基于云计算智能电网综合数据可视化管理平台设计

屠智辉

（广东圣辉电力工程有限公司 广东省佛山市 528300）

1 智能电网综合数据管理主平台

建设智能电网综合数据管理主平台，接入核心区设备状监测数据、环境监测数据、生产资源调配数据、综合能源数据、 电能质量监测数据、智能电表数据、客户用电信息数据，整合现有计量自动化、配网自动化、地理信息系统数据，按照业务需求，对接入数据进行清洗、梳理，并与现有业务系统实现互联互通，实现电网运行的智能化、精益化、自动化管理。

针对专业受众——围绕“智能可靠、友好互动、绿色高效” 主题，基于各类实时/准实时数据，应用新一代智能电网技术， 构建国际一流的配电网综合数据监控中心，实现对“中德智能制造国际合作示范区”核心区电网态势感知的可视化管理。

针对非专业化受众——通过实物布置、交互互动等方式， 直观展示“中德智能制造国际合作示范区”核心区可靠供电、智能运维、能源效率、节能减排、多元化用电服务水平，构建国际一流配电网的面向客户的“可理解、可感知、可参与”的智能电网展示中心。

平台技术路线如图1 所示。

平台技术方案如下：

电网资源全面数字化。结合现状构建电网资源、环境、资产等数字化描述体系，完善相关信息系统，推进电网资 源的全面数字化。

建立数据共享标准，逐步形成数据共享发布体系。结合数据共享需求，构建数据模型，建立数据共享规范。

开展数据接口建设，涵盖电网主要数据。基于现有信息系统或新建系统，通过公共数据库、数据服务、数据接口等方式，实现电网数据共享。

电网全景业务可视化。贯穿“规划、基建、运维” 等电网全过程，关联图片、文档、音视频、电网三维模型等非 结构化数据，通过二/三维可视化技术实现智能电网业务的可视化展示。

2 智能电网综合数据管理子平台

2.1 配网生产资源智能调配

配网生产资源智能技术以实现人员、车辆、工器具的高效调配为目标，运用环境智能感知技术、移动互联网技术、安全 信息传输技术、基于大数据分析的辅助决策和主动预警等技 术，实现人员、车辆、工器具的智能调配管理。

配网生产资源智能调配是以“智能感知、数据融合和智能决策”为导向，利用射频自动识别RFID 技术、智能设备感知技术，通过计算机互联网实现物品的自动识别和信息的互联与共享。配网生产资源智能平台架构采用主站与移动端一体化建设模式，可实现灵活高效的系统部署。依托RFID 标签智能识别手段，结合综合状态传感器、智能可佩戴设备、可移动终端等感知技术设备，构建智能电网设备物联网，实现信息的全方位监控及互联互通。信息通过安全防护系统传至应用服务器，应用服务器对信息进行统一管理。用户通过移动终端 APP 或桌面客户端实时获取设备信息，极大提高了工作效率。

2.1.1 配网生产资源智能调配平台架构

配网生产资源智能调配平台架构包括：感知层、接入层、应用层。

图1：总体技术路线图

感知层：RFID 标签、阅读器、手持终端（读写装置） 接入层：RFID 标签的感知数据通过无线、有线网络接入平台；

应用层：利用物联网 RFID、智能传感、移动互联网等先进技术，结合有效的监管手段和过程管控机制，从优化安全生 产全过程管控角度，实现运维作业人员的人、设备、流程的一体化智能管理，提升运维作业的精益化管理水平。

2.1.2 功能描述

（1）人员管理：对运维人员进行智能化身份识别、身份信息采集、人员定位，对将进入工作场所人员根据工作票信息数 据进行进入权限、资质、数量、位置信息的智能化判别，实现 运维作业人员管理，提高管控精度。

（2）车辆管理：对运维车辆包括外协队伍车辆进行智能化身份识别、运用统一的掌上调度 APP，结合电力设施地理位置信息，通过车辆定位可以进行施工、抢修路线轨迹实时查看，全局调度车辆使用，提高车辆的应用效率。

