配电自动化可视化管理系统开发与应用

杨鑫宇 杨 洋 董元球 徐 涛

（国网浙江省电力有限公司象山县供电公司）

0 引言

随着我国现代化建设的不断推进，电力工程的技术应用水平不断提高，充分结合了信息化技术和设备。其中配电自动化可视化管理系统作为结合地理空间与电力生产信息状态的综合性系统，可以更好地将配电线路的属性信息、电网信息、实时数据、监控信息收集整合，能够有效提高电网系统的自动化和智能化水平。

1 配电自动化可视化管理系统开发的必要性

配电网络有着十分复杂结构，且随着供电的运行会有更频繁的变化，必须要保证实时的监控，及时了解运行的状态，第一时间发现系统运行的故障问题，并加以解决，给予电力系统更安全、可靠的保障。

当前，我国许多电力公司在配电网络安全管理中将主要精力放在了自动化采集和控制上，而对配电系统的基础资源可视化处理不足，未能进一步完善规范化管理，在现代化配电网建设上还有很大发展空间。因此，为了更好地满足广大用户对电力供应可靠性、安全性、稳定性的要求，全面提高电力企业服务质量，必须加大在配电自动化系统可视化管理的开发，依靠信息技术创新应用，全方位优化服务体系［1］。

2 配电自动化可视化管理系统的开发设计

2.1 基本开发理念和流程处理

配电自动化可视化管理系统是建立在Microsoft office VISIO软件及相关数据系统上的配电管理平台，通过对电力企业配电资产进行管理，进一步分析电网供电运行过程中的停电原因，并由PC Browse客户端借助Web services形成专属的MSDE数据库。在开发过程中主要采用的服务器可以对客户端进行自动的配置升级，结合后台的数据库与负荷、调度、自动化系统数据，与选件系统相联系，可以互相调用数据。

2.2 可视化功能体系结构

在传统的可视化系统建设中，大多数供电部门会使用图形软件绘制馈线图，虽然可以对配电系统的缺陷和消缺问题进行记录，但无法实现系统的管理，在信息收集过程中容易出现过于分散和时差问题，也会有着较高的出错率。因此，在开发可视化管理系统的过程中，必须具备规范的馈线图，以此来加强设备信息管理，更好地拓展可视化功能。相应地，还要借助电网图标所代表的线路和设备，将系统中的各类可视化属性进行分类整理，加强对不同电压等级设备的台账统计与分析，通过整理分析及时形成规范的资产管理范围，以确保可视化管理范围的合理性，保证各类数据收集和监控的完整性、及时性和准确性。

在开发可视化系统管理平台的过程中，还要全面统一地协调配电网数据信息，借助相关的专业应用形成配电系统的专业管理系统，加强数据分析效率，提高配电资产管理水平，强化调度监管。确保配电管理系统能够全面把握用户信息、设备信息和线路信息，在可视化管理开发运行过程中，可以科学地开展设备停电计划，避免出现错峰拉闸的现象，防止电路受到不利影响，提高电力通信管理水平。

2.3 可视化系统开发建设要点

首先，要坚持科学规划、顺序分步实施的开发建设原则，还要遵循可视化管理系统的软件工程应用原理，通过加强顶层设计实现统一开发。当前，信息技术水平不断提高，供电企业必须全面认识到信息技术基础结构对供配电系统的重要性，结合用户的实际需要全面改进可视化监控体系和业务流程，全面提高相关操作人员的规范性与灵活性，确保各电位人员能够更加有效地收集和传递供电监管信息。

其次，为了更好地开发和创新应用配电网络系统，还要充分调动相关工作人员的主观能动意识和岗位责任意识，使其积极参与到可视化系统的智能优化作业中，合理采纳供电客户端用户的诉求，全面提高可视化系统的实用性和适用性，以此来减轻工作人员的作业强度，在提高工作效率的同时，重点强化数据分析能力、实时监控水平以及自动化智能分析效果。

最后，在建设中还要以完整且准确的配电数据信息为基础，通过提高数据分析建设水平，有效优化配电网络系统的可视化功能。考虑到传统的Auto CAD软件在分析和统计配电网络中局限，为了确保馈线数据的灵活性，还要不断完善配电可视化网的馈线数据结构，通过BIM系统软件将其转制，更好地解决数据系统的分析问题，加强对基础功能的延伸，确保能实时更新并上传用户数据［2］。

