摘 要：隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，國家電網(wǎng)信息化水平快速提高，電力行業(yè)的數(shù)據(jù)量海量增長，標(biāo)志著電網(wǎng)已步入大數(shù)據(jù)時(shí)代。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)與運(yùn)維方法已經(jīng)不再適合電網(wǎng)的發(fā)展，而大數(shù)據(jù)技術(shù)的不斷成熟正在引發(fā)著電力行業(yè)技術(shù)的變革，為國家電網(wǎng)企業(yè)創(chuàng)造更多運(yùn)維價(jià)值。本文通過引入數(shù)據(jù)可視化的理論，結(jié)合變電運(yùn)維的實(shí)際，對運(yùn)維數(shù)據(jù)可視化提出一些建議，為解決變電運(yùn)維效率的問題提供一定的幫助。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化；變電運(yùn)維；信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)資產(chǎn)

中圖分類號(hào)：TM73 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-4428（2019）02-0170-02

一、 前言

近幾年，隨著智能變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、現(xiàn)場移動(dòng)檢修系統(tǒng)、測控一體化系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、智能表計(jì)等科技項(xiàng)目在電力行業(yè)的廣泛運(yùn)用，國家電網(wǎng)電力有限公司電力信息化的水平正在朝著信息系統(tǒng)的方向長足發(fā)展。在變電運(yùn)維的工作環(huán)境背景下，智能電網(wǎng)不僅承載著電力系統(tǒng)的電力流，也將承載著大量電力業(yè)務(wù)上的信息流和業(yè)務(wù)流。變電站作為電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)和重要保衛(wèi)對象，囊括了大量的電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)資產(chǎn)。如何增強(qiáng)變電站內(nèi)數(shù)據(jù)室的整合分析能力，達(dá)到變電運(yùn)維的數(shù)據(jù)可視化，突破變電站信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，對變電站內(nèi)智能高效運(yùn)維乃至電力系統(tǒng)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有著實(shí)際而重要的戰(zhàn)略意義。

二、 變電運(yùn)維的重要性及工作難點(diǎn)

（一）變電運(yùn)維的重要性

國家電網(wǎng)變電運(yùn)維專業(yè)是一種對變電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行常規(guī)和故障診斷的專業(yè)。當(dāng)所轄變電站運(yùn)行的電力設(shè)備出現(xiàn)異常情況時(shí)，變電運(yùn)維人員首先需要到達(dá)現(xiàn)場對故障的電力設(shè)備進(jìn)行定性的分析和正確描述，然后向上級(jí)調(diào)控中心部門反饋故障情況，并在有必要的情況下進(jìn)行初步處理或有效隔離故障電力設(shè)備的故障點(diǎn)。變電運(yùn)維工作的成效在于是否能做到電力設(shè)備出現(xiàn)異常情況的事前控制，包括電力設(shè)備老化、設(shè)備異常隱患、現(xiàn)場工作危險(xiǎn)點(diǎn)等巡視和檢修工作的事前控制。所以，變電運(yùn)維工作的重要性和價(jià)值在于如何在電力設(shè)備老化和故障前最大化地減少負(fù)面性的電力系統(tǒng)安全影響和電力經(jīng)濟(jì)損失。

（二）變電運(yùn)維的工作難點(diǎn)

從變電運(yùn)維的現(xiàn)場實(shí)際情況上看，現(xiàn)階段變電運(yùn)維的工作難點(diǎn)主要集中在站間距離大、巡視時(shí)間短、操作效率要求高等方面的問題上。這些運(yùn)維問題除了通過增加變電運(yùn)維人員的數(shù)量來解決外，在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方面也有一定的解決思路。變電站內(nèi)有些問題的萌芽并不是出現(xiàn)在變電運(yùn)維的階段，而是出現(xiàn)在變電站啟動(dòng)前相關(guān)隱蔽工程的施工中。隨著基建部門相關(guān)的隱蔽工程的完成，現(xiàn)場運(yùn)維人員需要的很多運(yùn)維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都被隱藏了。除此以外，當(dāng)今變電站巡視的數(shù)據(jù)載體和數(shù)據(jù)類型多種多樣，使得人工抄錄的運(yùn)維數(shù)據(jù)難以被提取和整理到信息系統(tǒng)中，同時(shí)很多看上去不太重要的數(shù)據(jù)也因?yàn)閭?cè)重點(diǎn)方面的因素被忽略，這在時(shí)間上和信息量上對變電運(yùn)維數(shù)據(jù)的處理分析造成一定的影響，不利于數(shù)據(jù)的挖掘和分析。究其原因，主要是因?yàn)槿斯ぱ惨暣嬖诰窒扌院托畔⑾到y(tǒng)沒有被深度開發(fā)，在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，變電站現(xiàn)場存在的數(shù)據(jù)非常之多，不僅需要人工進(jìn)行記錄，還需要設(shè)備的自動(dòng)記錄來完成，更需要信息系統(tǒng)深度的分析和處理。

