基于物联网及三维可视化的新一代智能变电站建设

虞黎华

（国网湖北省电力公司宜昌供电公司，湖北 宜昌 443000）

基于物联网及三维可视化的新一代智能变电站建设

虞黎华

（国网湖北省电力公司宜昌供电公司，湖北 宜昌 443000）

将先进的物联网技术以及可视化技术应用在新一代智能变电站建设中，可以提升智能变电站的设备智能状态监测水平，提高智能变电站的智能化水平。本文主要对基于物联网及三维可视化的新一代智能变电站建设进行研究。文中介绍了新一代智能变电站的功能特点，并对物联网技术以及三维可视化技术进行概述，在此基础上详细介绍了物联网及三维可视化技术在新一代智能变电站建设中的应用。

物联网；三维可视化；新一代智能变电站

智能变电站作为智能电网的重要支撑与基础，作为电网运行数据的采集源头以及命令执行单元，其智能化水平直接影响电网的智能化，因此进行智能变电站建设意义重大。

对于智能变电站建设的核心则是信息的无损采集、流畅传输以及有序应用，物联网技术主要基于RFID视频识别技术、传感器技术以及定位技术等实现信息的自动识别、采集以及获取。

同其他技术相比，三维可视化技术在信息承载、展现以及人机交互等方面具有显著优势。基于此，将物联网技术和三维可视化技术应用到新一代智能变电站中具有极强的使用价值。本文主要对基于物联网及三维可视化的新一代智能变电站建设进行研究，希望通过本文的介绍，为新一代智能变电站建设提供借鉴与参考。

1　物联网及三维可视化技术概述

1.1物联网技术

物联网主要基于RFID射频识别技术、传感器技术、定位技术等对信息进行识别、采集以及感知，并通过电子信息传输技术，实现信息的聚合与统一，然后基于云计算、模糊识别、数据挖掘等职能计算技术完成度信息的分析融合及处理，最终完成对世界的认知以及智能化控制。

物联网技术包括三层，即：感知层、应用层和网络层。其中感知层主要实现对外界世界的全面智能感知、识别以及信息采集与处理；网络层属于运输层，主要基于电信网、互联网、专用网络等完成对信息的传送，实现感知层以及应用层的信息传递；应用层主要功能是智能处理，主要基于高性能计算机、人工智能以及数据库等，完成对数据的存储、挖掘以及分析，并为信息的呈现提供平台。

1.2三维可视化技术

三维可视化技术主要基于计算机技术，实现将数据转换成图形和图像，进而可以完成对客户世界的真实再现，三维可视化技术属于直观展现且具有实时交互功能的技术。三维可视化仿真是计算机可视化以及系统仿真相结合的产物，其核心为计算机技术，手段是高科技，结果在于形成逼真的视觉、触觉、听觉一体化的虚拟环境。换句话说，三维可视化技术具体是指用户基于必要设备，对自然状态以及虚拟环境的对象进行交流、传递以及结果观测，使用户可以产生身临其境的感觉与体验。

开始，三维可视化技术主要通过图形以及图标的形式，对客观事物进行再现与观测，其应用也更多的侧重于地质勘查以及矿业等。近年来，三维可视化技术不断成熟，对图形的描述也更加逼真，其应用范围也不断扩大，目前，在电力行业应用广泛。本文则主要基于三维可视化技术，对新一代智能变电站进行建设。

2　基于物联网及三维可视化的新一代智能变电站建设

2.1物联网技术的应用

物联网技术的应用主要有两个层面，即：在变电站战域的物联网技术应用；在变电站相关区域的物联网技术应用。

其中在变电站站域，物联网技术主要应用在设备的智能化、信息采集处理以及传送方面；在变电站相关区域，主要应用在上下级变电站及区域的配电网以及新能源接入等方面。变电站智能化属于系统工程，必须基于有机体思维模式看变电站及其所处群体。在变电站神经系统当中，以信息通信为基础的变电站物联网络是重要成分，基于物联网技术在新一代智能变电站建设中应用如下所示：