2.4 可视化系统设计分析

第一，系统取能电源的设计。为了确保可视化系统的长久稳定运行，要在配电线路电压正常时，通过互感设备为可视化在线监测提供充足功率，以避免突然的故障断电问题，还要设计一个适合的负载电源，同时，搭载感应取电型可视化智能监拍装置，具体结构如图1所示，防止出现线路故障问题，确保可视化系统监测数据信息的完整性、准确性。

图1 感应取电型可视化减排装置结构示意图

第二，电路保护系统的设计。考虑配电线路容易受到外部环境的干扰变化，为了避免雷击、静电等情况对电压和大电流的冲击，保护取能电路的正常运行状态，确保长期稳定的运行，还要加强对可视化系统的电路保护设计，并构建基于电流变化的智能充电电路，如图2所示。

图2 可视化系统智能充电电路结构图

第三，智能化分析系统的设计。在可视化图像系统分析设计中，配电系统自动化的前景和背景检测一般都基于帧间差分法、光流法和背景模型法。其中帧间差分法是通过可视化图像捕捉设备所获取的视频序列，将其与相邻图像之间做出差分的操作，可以将正常的配电图像与故障差异目标进行区分检测，有着运行速度更快的优势，但整体检测的计算量小，难以完整提取线路特征，容易出现空洞情况。光流法是利用

运动目标的光流特性，借助位移向量光流场对物体进行跟踪计算，有效地提取和跟踪目标的分析方法。背景模型法通过视频流建模进行差分操作，从而获得完整电网数据特征。相关工作人员在开发和设计可视化系统时，应综合取能电源、电路保护以及智能分析的特点，以及配电装置系统的实际需要，进一步优化改进设计。

2.5 温度实时监测预警与其他项目

配电系统的可视化温度检测预警系统可以通过传感器获取线路和金具的温度信息，能够实现数据采集、存储、展示、对比、统计分析及警报提醒等功能。在可视化平台服务器的智能处理下，进一步采集客户服务终端的信息，并形成以日、月、季、年的温度监控报表。为了更好地开发和利用可视化系统的温度监控预警功能，相关电力公司的配电部门，还要积极探索创新，尽快为可视化系统配备兼容性更强、数据分析效率更高、运行更稳定的预警数据库，以确保及时的故障分析警报，提高输电线路的安全性。除了开发温度预警监控的可视化项目，还应进一步探索电位设备的结构设计，可以参考配电线路的故障指示器，将可视化带电工具的结构进行全面优化，确保电位设备结构便于安装，提高安装作业的可靠性与安全性。另外，还有可视化系统的后台软件功能的开发，包括终端设备管理、图像展示、设备状态展示、历史数据记录、用户端小程序的设计，通过后台设计提高对异常警报信息的灵敏度。

3 配电自动化可视化管理系统的应用

3.1 配电网规划

随着地方经济的快速发展，配电线路的电能消耗关系着长期稳定的电力供应，为了更好地应用可视化管理系统，必须加强对配电网的线路规划。第一，要合理设置变电站的位置，避免将变电设施架设在人员活动频繁密集的地区。第二，要适当减少电力塔杆的建设，在确保可视化监测覆盖规模的同时，保证配电系统的安全性。第三，为了确保可视化管理系统的精准度，避免其他专业工程线路的干扰，还要避免高空输电，且以地下管道输电为主［3］。

3.2 优化技术应用水平

首先，应合理应用新能源感应取电技术，并采用感应取电监测设备，不断提高对短路电流的冲击保护能力和电力线路的负荷承载水平。其次，在相关可视化软件的基础上，还要结合地电位金具安装方法，以此来提高在线设备的可靠性和操作安装的便捷性。最后，为了更好地解决输电线路的自动化无线测温问题和能量需求问题，还要进一步应用集合了微电子、低功耗以及能量管理的EH技术，以此来更好地摆脱传统供配电设备的束缚，提高设备使用寿命。

4 结束语

综上所述，面对越来越多元的用电需求和复杂程度不断提高的配电设备线路，相关电力企业应进一步探索配电自动化可视化管理系统的开发与应用。一方面，要充分认识到配电自动化可视化管理系统开发的必要性；另一方面，还要把握设计与建设要点，优化技术应用，不断提高对配电网的监控、保护和综合管理水平。