配電自動化可視化管理系統開發與應用

楊鑫宇 楊 洋 董元球 徐 濤

（國網浙江省電力有限公司象山縣供電公司）

0 引言

隨著我國現代化建設的不斷推進，電力工程的技術應用水平不斷提高，充分結合了信息化技術和設備。其中配電自動化可視化管理系統作為結合地理空間與電力生產信息狀態的綜合性系統，可以更好地將配電線路的屬性信息、電網信息、實時數據、監控信息收集整合，能夠有效提高電網系統的自動化和智能化水平。

1 配電自動化可視化管理系統開發的必要性

配電網絡有著十分復雜結構，且隨著供電的運行會有更頻繁的變化，必須要保證實時的監控，及時了解運行的狀態，第一時間發現系統運行的故障問題，并加以解決，給予電力系統更安全、可靠的保障。

當前，我國許多電力公司在配電網絡安全管理中將主要精力放在了自動化采集和控制上，而對配電系統的基礎資源可視化處理不足，未能進一步完善規范化管理，在現代化配電網建設上還有很大發展空間。因此，為了更好地滿足廣大用戶對電力供應可靠性、安全性、穩定性的要求，全面提高電力企業服務質量，必須加大在配電自動化系統可視化管理的開發，依靠信息技術創新應用，全方位優化服務體系［1］。

2 配電自動化可視化管理系統的開發設計

2.1 基本開發理念和流程處理

配電自動化可視化管理系統是建立在Microsoft office VISIO軟件及相關數據系統上的配電管理平臺，通過對電力企業配電資產進行管理，進一步分析電網供電運行過程中的停電原因，并由PC Browse客戶端借助Web services形成專屬的MSDE數據庫。在開發過程中主要采用的服務器可以對客戶端進行自動的配置升級，結合后臺的數據庫與負荷、調度、自動化系統數據，與選件系統相聯系，可以互相調用數據。

2.2 可視化功能體系結構

在傳統的可視化系統建設中，大多數供電部門會使用圖形軟件繪制饋線圖，雖然可以對配電系統的缺陷和消缺問題進行記錄，但無法實現系統的管理，在信息收集過程中容易出現過于分散和時差問題，也會有著較高的出錯率。因此，在開發可視化管理系統的過程中，必須具備規范的饋線圖，以此來加強設備信息管理，更好地拓展可視化功能。相應地，還要借助電網圖標所代表的線路和設備，將系統中的各類可視化屬性進行分類整理，加強對不同電壓等級設備的臺賬統計與分析，通過整理分析及時形成規范的資產管理范圍，以確保可視化管理范圍的合理性，保證各類數據收集和監控的完整性、及時性和準確性。

在開發可視化系統管理平臺的過程中，還要全面統一地協調配電網數據信息，借助相關的專業應用形成配電系統的專業管理系統，加強數據分析效率，提高配電資產管理水平，強化調度監管。確保配電管理系統能夠全面把握用戶信息、設備信息和線路信息，在可視化管理開發運行過程中，可以科學地開展設備停電計劃，避免出現錯峰拉閘的現象，防止電路受到不利影響，提高電力通信管理水平。

2.3 可視化系統開發建設要點

首先，要堅持科學規劃、順序分步實施的開發建設原則，還要遵循可視化管理系統的軟件工程應用原理，通過加強頂層設計實現統一開發。當前，信息技術水平不斷提高，供電企業必須全面認識到信息技術基礎結構對供配電系統的重要性，結合用戶的實際需要全面改進可視化監控體系和業務流程，全面提高相關操作人員的規范性與靈活性，確保各電位人員能夠更加有效地收集和傳遞供電監管信息。

其次，為了更好地開發和創新應用配電網絡系統，還要充分調動相關工作人員的主觀能動意識和崗位責任意識，使其積極參與到可視化系統的智能優化作業中，合理采納供電客戶端用戶的訴求，全面提高可視化系統的實用性和適用性，以此來減輕工作人員的作業強度，在提高工作效率的同時，重點強化數據分析能力、實時監控水平以及自動化智能分析效果。

最后，在建設中還要以完整且準確的配電數據信息為基礎，通過提高數據分析建設水平，有效優化配電網絡系統的可視化功能。考慮到傳統的Auto CAD軟件在分析和統計配電網絡中局限，為了確保饋線數據的靈活性，還要不斷完善配電可視化網的饋線數據結構，通過BIM系統軟件將其轉制，更好地解決數據系統的分析問題，加強對基礎功能的延伸，確保能實時更新并上傳用戶數據［2］。