（1）变电站一次设备智能化。在变电站高压设备智能化中，传感器集成技术是主要的应用技术，新一代智能变电站的一次设备智能化为一二次设备的高度集成，尽可能降低一次设备外带的智能组件等。高压设备在制造过程中，主要讲传感器、RFID射频识别技术等集成到设备中，并向外提供标准接口，在运行中，实现信息的传输，完成从采集到监控系统及其他应用系统的传输。这种方式的有点在于感知集成设备与主设备匹配性好，并可以实现内部信息采集，且可以确保信息的准确性以及信息传输过程中的耦合性。

（2）变电站设备的状态监测。设备状态监测属于物联网技术的典型应用。设备状态监测的重点是在于监测一二次设备以及辅助设备的运行状态，从而为变电站提供基础信息。基于物联网技术的设备状态监测主要以各种传感器为基础，并结合GIS设备、容性设备、环境动力设备等，进而完成对状态数据进行采集。在变电站智能辅助设备控制系统中，关于门禁、电子围栏、SF6探测器等也是物联网感知层的重要组成成分。由于设备属于小型化、无线化等，在进行具体建设时，要注意传感设备所产生的电磁波对变电站自动控制系统的影响。

（3）变电站建筑的智能化。在完成对变电站智能化的过程，必须考虑变电站建筑的智能化，变电站建筑的智能化主要有环境监控、安全防护、动力监测等部分。对于环境监控，其重点在于基于感知识别设备，完成对室内外环境的温度、湿度、噪声等的检测，并依据电器设备的环境要求，完成通过空调、排风等对环境的调节。安全防护等则基于电子围栏、红外、门禁等完成变电站自内到外的立体式分层安全防护体系。动力监测则重点完成对变电站站用电系统的数据进行监测。

（4）变电站检修辅助。对变电站来讲，其运行检修辅助主要依据变电站运行检修的具体工作特点，利用多种状态监测手段以及数据信息完成。设备状态监测为运行检修提供了数据参考，此外操作遥视则主要基于远程操作的模式，利用三维可视化技术，完成操作的可视化等。

2.2三维可视化技术的应用

基于三维可视化技术的新一代智能变电站建设，主要包括场景、设备的三维实体模拟、三维虚拟仿真、数据可视化展现以及3DGIS等。三维可视化技术主要通过关键数据驱动，实现界面显示，进而完成用户界面与系统关键数据驱动的联系，灵活的展现不同的工作场景，并对全景数据进行综合展现，并基于任务导向作用，进行数据的有机整理，完成监控界面的一站式操作，便于用户进行使用。

三维可视化技术在新一代智能变电站中的主要应用包括变电站生命周期的规划设计、建设、运行以及辅助检修，应急事件处理等，具体功能包括：展示三维场景、数据状态，完成对图像信息的拟合，进行云图的模拟，对热点及报警点进行快速定位，并对信息进行综合展示，可以进行三维交互、智能巡视以及历史反演。在新一代智能变电站建设中，智能辅助控制系统是重要组成成分。

三维可视化技术在智能辅助控制系统中也具有重要作用，其在辅助控制系统中，主要通过建设三维可视化平台、调控中心可视化、运行三维可视化方式，很好的完成了系统的智能化。

3　结论

本文主要基于物联网技术以及三维可视化技术，进行新一代智能变电站建设。文中介绍了物联网技术以及三维可视化技术的特点，在此基础上，重点介绍了其在新一代智能变电站建设中的主要应用。物联网技术主要基于RFID视频识别技术、传感器技术以及定位技术等实现信息的自动识别、采集以及获取。同其他技术相比，三维可视化技术在信息承载、展现以及人机交互等方面具有显著优势。基于物联网技术以及三维可视化技术的新一代智能变电站建设，可以很好的实现新一代智能变电站的智能化水平。

［1］ 方景辉，徐伟明，朱晓峰，等. 基于物联网与三维可视化技术的变电站智能辅助控制系统的研究与应用［J］. 电气自动化，2012，34（3）：67～70.

［2］ 王继业. 物联网及可视化技术在新一代智能变电站中的研究及应用［J］. 电气应用， 2013（19）：68～ 72.

TM76

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1671-0711（2016）08（下）-0081-02