移动终端的变电站远程交互系统研究

国网福建检修公司 黄金魁

由于变电站设备得到广泛运用，这些设备会产生海量的设备数据，在涌入调度主站后，会增加调度主站的数据处理压力，不利于智能电网设备精细化管理工作的展开。传统的变电站设备数据远程传输虽然能实现对设备信息的传输，但难以对如此海量的变电站设备数据进行有效分析和远程交互，导致事故发生。为此，电力行业广泛研究了通过实现对操作前设备运行状态的自动核对从而提高变电站电气设备操作准确性和速度的相关技术。在这种背景下，本文将移动终端引入到了该领域，移动终端指的是可以在便携式携带使用的计算机设备，能够更方便、及时地接收到相关信息，文章通过设计一种新型的能够稳定地由终端向主端传输变电站设备运行数据的移动终端设备，以期能够使电力系统各部门及时沟通变电站电气设备运行状态，以避免事故的发生。

1 基于移动终端的变电站远程交互系统硬件设计

1.1 数据采集层硬件设计

数据采集层主要由数据采集器组成，整个采集器无设置开关和按键，所有的参数设置均通过串口与计算机相连，再与软件中的语音视频通信功能与数据远程传输功能组合使用，从而实现变电站设备数据的远程交互。

1.2 通信管理层硬件设计

在通信管理层的硬件设计中，需要在移动终端安装一个内嵌式的静电距离感应机制以接收感应装置接收到的采集数据，感应装置应该安置在变电站附近，还要使其能够确定移动终端的具体位置，一旦移动终端中的告警模块发现变电站设备周边区域有强电场，则立即自动发送报告，实现静电告警，以有效减少无用变电站设备数据的发送与接收以及主端服务器的负荷，提高数据收集能力、传输能力和分析处理能力，减少信息响应时间和系统维护工作的工作量。

2 基于移动终端的变电站远程交互系统软件设计

2.1 语音视频通信模块设计

在变电站远程交互系统中增加视频语音通信模块有利于移动终端与主端之间的信息交流，该模块主要包括数据库管理、语音视频通信管理子系统以及协同辅助模块，其中的数据库用于接收并保存客户端发送的信息，利用以上语音视频通信模块的设计增强信息交流的准确性和双方信息交流的实时性。

2.2 网络连接功能设计

基于移动终端的变电站远程交互系统还需要拥有移动网络连接的功能，以便移动终端在行进过程中也能及时连接主端网络，随时接收命令或发送信息，该功能只需要如同移动通信设备一样能够连接到变电站的局域网如WiFi、4G移动网络等即可。

2.3 数据远程传输模块设计

基于移动终端的变电站远程交互系统除了需要保持通信状态外，还需要增加数据远程传输模块，在移动终端后台服务器进行数据交互时，为保证数据界面中的浏览和传输效果，使携带移动终端的工作人员能够快速捕捉信息，需要对收集到的远程传输数据进行统一的格式转换，并将格式数据源进行重组操作，然后再决定是否上传。上传后，还需要将数据采集器捕捉到的数据与数据源进行同步传输和处理。

2.4 远程调度模块设计

远程调度模块是整个变电站远程交互系统能够实现创新的核心部分，其主要是为了辅助移动终端实现视频调度和移动对讲功能。远程调度模块具备多任务实时操作的功能，能够提供监视、移动方向控制、警报检测、数据库管理等功能。同时还能够将软件和硬件设施有机联系在一起，以作为一个多系统平台的信息联络机制，根据移动终端远程调度功能模块接收到的来自数据远程传输模块的数据，并使用移动终端进行数据采集、逻辑判断、命令发布等行为。

2.5 系统自动化功能设计

为了更智能地能帮助现场工作人员进行变电站的信息交互，配合现场作业流程实现设备巡检、状态确认等协同作业，需要进行系统自动化功能设计。这是因为随着电网数据不断扩大，就必须充分利用变电站视频语音通信以及远程调度功能中的信息处理能力，对海量数据流进行分流，区分有用及无用设备数据信息，并在主端完成设备数据的处理，最后将处理结果展示给携带移动终端设备的工作人员，以减少数据计算量和设备运行信息的传输响应时间。

表1 实验环境设置

3 实验设计

本实验旨在测试设计系统能够加强变电站设备数据信息远程交互能力，为此，首先对某市电力公司提供的设备信息进行处理，得到500条处理后的变电站设备数据信息，并设置同样容量的干扰数据，利用这些数据信息对比设计方法与传统方法的数据冗余、响应时间和调度准确性。

3.1 实验环境设置

本实验的实验环境分为主端环境和终端环境，其具体的服务器配置如表1所示。

通过表1所示的硬件或软件设施模拟变电站与主站之间远程数据通信的环境，并使用路由器直接连接，通过两个系统处理这些设备数据的能力判断二者之间的优劣。为保证实验结果的准确性，分别探讨两种系统在这些调度数据中的数据冗余度、画面响应时间以及准确性。数据冗余度的计算公式如下所示：

其中，Q为相邻属性值变化次数的累加和；m为计算机内数据的行数；n为计算机内数据的列数。

3.2 实验结果分析

在上述内容的基础上，分析设计系统对上述1000条设备数据的处理能力，其冗余度、响应时间以及准确度的计算结论如表2所示。

由表2可知，本文设计系统的平均数据冗余度约为传统系统的一半，其响应时间也低于传统系统，而且在准确性方面本文系统最高可达到99%。因此可以判断设计系统对设备数据的处理能力优于传统的数据传输系统，且功能更加全面，能够帮助携带移动终端的电力人员更快捷准确地实现对故障变电站设备的处理。

结束语：现如今，海量的数据信息极为考验变电站交互系统的运行能力，为此，本文研究了基于移动终端的变电站远程交互系统，利用软件和硬件方面的设计，实现对变电站设备数据的处理和分析，并将处理结果及时反馈给电力人员，从而及时对故障设备的处理和更换，以保证电力系统运行的安全。

表2 实验结果