（3）工器具管理：

1.智能判别：对工器具、仪器仪表、备品备件等进行智能化身份识别，对出库的物品根据工作票信息数据进行物品类 型、数量要求的智能化判别。

2.有效管理：实现仓储技术制定、入库管理、库存管理、 出库管理，做到仓库物品不丢失、不损耗、不生锈。

（4）智能门禁：

1.实现 RFID 读写器的门禁开锁作用，将每条运维、巡视计划通过后台同步到RFID 读写器之上，授予 RFID 读写器相应时间段内的门禁开锁功能，超过对应的工作时间，RFID 读写器将失去门禁解锁功能；

2.实现当日工作计划门禁和 RFID 读写器的唯一关联，防止工作地点的错误，确保工作任务地点的准确性，确保门径管 理的安全、可靠，全面提升精益化管理水平。

作业管理：对变电站、配电房等的所有间隔进行标识定位，当工作间隔和工单信息匹配不上时，后台发出告警提示 功能，确保工作间隔和实际间隔的一致性，确保任务的准确性 及完整性。对作业人员未正确佩戴安全帽和穿着工作服等情况 进行告警。

状态感知：在开闭所、配电房、环网柜等重要配网场所和关键配网设备部署传感标签，进行温度、湿度、水位等环境信息的采集。信息实时上传查看，实现环境信息的越限告警、危险预警等功能。

2.2 智能电网设备状态监测平台

接入智能电网设备在线监测数据，集成巡视、试验、检修等获得的设备状态数据，再结合调度SCADA、气象等系统数据，应用边缘计算、大数据分析、机器学习等技术，实现设备状态自感知、自告警、自诊断、自评价，并自动发起设备缺陷处理，辅助开展设备故障抢修。更进一步指导设备年度运维、试验、特巡特维、机巡策略制定，辅助设备物资品控及全生命周期管理。

（1）通过对调度保护、站端行波测距、气象环境监测以及雷电定位等数据信息的汇总分析，实现对输电线路跳闸故障的及时诊断和快速定位。并且对输电线路跳闸进行故障査线，同时指导调度决策。结合气象、环境等，开展跳闸统计分析，指导开展线路运维及立项改造。

（2）监测平台综合利用主变压器油色谱异常分析、GIS 局部放电检测等在线监测信息；缺陷趋势以及预试趋势等生产信息；CVT 二次电压异常分析、主变压器负荷油温等运行信息，开展智能电网设备综合监测和多种状态信息综合处理分析，为掌握设备健康状态、优化设备管控策略，提供设备状态综合预警信息。

（3）通过对设备检修、预试等各类生产信息数据的收集和分析，同时综合多种评价信息构建科学的评价模型，对智能电网设备进行基准状态评价和智能综合评价。为制定智能电网设备基准运营维护策略、系统整体风险管控策略，得出智能电网设备状态综合评价结果。

（4）变电站作为智能电网的关键节点，是智能电网建设的重要组成部分。智能巡检机器人，采用自动巡检、数字自动识别记录、人像自动抓拍等多种智能技术，为变电站提供了完整的监控架构，可以实现的自动采集、自动分析和自动报警，在极大地提高了智能运维水平的同时，大大减少了运维工作量，为日益提高的电网设备保障要求和人工成本越来越高之间的矛盾，提供了可持续的解决方案。

（5）智能电网系统结合电网设备综合台账；设备试验、缺陷信息等全生命周期数据，开展设备数据关联、数据对比、数据统计分布规律等多维度分析。在此基础上，制定一系列设备管理辅助决策，以公司主要设备运行的风险评估结果为基础，综合考虑影响设备运行和维护策略的各种约束，采用数据分析方法对设备寿命进行评价。最后给出了运行维护策略的优化方案。

（6）变电站综合监控进行了整合优化并智能联动，满足了智能电网系统“减员增效”的需求。高清监控使图像细节更清晰、监控范围更广、单位面积监控点更少，可以有效提高监控效能，减少设备投资。智能分析变“被动监控”为“主动监控”，防患于未然，在事件发生初期就能及时发现并进行控制。无线监控采用3G 技术，支持单兵系统的同时，还支持车载应急指挥，能满足恶劣环境下的监控需求。