三、 數(shù)據(jù)可視化的理論

數(shù)據(jù)可視化指綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、圖像、人機(jī)交互等技術(shù)，將采集或模擬的數(shù)據(jù)映射為可識(shí)別的圖形、圖像、視頻或動(dòng)畫，并允許用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行交互分析的理論、方法和技術(shù)。數(shù)據(jù)可視化洞悉蘊(yùn)含在數(shù)據(jù)中的現(xiàn)象和規(guī)律，并通過可視表達(dá)增強(qiáng)人們完成某些任務(wù)的效率。針對復(fù)雜環(huán)境的數(shù)據(jù)，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)分析或數(shù)據(jù)挖掘方法一般是對數(shù)據(jù)的簡化和抽象，人為舍去了部分無用的數(shù)據(jù)，結(jié)果隱藏了數(shù)據(jù)集真實(shí)的結(jié)構(gòu)，造成“幸存者偏差”的現(xiàn)象。如今在大數(shù)據(jù)環(huán)境下，所需處理的數(shù)據(jù)量越來越大、數(shù)據(jù)復(fù)雜性更高，數(shù)據(jù)可視化需要還原或增強(qiáng)數(shù)據(jù)中的全局結(jié)構(gòu)和具體細(xì)節(jié)。

四、 數(shù)據(jù)可視化在運(yùn)維中的方法探討

變電運(yùn)維工作圍繞著電力安全展開，而國家電網(wǎng)的內(nèi)部數(shù)據(jù)嚴(yán)格控制在內(nèi)網(wǎng)中流通，使得運(yùn)維工作中內(nèi)部數(shù)據(jù)的流通得到了有效保障，為變電運(yùn)維中的數(shù)據(jù)可視化提供了基礎(chǔ)和可能。

（一）建立有效的系統(tǒng)

大數(shù)據(jù)時(shí)代下建立有效的信息系統(tǒng)具有非常重要的戰(zhàn)略意義。最初的信息系統(tǒng)只是幫助企業(yè)完成事務(wù)性的數(shù)據(jù)整理歸納工作，而現(xiàn)在的信息系統(tǒng)已發(fā)展到對企業(yè)、組織的基層運(yùn)行、中層的組織管理提供支持，并對高層的決策產(chǎn)生戰(zhàn)略性的影響，并且隨著互聯(lián)網(wǎng)信息化技術(shù)和時(shí)代的發(fā)展，現(xiàn)代信息技術(shù)和信息系統(tǒng)對組織的作用將會(huì)不斷加強(qiáng)。在變電運(yùn)維中，大量的變電運(yùn)維數(shù)據(jù)散落在變電站設(shè)備的各個(gè)角落中，人工進(jìn)行全數(shù)據(jù)的記錄、處理、分析、類比、歸檔不太現(xiàn)實(shí)，不能把握電力設(shè)備運(yùn)行的全壽命周期，并且每個(gè)變電站的運(yùn)維數(shù)據(jù)保存在單一的變電運(yùn)維班組，不利于對變電運(yùn)維的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用和展開可持續(xù)的統(tǒng)計(jì)分析和趨勢研究。所以需要一個(gè)有效的綜合信息系統(tǒng)，用于整合變電站內(nèi)各方面的數(shù)據(jù)，形成一系列內(nèi)容全面的數(shù)據(jù)庫，有利于本專業(yè)和其他專業(yè)的人員對變電站內(nèi)設(shè)備的安全運(yùn)行進(jìn)行定量的分析。

