（国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽合肥 230000）
摘要：随着变电设备智能化水平的不断提高，对站内设备的运维要求越来越高。虽然在线监测所占的比重在不断提高，但是现场运维仍旧是运维工作最重要的环节之一，变电运维一体化的迫切程度不断提高。在电网运维智能化建设中，随着PMS系统的推广，中心侧的信息化程度越来越高，然而现场侧的管控一直是整个运检平台的短板，存在着现场测与中心侧通讯脱节的问题。一方面，中心侧缺乏手段对现场运维进行实时管控，另一方面，现场侧的运维人员也很难呼叫中心侧的资源。因此，现场运维智能化与管控是信息通讯新技术应用和管控平台建设的重要领域，急需开展现场作业智能化体系的研究。利用最新的移动互联网技术和大数据技术，实现现场数据规范化搜集、现场作业规范化指导、设备状态多维实时分析，一键数据上传，现场侧和中心侧的数据和分析算法互享，提高现场作业的效率，为信息新技术在现场应用和现场管控的研发提供体系支撑。
关键词：运检一体化；移动应用平台；现场运维
1系统总体架构
1.1系统的基本架构
针对电力系统现场运维的问题，基于无线网络和移动平台技术，本文提出了一种面向移动网络和云计算的电力系统现场智能化运维系统。系统的架构主要分为三个层次，即变电设备一体化运维平台-智能运检盒子-现场运检设备。
1.2现场侧架构
运检是发现设备潜伏性运行隐患方面具有显著优势，已成为设备状态评价的重要技术手段之一，对保证各级电网安全可靠性具有至关重要的意义。在传统的运检工作中，测试数据的采集主要通过操作各种不同的设备，获得试验数据，通过人工整理和人工分析。然而由于运检工作繁杂，运维设备种类繁多，人工操作存在成本较高、数据规范化差的问题。为了解决这个问题，本文提出的系统引入了智能运检盒子的概念。智能运检盒子是由运维人员携带到现场的一台辅助性设备，它由嵌入式系统开发而成，具有很强的计算能力、数据存储能力和通讯能力。配备有锂电池组，可以在没有外接电源的情况下续航8个小时。智能运检盒子配有WIFI、串行通讯、蓝牙和USB等多种数据接口，使用统一的通讯协议，与各种现场运维设备相连。与电网公司的中心侧，智能运检盒子通过4G移动网络相连。使用这样的架构，就相当于在运维的现场侧和中心侧假设了一条桥梁，在运维工作的全过程，现场运维人员都可以通过这一数据通路与中心侧的资源进行实时交互。一方面，智能运检盒子通过网络通讯接口，将现场运维设备的数据采集过来，经归一化后存储在实时数据库内。对于一些重要数据，智能运检盒子还可以提取它们的特征数据，通过4G数据网络上传到中心侧变电一体化运维平台。另一方面，运检盒子还支持中心侧的决策下传，对现场测的运维人员进行实时指导。同样，运检盒子还支持视频会议模块，现场人员可以随时呼叫中心侧的专家进行现场指导。与智能运检盒子配套，现场运行人员还配备有平板电脑。这些平板电脑与智能运检盒子通过WIFI无线通讯网络连接，作为智能运检盒子的人机界面。它主要有三个功能：（1）现场运维人员可以通过平板电脑的APP，查看实时采集的试验数据；（2）现场运维APP可以生成操作票，并且为运维人员的现场操作进行指导；（3）运维人员可以使用平板电脑的摄像头，与中心侧的专家进行视频会议，共同处理现场操作中遇到的疑难问题。
1.3中心侧一体化运维平台
中心侧一体化运维平台充分利用电网公司中心侧的数据优势，对现场的运维活动进行统一的管理与指导。它通过网络收集运检盒子从现场上传的运维试验数据，存储在数据库中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时，根据现场运行的情况，做出决策支持，通过网络下发到现场测，指导运维人员的现场操作。当现场侧的运维人员遇到技术困难的时候，可以随时呼叫中心侧。中心侧的管理人员收到呼叫请求，根据需要组织相应专家，以视频会议的方式进行现场指导。中心侧的系统设置标准化的高级应用框架，可以根据需要内嵌各种中心侧高级应用，比如一侧设备评估诊断服务、检修计划决策服务等等。这些应用基于采集到的检测数据，对运维活动进行更高层次的指导。同样，中心侧变电一体化运维平台还可以与电网公司的海量数据源相连，如PMS2．0系统，状态监测主站系统等等，这些数据源也为运维决策的生成，提供有力的大数据支撑。
