虞黎華

（國網(wǎng)湖北省電力公司宜昌供電公司，湖北 宜昌 443000）

基于物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化的新一代智能變電站建設

虞黎華

（國網(wǎng)湖北省電力公司宜昌供電公司，湖北 宜昌 443000）

將先進的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及可視化技術(shù)應用在新一代智能變電站建設中，可以提升智能變電站的設備智能狀態(tài)監(jiān)測水平，提高智能變電站的智能化水平。本文主要對基于物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化的新一代智能變電站建設進行研究。文中介紹了新一代智能變電站的功能特點，并對物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及三維可視化技術(shù)進行概述，在此基礎上詳細介紹了物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化技術(shù)在新一代智能變電站建設中的應用。

物聯(lián)網(wǎng)；三維可視化；新一代智能變電站

智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要支撐與基礎，作為電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)的采集源頭以及命令執(zhí)行單元，其智能化水平直接影響電網(wǎng)的智能化，因此進行智能變電站建設意義重大。

對于智能變電站建設的核心則是信息的無損采集、流暢傳輸以及有序應用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要基于RFID視頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)以及定位技術(shù)等實現(xiàn)信息的自動識別、采集以及獲取。

同其他技術(shù)相比，三維可視化技術(shù)在信息承載、展現(xiàn)以及人機交互等方面具有顯著優(yōu)勢?；诖?，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和三維可視化技術(shù)應用到新一代智能變電站中具有極強的使用價值。本文主要對基于物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化的新一代智能變電站建設進行研究，希望通過本文的介紹，為新一代智能變電站建設提供借鑒與參考。

1　物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化技術(shù)概述

1.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)主要基于RFID射頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)、定位技術(shù)等對信息進行識別、采集以及感知，并通過電子信息傳輸技術(shù)，實現(xiàn)信息的聚合與統(tǒng)一，然后基于云計算、模糊識別、數(shù)據(jù)挖掘等職能計算技術(shù)完成度信息的分析融合及處理，最終完成對世界的認知以及智能化控制。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)包括三層，即：感知層、應用層和網(wǎng)絡層。其中感知層主要實現(xiàn)對外界世界的全面智能感知、識別以及信息采集與處理；網(wǎng)絡層屬于運輸層，主要基于電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、專用網(wǎng)絡等完成對信息的傳送，實現(xiàn)感知層以及應用層的信息傳遞；應用層主要功能是智能處理，主要基于高性能計算機、人工智能以及數(shù)據(jù)庫等，完成對數(shù)據(jù)的存儲、挖掘以及分析，并為信息的呈現(xiàn)提供平臺。

1.2三維可視化技術(shù)

三維可視化技術(shù)主要基于計算機技術(shù)，實現(xiàn)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形和圖像，進而可以完成對客戶世界的真實再現(xiàn)，三維可視化技術(shù)屬于直觀展現(xiàn)且具有實時交互功能的技術(shù)。三維可視化仿真是計算機可視化以及系統(tǒng)仿真相結(jié)合的產(chǎn)物，其核心為計算機技術(shù)，手段是高科技，結(jié)果在于形成逼真的視覺、觸覺、聽覺一體化的虛擬環(huán)境。換句話說，三維可視化技術(shù)具體是指用戶基于必要設備，對自然狀態(tài)以及虛擬環(huán)境的對象進行交流、傳遞以及結(jié)果觀測，使用戶可以產(chǎn)生身臨其境的感覺與體驗。

開始，三維可視化技術(shù)主要通過圖形以及圖標的形式，對客觀事物進行再現(xiàn)與觀測，其應用也更多的側(cè)重于地質(zhì)勘查以及礦業(yè)等。近年來，三維可視化技術(shù)不斷成熟，對圖形的描述也更加逼真，其應用范圍也不斷擴大，目前，在電力行業(yè)應用廣泛。本文則主要基于三維可視化技術(shù)，對新一代智能變電站進行建設。

2　基于物聯(lián)網(wǎng)及三維可視化的新一代智能變電站建設

2.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應用主要有兩個層面，即：在變電站戰(zhàn)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用；在變電站相關(guān)區(qū)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用。

其中在變電站站域，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要應用在設備的智能化、信息采集處理以及傳送方面；在變電站相關(guān)區(qū)域，主要應用在上下級變電站及區(qū)域的配電網(wǎng)以及新能源接入等方面。變電站智能化屬于系統(tǒng)工程，必須基于有機體思維模式看變電站及其所處群體。在變電站神經(jīng)系統(tǒng)當中，以信息通信為基礎的變電站物聯(lián)網(wǎng)絡是重要成分，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在新一代智能變電站建設中應用如下所示：

（1）變電站一次設備智能化。在變電站高壓設備智能化中，傳感器集成技術(shù)是主要的應用技術(shù)，新一代智能變電站的一次設備智能化為一二次設備的高度集成，盡可能降低一次設備外帶的智能組件等。高壓設備在制造過程中，主要講傳感器、RFID射頻識別技術(shù)等集成到設備中，并向外提供標準接口，在運行中，實現(xiàn)信息的傳輸，完成從采集到監(jiān)控系統(tǒng)及其他應用系統(tǒng)的傳輸。這種方式的有點在于感知集成設備與主設備匹配性好，并可以實現(xiàn)內(nèi)部信息采集，且可以確保信息的準確性以及信息傳輸過程中的耦合性。