（7）集成智能配电房、电缆沟机器人等智能设备状态监测数据的综合分析与告警，辅助发现设备缺陷和提供运维策略。

2.3 智能电网环境监测平台

环境监测领域主要目的是在灾害情况下，实时监测及预测灾害信息，为电网运行方式调整、应急抢修提供决策支持。监测的环境包括山火、雷雨信息以及环境施工视频。

2.3.1 电网山火风险防控辅助决策

集成电网地理信息、设备生产信息、卫星红外遥感、气象环境监测、地形植被信息、风云四号卫星等，开展山火监测及 预警，评估线路山火跳闸风险，指导供电局故障巡线，为线路 故障跳闸强送提供辅助决策。

2.3.2 雷暴监测预警及线路防雷运维技术支持

集成电网地理信息、设备生产信息、气象环境监测、雷电定位信息、防雷改造信息等，开展雷雨监测及趋势预测，评估 雷雨对电网影响，指导线路雷雨天气现场防范及改造策略。

2.3.3 电网外力破坏智能监视及风险预警

集成电网地理信息、设备生产信息、气象环境监测、线路隐患信息、施工黑点信息、图像视频监测等，开展图像视频监 测、外力破坏预警，评估线路通道违章施工、树障、漂浮物等风险，实时指导防范外力破坏。

2.3.4 电网设备运行环境微气象监测及风险预警

集成电网地理信息、设备技术参数信息、智能配电房环境监测信息、中压电缆沟环境监测信息等，评估温度、湿度、雨水对设备的影响，指导现场防范及改造策略。

2.4 综合能源系统管理平台

在当前国家电力改革的大环境下，能源互联网以“创新”为核心，技术、服务、商务三者为出发点，针对增量的能源网络与客户的能源设施，构建区域性综合能源服务平台，开放式融合多种清洁能源和多元新型负荷，以适应城市能源互联网发展需求。积极开展区域性配售电服务、客户能源资产代管代维服务、客户能效审计服务等新型业务。

综合能源系统管理平台包含三层结构：设备层、通信层、系统层。综合能源管理系统,依托新联能源综合服务云平台,采用部署在用户现场的各类传感器,通过自主知识产权的综合组网技术,对电水、气(汽)、热等能源数据进行自动采集,彻底扭转传统的粗放式能源数据采集方式；系统通过对各项能源数据在线监测和分析，准确、直观地把握企业的能源消耗;通过系统提供的各种用能分析模型,发现用能中的漏综合能源管理系统,依托新联能源综合服务云平台,采用部署在用点用能单位能耗在线监测系统的数据对接。

2.5 客户计量大数据分析诊断平台

全面接入配电终端、负控终端、智能电表、电压监测、电能质量监测数据，通过大数据分析深入挖掘数据背后的价值，实现以下功能：

2.5.1 客户平均停电时间准实时统计分析

通过对配电终端、负控终端、智能电表停复电数据挖掘分析，并与业务系统计划停电数据、紧急消缺停电数据、调度系统故障数据勾稽分析，实现客户停电事件的监测、分析与故障 抢修派工与闭环管理，实现客户平均停电时间的自动校核与统计。

2.5.2 客户电能质量诊断及分析

通过对配电终端、负控终端、智能电表、电压监测、电能质量监测数据挖掘分析，实现客户电压质量监测，并可以实现客户电能质量从状态预警、实时监测到施工整改的闭环管式管理模式。还可以对变电站、线路、台区电压问题原因进行多角度综合数据辅助分析，进一步提高低电压台区模块关联式管控，对台区改造效果进行评估。

2.5.3 客户用电信息诊断及分析

基于非侵入式客户用电信息采集设备采集的客户设备用 电数据的精细化分析，实现对客户能源能耗和用能行为的监 测，包括：日、月、年的能源消耗统计，峰、平、谷用能动态 变化跟踪，用能设备异常告警，能源消耗预测，能源消费行为特征描绘等。对能源计量数据进行能耗分析，制定节能与需求侧管理策略，并与客户互动，实现能源优化利用。

基于配变/负控终端、关口计量数据、用户内部安装的分项计量采集设备，实现对计量数据的实时多维度统计分析，实现能源消耗的准确计量和台区同步线损的实时准确统计，及时发出线损异常告。