摘要：近几年,随着智能变电站网络系统、现场移动检修系统、测控一体化系统、地理信息系统、智能表计等科技项目在电力行业的广泛运用,国家电网电力有限公司电力信息化的水平正在朝着信息系统的方向长足发展。在变电运维的工作环境背景下,智能电网不仅承载着电力系统的电力流,也将承载着大量电力业务上的信息流和业务流。变电站作为电网结构中的关键节点和重要保卫对象,囊括了大量的电力系统数据资产。如何增强变电站内数据室的整合分析能力,达到变电运维的数据可视化,突破变电站信息系统的数据壁垒,对变电站内智能高效运维乃至电力系统电网的经济运行都有着实际而重要的战略意义。
关键词：数据可视化；变电运维
一、大数据可视化概念定义
可视化技术是可使用计算机图形和图像处理的技术，将数据转换成图形或显示在屏幕上的图像。主要理论方法与交互原理涉及众多技术。近些年来，随着网络技术、数据仓库技术的发展，大数据的研究深入，使得可视化技术更加的广泛，数据可视化（DataVisualization）这门专用技术也随之而出。数据可视化涉及的领域众多：图像处理、计算机视觉、计算机图形学、计算机辅助设计、“人机交互”技术。通过可视化数据，人们不再通过以直观的方式认识数据，而是重点在分析数据的可视图景和分析数据和数据之间的结构关系，连接数据之间的逻辑关系与限制。采用可视化图象分析数据，直线或者曲线用来显示数据之间的关系，使得数据模型之间的关系的分析和显示更加直观，数据和数据之间的结构关系的呈现也更加具有逻辑。
可视化技术是利用计算机图形学和图像处理技术，把数据转化为图形、图像或图标显示出来并进行交互处理的理论、方法和技术。其主要特点包括交互性、多维性和可视性。其中交互性提供了交互式处理数据的方式和环境，增强用户的参与能力;多维性是指应用对象多时间的数据具有多维属性和变量，而后按照数据的每一个维度的属性值进行分类、排序、组合与显示;可视性是指数据可以图像、曲线、二维图形、三维体及动画等形式显示，并可以对其模式和相互关系进行可视化分析。
二、数据可视化在运维中的方法
（一）建立有效的系统
大数据时代下建立有效的信息系统具有非常重要的战略意义。最初的信息系统只是帮助企业完成事务性的数据整理归纳工作，而现在的信息系统已发展到对企业、组织的基层运行、中层的组织管理提供支持，并对高层的决策产生战略性的影响，并且随着互联网信息化技术和时代的发展，现代信息技术和信息系统对组织的作用将会不断加强。在变电运维中，大量的变电运维数据散落在变电站设备的各个角落中，人工进行全数据的记录、处理、分析、类比、归档不太现实，不能把握电力设备运行的全寿命周期，并且每个变电站的运维数据保存在单一的变电运维班组，不利于对变电运维的数据进行调用和展开可持续的统计分析和趋势研究。所以需要一个有效的综合信息系统，用于整合变电站内各方面的数据，形成一系列内容全面的数据库，有利于本专业和其它专业的人员对变电站内设备的安全运行进行定量的分析。
（二）开发电力企业的智能移动终端技术
要实现变电运维数据可视化，需要在信息系统的基础上开发智能移动终端，以解决变电站现场实际的数据量问题和数据结构问题。变电站内电力设备故障与设备自身的属性、运行工况和运行年限有关，也与当地的气象情况、气候环境等因素相关。人工或仪器采集的运维数据不仅应包括设备正常和异常时出现的各类数值，同时还应包含如地理信息、天气、现场温度与湿度等大量的相关数据，以便于进行全面而有效的数据相关性分析。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所以智能移动终端需要自带地理环境自动检测或获取功能，并能处理图片、视频等半结构化、非结构化的数据。开发内部智能设备有利于提高国家电网的科技水平和保证国家电网的数据安全，同时也方便系统接纳数据和存储数据，减少了手机设备上的快餐数据和不安全数据。
（三）提高运维人员的水平
近年来，研发人员利用三维可视化技术，实现了电力系统运行的可视化。充分利用三维可视化技术实现三维可视化培训系统，是指利用三维可视化技术生成的一类适于进行教育培训的三维可视化虚拟系统环境，其可视化过程主要分为设备信息模型数字化、虚拟环境仿真和图像信息处理三大部分。其中，设备信息模型数字化是实现三维仿真的关键，它能将现实设备的信息变化反映到虚拟环境中的设备模型；虚拟环境仿真主要实现虚拟场景中与真实环境相似的视觉、听觉等感官认知；图像信息处理，通过信息的传输、识别、转换和处理，将这些信息与虚拟场景中人物和设备结合。例如，根据变压器和断路器的检修规程，构建虚拟场景下的设备检修流程以及各流程下的检修操作（包含变压器、断路器的套管擦拭，油箱外观检查，油箱外观清洁等）。检修规程培训包括教学和练习两种模式，在教学模式下，由教员在虚拟场景中按检修流程进行各种检修操作，根据系统提示，控制虚拟人物到达流程中指定的位置，选择正确的检修工具，执行相应的检修操作。在练习模式下，学员在没有系统提示的情况下，控制虚拟人物，执行检修规程中的相关操作。变压器套管擦拭的检修操作仿真培训场景如下图所示，学员控制虚拟人物到达变压器指定位置，在工具箱中选择抹布作为检修工具，完成套管擦拭操作。
（四）数据的保密性
变电站的安全生产工作是电力系统安全运行的一个重要保障，这个重要保障不仅包括现场设备的安全运行维护和倒闸操作工作，还包括变电站内数据的安全保存和传输工作。在变电站内数据的安全保存和传输工作上，仅对内部环境和外部环境的接触面上切断数据的流通性是不够的，还要做好市场环境下系统研发的保密工作。具体来说，国家电网变电运维数据市场研发的组织者应该对厂家的研发进行定性的要求，明确实现那些功能和哪些人性化数据，而不是直接提出系统研发的定量要求。当厂家研发的系统需要运用数据进行定量测试时，组织者应提供失去时效性的运维数据，而不是直接把整个系统数据交给厂家。这样做的好处是不仅保证了近期数据的保密性，而且能够将近期数据和系统数据分析后得到的结论和趋势曲线进行对比，验证厂家系统开发的正确性和合理性。
三、结论
随着大数据、区块链时代的到来，数据挖掘能够为国家电网和电力行业带来显着的财富价值，在企业内部的应用也将极大地提高电力企业的运营效率和营收能力，并带来规模效应。变电运维侧重于将大数据技术应用在变电站的常规维护管理中。在变电运维中引入数据可视化的功能，建立一整套具有兼容性的系统，并运用科学技术手段进行记录，不仅能够提高现场运维效率，有效减少电力系统负面安全影响和经济损失，而且能够为变电站进一步的智能化做好积极准备，实现站内设备连续性数据统计，揭示数据规律变化，深度挖掘数据，并科学精准地安排运维工作，将能够彻底解决变电运维质量较低和人员数量不足等问题。
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论文作者:李晓琴, 王海涛
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第05期
论文发表时间:2019/7/15
标签：数据论文; 变电站论文; 站内论文; 系统论文; 设备论文; 技术论文; 信息系统论文; 《当代电力文化》2019年第05期论文;