現(xiàn)階段國家電網(wǎng)PMS2.0的生產(chǎn)管理系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于變電運(yùn)維管理中，而安防系統(tǒng)正在通過另一套系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建。生產(chǎn)管理系統(tǒng)和安防系統(tǒng)可以相互結(jié)合，形成一種更具兼容性的系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)。這種系統(tǒng)和數(shù)據(jù)網(wǎng)不僅使變電運(yùn)維采集的數(shù)據(jù)上行得更為靈活方便，還能使數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)下行到各個(gè)運(yùn)維班組的數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，使運(yùn)維數(shù)據(jù)的指導(dǎo)意義更加地高效全面。如圖1所示，在以安防系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)為構(gòu)架的系統(tǒng)群中，建立一個(gè)核心數(shù)據(jù)庫，并建立若干條數(shù)據(jù)網(wǎng)層，使兩個(gè)輸入系統(tǒng)和各個(gè)輸出系統(tǒng)能夠有效傳輸運(yùn)維數(shù)據(jù)信息。各個(gè)運(yùn)維數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)應(yīng)分別擁有斷路器壓力數(shù)據(jù)可視化、電流互感器壓力可視化、避雷器動(dòng)作電流數(shù)據(jù)可視化、紅外測溫?cái)?shù)據(jù)可視化、變電站鳥巢數(shù)據(jù)可視化、站內(nèi)通用資料（規(guī)程、典操、圖紙）調(diào)用可視化等功能，并具有人性化的操作界面。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)主要通過圖形、動(dòng)畫的方法為運(yùn)維人員提供數(shù)據(jù)規(guī)律，以便于運(yùn)維人員對缺陷規(guī)律、巡視周期、巡視重點(diǎn)和操作配置等各個(gè)方面進(jìn)行有效決策，以提高變電運(yùn)維質(zhì)量和效率。

（二）開發(fā)企業(yè)內(nèi)部的智能移動(dòng)終端

要實(shí)現(xiàn)變電運(yùn)維數(shù)據(jù)可視化，需要在信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)智能移動(dòng)終端，以解決變電站現(xiàn)場實(shí)際的數(shù)據(jù)量問題和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題。變電站內(nèi)電力設(shè)備故障與設(shè)備自身的屬性、運(yùn)行工況和運(yùn)行年限有關(guān)，也與當(dāng)?shù)氐臍庀笄闆r、氣候環(huán)境等因素相關(guān)。人工或儀器采集的運(yùn)維數(shù)據(jù)不僅應(yīng)包括設(shè)備正常和異常時(shí)出現(xiàn)的各類數(shù)值，同時(shí)還應(yīng)包含如地理信息、天氣、現(xiàn)場溫度與濕度等大量的相關(guān)數(shù)據(jù)，以便于進(jìn)行全面而有效的數(shù)據(jù)相關(guān)性分析。所以智能移動(dòng)終端需要自帶地理環(huán)境自動(dòng)檢測或獲取功能，并能處理圖片、視頻等半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)。開發(fā)內(nèi)部智能設(shè)備有利于提高國家電網(wǎng)的科技水平和保證國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)安全，同時(shí)也方便系統(tǒng)接納數(shù)據(jù)和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，減少了手機(jī)設(shè)備上的快餐數(shù)據(jù)和不安全數(shù)據(jù)。