2.4 可視化系統設計分析

第一，系統取能電源的設計。為了確保可視化系統的長久穩定運行，要在配電線路電壓正常時，通過互感設備為可視化在線監測提供充足功率，以避免突然的故障斷電問題，還要設計一個適合的負載電源，同時，搭載感應取電型可視化智能監拍裝置，具體結構如圖1所示，防止出現線路故障問題，確保可視化系統監測數據信息的完整性、準確性。

圖1 感應取電型可視化減排裝置結構示意圖

第二，電路保護系統的設計。考慮配電線路容易受到外部環境的干擾變化，為了避免雷擊、靜電等情況對電壓和大電流的沖擊，保護取能電路的正常運行狀態，確保長期穩定的運行，還要加強對可視化系統的電路保護設計，并構建基于電流變化的智能充電電路，如圖2所示。

圖2 可視化系統智能充電電路結構圖

第三，智能化分析系統的設計。在可視化圖像系統分析設計中，配電系統自動化的前景和背景檢測一般都基于幀間差分法、光流法和背景模型法。其中幀間差分法是通過可視化圖像捕捉設備所獲取的視頻序列，將其與相鄰圖像之間做出差分的操作，可以將正常的配電圖像與故障差異目標進行區分檢測，有著運行速度更快的優勢，但整體檢測的計算量小，難以完整提取線路特征，容易出現空洞情況。光流法是利用

運動目標的光流特性，借助位移向量光流場對物體進行跟蹤計算，有效地提取和跟蹤目標的分析方法。背景模型法通過視頻流建模進行差分操作，從而獲得完整電網數據特征。相關工作人員在開發和設計可視化系統時，應綜合取能電源、電路保護以及智能分析的特點，以及配電裝置系統的實際需要，進一步優化改進設計。

2.5 溫度實時監測預警與其他項目

配電系統的可視化溫度檢測預警系統可以通過傳感器獲取線路和金具的溫度信息，能夠實現數據采集、存儲、展示、對比、統計分析及警報提醒等功能。在可視化平臺服務器的智能處理下，進一步采集客戶服務終端的信息，并形成以日、月、季、年的溫度監控報表。為了更好地開發和利用可視化系統的溫度監控預警功能，相關電力公司的配電部門，還要積極探索創新，盡快為可視化系統配備兼容性更強、數據分析效率更高、運行更穩定的預警數據庫，以確保及時的故障分析警報，提高輸電線路的安全性。除了開發溫度預警監控的可視化項目，還應進一步探索電位設備的結構設計，可以參考配電線路的故障指示器，將可視化帶電工具的結構進行全面優化，確保電位設備結構便于安裝，提高安裝作業的可靠性與安全性。另外，還有可視化系統的后臺軟件功能的開發，包括終端設備管理、圖像展示、設備狀態展示、歷史數據記錄、用戶端小程序的設計，通過后臺設計提高對異常警報信息的靈敏度。

3 配電自動化可視化管理系統的應用

3.1 配電網規劃

隨著地方經濟的快速發展，配電線路的電能消耗關系著長期穩定的電力供應，為了更好地應用可視化管理系統，必須加強對配電網的線路規劃。第一，要合理設置變電站的位置，避免將變電設施架設在人員活動頻繁密集的地區。第二，要適當減少電力塔桿的建設，在確保可視化監測覆蓋規模的同時，保證配電系統的安全性。第三，為了確保可視化管理系統的精準度，避免其他專業工程線路的干擾，還要避免高空輸電，且以地下管道輸電為主［3］。

3.2 優化技術應用水平

首先，應合理應用新能源感應取電技術，并采用感應取電監測設備，不斷提高對短路電流的沖擊保護能力和電力線路的負荷承載水平。其次，在相關可視化軟件的基礎上，還要結合地電位金具安裝方法，以此來提高在線設備的可靠性和操作安裝的便捷性。最后，為了更好地解決輸電線路的自動化無線測溫問題和能量需求問題，還要進一步應用集合了微電子、低功耗以及能量管理的EH技術，以此來更好地擺脫傳統供配電設備的束縛，提高設備使用壽命。

4 結束語

綜上所述，面對越來越多元的用電需求和復雜程度不斷提高的配電設備線路，相關電力企業應進一步探索配電自動化可視化管理系統的開發與應用。一方面，要充分認識到配電自動化可視化管理系統開發的必要性；另一方面，還要把握設計與建設要點，優化技術應用，不斷提高對配電網的監控、保護和綜合管理水平。