电力运营监测可视化管理系统设计与实现罗长兵吴万军张敏李凤龙

电力运营监测可视化管理系统设计与实现罗长兵吴万军张敏李凤龙

罗长兵吴万军张敏李凤龙

云南电网有限责任公司迪庆供电局674400

摘要：电力企业由于涉及电力生产、运输、储存、变电能多个环节，需要与社会生产生活各个不同的领域提供相对应的电力能源，业务涵盖范围广，生产环节众多，企业部门冗杂，过去单纯依靠人工的监测管理方式已经不能适应电力企业规模快速发展之要求。随着科学技术的成熟和在电力行业的广泛应用，电力运营监测可视化管理系统成为当今电力企业监测工作的必备。

关键词：电力运营；监测管理；可视化系统

电力运行监测可视化管理系统是集现代化视频监控系统、计算机信息处理技术、大数据分析技术、物联网人工智能管理系统于一体，面向电力行业管理部门，旨在通过大数据技术和系统全方位时空动态感知能力，为电力行业管理决策者提供及时、准确的多维数据分析结果信息的综合性智慧平台[1]，该系统能够直观展现数据变化趋势，更好地支持电网安全、可靠、经济、高效运行提供辅助决策。系统可广泛应用于发电、输电、变电、配电、用电环节中的各相关企业与管理部门，涉及生产监测、应急指挥、发展规划等多个领域。

一、系统设计意义

监控系统可建立配电网络仿真模型，模拟配电网络运行，实现无人值班模式；根据顺序事件记录、波形记录、故障录波，协助运维人员，实现快速故障分析，定位和排除问题，尽量缩短停机时间；实时采集各回路、设备的电流、电压、功率、电能以及谐波、电压波动等参数，对配电系统和用电设备进行用能分析和能效管理；

二、系统设计原则

（一）系统要具备强大的信息处理能力

系统要将显示单元、处理器及软件等形成最有效的配置，以使系统不但能胜任当前监测中心综合业务的信息化要求，还能适应电力监控测信息扩容的要求。系统要采用多屏处理器系统，为全硬件、分布式服务器集群，最大限度保证本项目的大规模拼接应用，不但能满足对当前繁杂信息的处理，还能满足其业务量增大后的信息扩容的需求。

（二）系统要方便使用与管理

系统要通过大屏幕管理控制软件（VWAS）对整系统设备包括各种显示单元、多屏处理器、信号源及外部矩阵、多功能设备等外围设备进行统一管理和联动，所有的操作都可以通过VWAS控制软件以人性化的图形界面进行统一控制。

（三）系统系统稳定、可靠，支持全天候使用

整个系统要专门为运营监测中心长时间连续工作而设计，充分考虑设备的长期稳定性，显示单元的核心采用工业设计及多层防尘措施，确保其支持7×24小时长期稳定工作。整个系统采用分布式信号处理技术，外置多屏处理系统与内置信号处理器冗余备份，减少多屏处理系统的负担，使整个系统的安全稳定性极高。

（四）系统要最大程度保障电力安全

电力系统关系国计民生，必须确保系统不被外界侵入，并具有很高的稳定性。为此，系统的多屏处理器要采用纯硬件形式，无操作系统，病毒无法感染；全并行工作，无系统整体崩溃危险；系统数据出厂前确保已固化，无法更改，意外断电不会造成数据丢失，控制器可经受频繁开关机。在系统的其他关键部件也采用了多重冗余设计，如冗余电源N+1冗余电源设计，多只电源能同时工作，分担负荷，其中任何一只损坏也不会影响到整台设备的运行[2]。

（五）系统要实现智能化分析，自动化处理

以往在线监测，大多先根据经验预判某一领域可能存在风险，再向专业部门索取数据。计算机辅助人工分析后得出结果，难免后知后觉。而现在，该公司可以对异动的每一个工程项目、每一笔物料、每一台设备、每一块表计的数据开展全天候运营管控，系统自动发现异常，不需要人工干预。相关单位和部门对各自的异动开展销号管理，提升企业管理水平。

三、管理系统的功能结构分析：

（一）运营监控中心功能组成

运营监控中心的作用在于能够方便工作人员通过计算机屏幕调动需要检测的公司运营部门或项目，并实施在屏幕上展示其运行的参数值，并结合大数据分析来判断该参数值代表设备处于什么样的运行状态，从而让工作人员能够选择合理的解决方案来进行下一步策略执行。主要功能如下：

全面检测：该功能组要是通过公司检测建模、设定指标法制等方法，针对公司运营中的收支、财务、绩效、重点项目管理等进行实施检测，重点加强公司运营异常情况的发现，从获取的数据分析得出的结论一旦触及预警机制，则立即通知管理层进行问题分析和排查。

运营分析：主要是结合电力企业的日常管理，通过公司不同业务之间的相互联系与影响，结合系统大数据的分析模型，对项目实施、电力设备运行、人员工资福利支出、不可控因素带来的成本损耗等内容进行合理地归纳总结，从而得出企业现阶段的经营情况和下一阶段的发展趋势，以供管理层作为政策制定的参考依据。

协调控制：该阶段主要是通过上述两个阶段分出来的公司运营存在的异动问题，通过相关部门之间的联合协商，商讨具体的解决方法和执行策略。

全景展示：主要是利用多媒体可视化技术，将管理结果展示出来，以供企业员工浏览。

（二）可视化管理系统功能组成

“三遥”（即遥信、遥测、遥控）。利用就地安装的微机保护装置、智能仪表等，采集各回路的电参量、非电量及开关状态量（分合位），结合电气主接线图予以显示，通过系统操作，实现断路器、开关的远程分合闸控制以及遥调操作。

故障、告警、事件管理。系统与继电保护、智能仪表通讯，实时读取变电站运行的各类异常状况及参数记录，也可以在系统软件中设置遥测越限值产生告警事件。当事件发生时，事件窗口自动弹出，并用颜色区分已被确认和未被确认的事件，指导操作员执行规定操作。

故障录波和事故反演。故障录波和事故反演用于故障后分析故障产生的原因和责任认定。系统故障录波可实现对故障发生时刻的前4个周波和后10个周波（具体应以现场继电保护装置的实际功能为准）予以记录并显示。事故反演则是在事故发生后，重放事故前1分钟和事故后5分钟的系统重要参数，准确直观的进行事故分析，查找供电系统隐患，快速定位故障，及时恢复供电。

统计报表、图表分析。提供灵活的报表生成工具，统计参量包括电流、电压、功率、电度等，可自动生成时报表、日报表、周报表、月报表、季报表、年报表。同时，可将指定参量的历时数据、比对数据以棒图、曲线图、饼图等形式展现，一目了然，为电气节能改造提供依据。

总结：总之，该系统是电力企业覆盖发电、输电、配电、售电、用电全部业务环节，利用运营调度的可视化、安全应急的可视化、只能巡检的可视化，并利用大数据分析的辅助和运营监控中心的集中调度，能够提升电力企业资产管理水平、优化资源配置、保障安全稳定运行。

参考文献：

[1]吴昊.电力企业可视化运营监控管理[J].中国高新区,2017(18):219.

[2]罗晓伊.基于电力运营监控的可视化研究以及实践[J].科技尚品,2017(9):121-122.