（三）提高運(yùn)維人員的水平

變電運(yùn)維數(shù)據(jù)可視化的前提是變電運(yùn)維數(shù)據(jù)可靠性。在系統(tǒng)還沒有進(jìn)行實(shí)時(shí)采集運(yùn)維數(shù)據(jù)時(shí)，系統(tǒng)無法對變電站設(shè)備運(yùn)行的全過程進(jìn)行監(jiān)控，這時(shí)候仍需要變電運(yùn)維人員保證自己采集的運(yùn)維數(shù)據(jù)的正確性。變電運(yùn)維人員的數(shù)量、運(yùn)維工作經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)采集和整理操作熟練度以及人員的生理、心理素質(zhì)、責(zé)任心都會(huì)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的結(jié)果產(chǎn)生較大的影響。當(dāng)人員的運(yùn)維效率低時(shí)，電力設(shè)備的隱患不一定能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能會(huì)導(dǎo)致很大的事故，造成國家電網(wǎng)在社會(huì)上的負(fù)面影響。所以國家電網(wǎng)需要對變電運(yùn)維人員進(jìn)行持續(xù)而有效的培訓(xùn)，以增強(qiáng)運(yùn)維人員在數(shù)據(jù)核實(shí)、數(shù)據(jù)糾錯(cuò)、輔助協(xié)同等方面的能力，最終達(dá)到提高運(yùn)維人員的工作經(jīng)驗(yàn)和操作熟練度和增強(qiáng)、鞏固運(yùn)維人員的責(zé)任意識(shí)和工作態(tài)度，減少變電站內(nèi)運(yùn)維數(shù)據(jù)的“檸檬市場”效應(yīng)，在最大的程度上實(shí)現(xiàn)運(yùn)維數(shù)據(jù)錄入的精準(zhǔn)度和高效性。

五、 數(shù)據(jù)的保密性探討

變電站的安全生產(chǎn)工作是電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的一個(gè)重要保障，這個(gè)重要保障不僅包括現(xiàn)場設(shè)備的安全運(yùn)行維護(hù)和倒閘操作工作，還包括變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的安全保存和傳輸工作。在變電站內(nèi)數(shù)據(jù)的安全保存和傳輸工作上，僅對內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境的接觸面上切斷數(shù)據(jù)的流通性是不夠的，還要做好市場環(huán)境下系統(tǒng)研發(fā)的保密工作。具體來說，國家電網(wǎng)變電運(yùn)維數(shù)據(jù)市場研發(fā)的組織者應(yīng)該對廠家的研發(fā)進(jìn)行定性的要求，明確實(shí)現(xiàn)那些功能和哪些人性化數(shù)據(jù)，而不是直接提出系統(tǒng)研發(fā)的定量要求。當(dāng)廠家研發(fā)的系統(tǒng)需要運(yùn)用數(shù)據(jù)進(jìn)行定量測試時(shí)，組織者應(yīng)提供失去時(shí)效性的運(yùn)維數(shù)據(jù)，而不是直接把整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交給廠家。這樣做的好處是不僅保證了近期數(shù)據(jù)的保密性，而且能夠?qū)⒔跀?shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析后得到的結(jié)論和趨勢曲線進(jìn)行對比，驗(yàn)證廠家系統(tǒng)開發(fā)的正確性和合理性。

六、 小結(jié)

隨著大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈時(shí)代的到來，數(shù)據(jù)挖掘能夠?yàn)閲译娋W(wǎng)和電力行業(yè)帶來顯著的財(cái)富價(jià)值，在企業(yè)內(nèi)部的應(yīng)用也將極大地提高電力企業(yè)的運(yùn)營效率和營收能力，并帶來規(guī)模效應(yīng)。變電運(yùn)維側(cè)重于將大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用在變電站的常規(guī)維護(hù)管理中。在變電運(yùn)維中引入數(shù)據(jù)可視化的功能，建立一整套具有兼容性的系統(tǒng)，并運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段進(jìn)行記錄，不僅能夠提高現(xiàn)場運(yùn)維效率，有效減少電力系統(tǒng)負(fù)面安全影響和經(jīng)濟(jì)損失，而且能夠?yàn)樽冸娬具M(jìn)一步的智能化做好積極準(zhǔn)備，實(shí)現(xiàn)站內(nèi)設(shè)備連續(xù)性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，揭示數(shù)據(jù)規(guī)律變化，深度挖掘數(shù)據(jù)，并科學(xué)精準(zhǔn)地安排運(yùn)維工作，將能夠徹底解決變電運(yùn)維質(zhì)量較低和人員數(shù)量不足等問題。

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作者簡介：

袁偉，男，湖北武漢人，東南大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，國網(wǎng)宣城供電公司工程師，研究方向：變電運(yùn)維與經(jīng)濟(jì)管理。