（2）變電站設備的狀態(tài)監(jiān)測。設備狀態(tài)監(jiān)測屬于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的典型應用。設備狀態(tài)監(jiān)測的重點是在于監(jiān)測一二次設備以及輔助設備的運行狀態(tài)，從而為變電站提供基礎信息?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的設備狀態(tài)監(jiān)測主要以各種傳感器為基礎，并結(jié)合GIS設備、容性設備、環(huán)境動力設備等，進而完成對狀態(tài)數(shù)據(jù)進行采集。在變電站智能輔助設備控制系統(tǒng)中，關(guān)于門禁、電子圍欄、SF6探測器等也是物聯(lián)網(wǎng)感知層的重要組成成分。由于設備屬于小型化、無線化等，在進行具體建設時，要注意傳感設備所產(chǎn)生的電磁波對變電站自動控制系統(tǒng)的影響。

（3）變電站建筑的智能化。在完成對變電站智能化的過程，必須考慮變電站建筑的智能化，變電站建筑的智能化主要有環(huán)境監(jiān)控、安全防護、動力監(jiān)測等部分。對于環(huán)境監(jiān)控，其重點在于基于感知識別設備，完成對室內(nèi)外環(huán)境的溫度、濕度、噪聲等的檢測，并依據(jù)電器設備的環(huán)境要求，完成通過空調(diào)、排風等對環(huán)境的調(diào)節(jié)。安全防護等則基于電子圍欄、紅外、門禁等完成變電站自內(nèi)到外的立體式分層安全防護體系。動力監(jiān)測則重點完成對變電站站用電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。

（4）變電站檢修輔助。對變電站來講，其運行檢修輔助主要依據(jù)變電站運行檢修的具體工作特點，利用多種狀態(tài)監(jiān)測手段以及數(shù)據(jù)信息完成。設備狀態(tài)監(jiān)測為運行檢修提供了數(shù)據(jù)參考，此外操作遙視則主要基于遠程操作的模式，利用三維可視化技術(shù)，完成操作的可視化等。

2.2三維可視化技術(shù)的應用

基于三維可視化技術(shù)的新一代智能變電站建設，主要包括場景、設備的三維實體模擬、三維虛擬仿真、數(shù)據(jù)可視化展現(xiàn)以及3DGIS等。三維可視化技術(shù)主要通過關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動，實現(xiàn)界面顯示，進而完成用戶界面與系統(tǒng)關(guān)鍵數(shù)據(jù)驅(qū)動的聯(lián)系，靈活的展現(xiàn)不同的工作場景，并對全景數(shù)據(jù)進行綜合展現(xiàn)，并基于任務導向作用，進行數(shù)據(jù)的有機整理，完成監(jiān)控界面的一站式操作，便于用戶進行使用。

三維可視化技術(shù)在新一代智能變電站中的主要應用包括變電站生命周期的規(guī)劃設計、建設、運行以及輔助檢修，應急事件處理等，具體功能包括：展示三維場景、數(shù)據(jù)狀態(tài)，完成對圖像信息的擬合，進行云圖的模擬，對熱點及報警點進行快速定位，并對信息進行綜合展示，可以進行三維交互、智能巡視以及歷史反演。在新一代智能變電站建設中，智能輔助控制系統(tǒng)是重要組成成分。

三維可視化技術(shù)在智能輔助控制系統(tǒng)中也具有重要作用，其在輔助控制系統(tǒng)中，主要通過建設三維可視化平臺、調(diào)控中心可視化、運行三維可視化方式，很好的完成了系統(tǒng)的智能化。

3　結(jié)論

本文主要基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及三維可視化技術(shù)，進行新一代智能變電站建設。文中介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及三維可視化技術(shù)的特點，在此基礎上，重點介紹了其在新一代智能變電站建設中的主要應用。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要基于RFID視頻識別技術(shù)、傳感器技術(shù)以及定位技術(shù)等實現(xiàn)信息的自動識別、采集以及獲取。同其他技術(shù)相比，三維可視化技術(shù)在信息承載、展現(xiàn)以及人機交互等方面具有顯著優(yōu)勢?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)以及三維可視化技術(shù)的新一代智能變電站建設，可以很好的實現(xiàn)新一代智能變電站的智能化水平。

［1］ 方景輝，徐偉明，朱曉峰，等. 基于物聯(lián)網(wǎng)與三維可視化技術(shù)的變電站智能輔助控制系統(tǒng)的研究與應用［J］. 電氣自動化，2012，34（3）：67～70.

［2］ 王繼業(yè). 物聯(lián)網(wǎng)及可視化技術(shù)在新一代智能變電站中的研究及應用［J］. 電氣應用， 2013（19）：68～ 72.

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1671-0711（2016）08（下）-0081-02