理、数据主题分析生成专题图、设备快速检索、路径规划与导航和生产作业监管等功能。如图2所示。

图2 配电网数据采录与管理系统功能设计

3.1 配电网设备数据采录

运用北斗高精度定位模块连接基站,获取差分位置信息,并通过蓝牙实时传输到客户端,以此获得配电网设备的位置数据；借助于先进多媒体技术、智能语音技术、文字识别技术快速采集设备铭牌、运行状态、连接状态等属性信息,实现对配电网数据采录工作的智能化、信息化、可视化、高效化,同时针对不同的配电网设备有不同的作业规范,将作业标准化工作与现场采录相结合,实现电力采录信息化、标准化操作,并统一各种设备数据格式,使其与生产管理系统（PMS2.0）无缝衔接,实现功能延伸。

3.2 配电网设备变更移动作业

现场工作人员通过和审核人员远程多媒体联动,实现基于移动端的设备变更实时审核和变更后数据同步上传。移动作业可以分为四步：第一步,提交现场异动变更申请,工作人员通过智能终端填写设备变更申请和变更依据及方案并提交；第二步,远程实时变更审核,审核人员接到通知可以在任何时间、任何地点在PC端或移动端查看变更申请及方案等并作出批示；第三步,现场作业,现场工作人员根据批示进行安全作业；第四步,数据整理及上传,按一定的规则和标准,把变更数据信息整合成生产管理系统要求的数据,并自动上传到生产管理系统。以此提高设备变更工作效率以及实现配电网数据的快速同步和增量更新。

3.3 配电网运维管理“随手拍”

配电网运维管理“随手拍”通过引入语音录入、语音合成、语音、图像和视频智能分析等先进多媒体技术,针对电力巡检中发现的鸟害、雷害、设备老化等常见缺陷,实现缺陷的照片、视频、录音等上报和消缺确认以及消缺结果上报。“随手拍”系统包含缺陷上报和消缺结果上报两部分,缺陷上报功能主要是对于缺陷的定位、拍照、录像、录音等上报；消缺功能是对于上报的缺陷,指派消缺人,消缺后重新定位、对比拍照、录像、录音等上报,确认消缺完毕。配电网运维管理“随手拍”改变传统缺陷上报的数据方式和存储载体,基于多媒体数据构建动态的缺陷处理方式,提高现场还原度,并通过对比缺陷消缺前后数据,明确体现工作人员的消缺结果和消缺质量。

3.4 配电网分析和历史数据主题分析

借助于服务器强大的存储和分析功能,该系统具有配电网分析和历史数据主题分析的功能。配电网分析包括配电网运行方式模拟、通电检测、供电范围等分析；数据主题分析是对历史各业务数据进行挖掘分析,如根据历史消缺记录生成鸟害、雷害等热力图在地图中进行可视化展示分析,根据区域或月份形成纵向或者横向比较,为配电网运维管理提供理论依据,辅助决策。

3.5 施工监管

借助于多媒体技术和北斗高精度定位技术的配电网数据采录与管理系统根据定位信息、铭牌图片信息,视频信息、语音信息、导航轨迹信息等一方面可以更清晰直观的展现工作现场设备信息,丰富GIS属性,另一方面也可作为外业工作人员的办公凭证,对其也有一定的监管,提高外业工作效率和质量。

4 关键技术

4.1 移动GIS技术

该配电网数据采录与管理系统也是以移动GIS技术为重要组成部分,围绕业务需求,配电网数据采录与管理系统重点研究了基于北斗的定位技术、无线网络通信技术、移动数据库技术,集导航定位、数据采录、数据传输、数据查询编辑、数据分析等功能于一体。借助于移动GIS的集成,配电网数据采录与管理系统大大提高了外业的灵活性,系统服务的实时性和作业高效性。

4.2 LTE230和4G数据同步技术

LTE230系统是工作在230MHz的无线专网通信系统,低频段覆盖距离远的特点使其在建网和后期维护成本上皆优于其他系统,另外在频率使用政策上,电力行业拥有专用的40个授权频点,基于以上应用优势,再结合4G LTE先进技术及广覆盖特点,LTE230和4G同步技术在电力配用电领域具有良好的推广应用价值[12]。

配电网数据采录与管理系统将电网已有的230M频段离散频谱与4G技术（TD-LTE）相结合,采用深度定制策略,通过采用离散频谱聚合、频谱感知、自适应调制与编码等技术,大幅提高了无线频率资源（230MHz频段）的使用效率,在窄带频谱上实现宽带数据传输,为电力系统行业提供低成本、广覆盖、高安全性、海量实时在线无线宽带接入系统；利用4G技术在Internet网部署公网云服务,采集设备（3G/4G）通过通信运营商连接云服务实现数据同步,4G网络数据同步安全防护参照国网公司要求,采用安全接入平台接入信息内网,连接各业务系统。