2数据采集与数据通讯规约
2.1基于AMQP的盒子与设备数据通讯规约
AMQP是一个提供统一消息服务的应用层标准高级消息队列协议，是应用层协议的一个开放标准，为面向消息的中间件设计。这是一种跨平台的通讯协议，不同的设备与中间服务器都可以使用AMQP协议进行各式各样的数据交换。运维设备的种类多种多样，产生格式各样的数据，如参数表、图像和数据流等，数据传输的归一性尤其重要。在本论文提出的智能化运维系统中，运检盒子与运维现场设备之间的连接使用AMQP协议。AMQP协议可以将各种不同数据源，通过一个统一的协议进行通讯。AMQP的另一个好处就是在于它的开放性，有各种各样的开源实现方式，比如Apache Qpid、Apache ActiveMQ和RabbitMQ。RabbitMQ作为一个轻量的AMQP支持库，比较适合于嵌入式软件开发，因此，本系统采用RabbitMQ框架实现运检盒子与设备之间的数据交换。
2.2测试仪器的改造
现有的运检测试仪器种类繁多，功能各异，并不一定兼容智能运检盒子的通讯规约。对于未来开发的运检设备，作为企业标准，都要符合与运检盒子的通讯规约。然而，对于存量的测试仪器，需要对它们进行通讯接口的改造。现有主流的电力测试设备一般都设有通讯接口，具体的方案就是在原有的设备的通讯接口基础上，加装智能无线通讯模块。智能无线通讯模块作为中间件，将原有的通讯模式翻译成符合要求的通讯规约。当然，对于现有设备的智能化改造并不是一蹴而就的，需要逐步完成，现已完成了南瑞生产的红外成像和特高频局放检测仪的改造。
2.3数据的规范化存储
2.3.1结构化的数据存储
对于结构化的数据，如数值数据、参数、变量、录入数据和采样数据等等。这些数据的存储采用XML格式，相比传统规范化建模技术，XML具有良好的可扩展性、兼容性和可移植性，便于不同系统之间信息的传输。
2.3.2非结构化的数据存储
针对图谱、视频等非结构化数据的规范化转化方法主要是利用基于稀疏编码、视觉单词等技术对非结构化图谱、视频数据进行规范化和特征量提取。对于相对静态的电力设备图谱，采用局部不变特征提取技术，提取具有尺度，旋转，光照，模糊和视角不变性的局部关键点特征，实现特征点的高准确度匹配，提取有效的区域不变特征，描述局部区域的相关特性，实现仿射和旋转不变性。对于可以进行结构化转换的非结构化数据，转换后变成特征向量，可以直接存储在XML结构中。对于不能转换的数据，如复杂的图像和视频数据，将其存储在文件系统中，并且在对应的XML的词条中做标记，便于随时查询。
3结语
提出了一种面向智能电网的基于移动应用平台和云计算的变电站智能化现场运维系统。这套智能运维系统的核心是智能运检盒子，它是运维现场测与中心侧的桥梁。使用基于运检盒子的智能化运维系统，一方面运维试验数据可以实时上传分析，另一方面中心侧也以随时为现场人员提供大数据和技术支持。可以大幅度提高变电站现场运维的工作效率，规范运维数据的采集，实现“互联网+电网运检”的深度融合
参考文献：
［1］王继业，程志华，彭林，等．云计算综述及电力应用展望［J］．中国电力，2014，47（7）：108-112．
［2］李勋，龚庆武，乔卉．物联网在电力系统的应用展望［J］．电力系统保护与控制，2010，38（22）：232-236．
论文作者:程盛,吴锋,李春晓
论文发表刊物:《河南电力》2018年9期
论文发表时间:2018/10/22
标签：现场论文; 数据论文; 盒子论文; 设备论文; 智能论文; 中心论文; 通讯论文; 《河南电力》2018年9期论文;