4.3 文字识别技术

考虑到外业工作,手动输入的效率低问题,本系统集成文字识别技术,可通过对配电网设备铭牌进行拍照或录像,直接将铭牌上不可编辑的文字信息转换成可编辑的文字信息,然后运用输出的识别结果进行设备的快速检索以及设备属性的快速录入。如图3所示。

图3 文字识别技术处理流程

4.4 语音识别技术

对于设备铭牌上没有的其他属性采用语音识别技术,通过对录下的原始语音进行识别、分析、关键字提取等流程将描述属性的语音转换成文字信息录入,另一方面,录入的语音也作为原始数据保存。如图4所示。

图4 语音识别技术处理流程

5 案例

新的配电网数据采录与管理系统建设丰富完善了海盐县供电公司配电网信息化建设发展的体系结构,为配电网的数据采录提供快速途径,为配电网管理、计算、规划和分析提供强有力的基础数据支持,提高了工作效率,提升了工作质量。其客户端搭载于Android平台上,界面简洁,操作简单,其主界面如图5所示,数据采录界面如图6所示。

图5 客户端软件主界面

图6 客户端数据采录界面

在服务端除了能实时接收上传数据,还提供基础地图数据,同时也提供图形基本操作功能,如图层管理,放大、缩小、平移等,点击图上配电网设备标记弹出设备属性如图7所示,属性包括文字信息、图片、语音和视频。此外,在服务端根据数据还可以做诸多主题分析,如图8所做的鸟害“热力图”。

图7 服务端设备属性数据显示

图8 鸟害“热力图”

6 结束语

本文所做工作是对适应配电网业务需要的移动互联和智能多媒体技术在配电网管理中应用的一种探索和尝试,其成果对电网生产管理工作具有一定的借鉴意义。

[1]董旭柱,吴争荣,刘志文等．智能配电网研究热点[J]．南方电网技术,2016, 10(5)

[2]黄伟．关于城市配电网管理现状的探讨[J]．广东科技,2013, 22(3):64-65

[3]陈文博．配电网工程项目管理存在的问题及对策研究[J]．低碳世界, 2016(20)

[4]王成山,孙充勃,李鹏等．基于SNOP的配电网运行优化及分析[J]．电力系统自动化,2015, 39(9):82-87

[5]叶文雄．S供电局基于GIS配电网管理系统流程应用研究[D]．南京理工大学,2012

[6]王亚男．配电网运行水平和供电能力评估综合管理系统研究与开发[D]．湖南大学,2013

[7]SHI Changkai,ZHANG Bo,SHENG Wanxing等. Discussion on Functional Architecture for Distribution Network Operation and Maintenance Management Platform[J]. Power System Technology, 2016, 40(7): 2206-2211.

[8]阮浩权．关于国内城市配电网现状及问题改进的若干建议[J]．电子世界,2012(12):43-44

[9]王萍．基于信息融合的现代配电网管理[J]．现代电力,2004, 21(5):22-25

[10]宋毅,薛振宇,滕林等．面向一体化配电网规划设计平台的数据集成技术研究及应用[J]．电网技术,2016, 40(7)

[11]黄国智．配网设备的检修和运行维护管理工作[J]．企业技术开发, 2015(4):122-123

[12]李金友,闫磊,齐欢等．基于LTE230系统的电力无线通信专网研究与实践[J]．电气技术,2014, 15(1):132-134

Distribution Network Real-Time Accurate Management Technology Based on Mobile Internet

Xu Guangnian, Chu Jianxin, Feng Chaoli, Chen Ningning, Wang Zezhou
(State Grid National Network Zhejiang Haiyan power supply Co., Haiyan, 314300)

For the existing problems of distribution network spatial resources data edition and management, the paper based on the BeiDou high precision positioning technology and mobile Internet technology, and organic fitted mobile GIS, LTE230 and 4G data synchronization technology, image recognition technology, voice recognition technology and so on to conduct the thorough research to the real-time control system of power distribution network and it realizes the functions of the efficient distribution network based on intelligent mobile terminal data edition, distribution network synchronization of real-time data changes, audit and rapid distribution network based on the technology of intelligent multimedia analysis operations.

Mobile Internet; Distribution Network Data Edition; Distribution Network Management System

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2016.12.004

TN96，TN929.53 文献标示码：B

1672-7274（2016）12-0014-04