國網山西省電力公司忻州供電公司，山西忻州 034000
摘要：目前，我國經濟發展十分迅速，基于國內現階段電網大數據可視化技術水平的基礎上，提出了采用無人機采集可視化視頻、影像數據，并構建了具有完整功能模塊的電網大數據可視化監控系統以及對未來的展望。
關鍵詞：大數據;可視化監控系統;電網集控運維;應用
引言
為滿足電力調控中心對電網運行信息的展示需求，并解決傳統可視化控制系統在靈活性、交互性、擴展性方面的問題，結合當前最新的可視化控制系統技術，采用一體化控制、高清展示、模塊化控制等技術，提出一種基于電網監控的可視化控制系統架構。該系統為調控人員提供了高分辨率的點對點可視化畫面展示，畫面組合靈活，操作控制便捷，易于擴展維護，系統運行穩定。該系統已在省級調控中心成功應用，其可行性和適用性得到了驗證。
1大數據可視化分析的意義
大數據可視分析是指在大數據自動分析挖掘方法的同時，利用支持信息可視化的用戶界面以及支持分析過程的人機交互方式與技術，有效融合計算機的計算能力和人的認知能力，以獲得對于大規模復雜數據集的洞察力（insight）。大數據可視化分析技術在利用計算機智能化分析數據的同時，結合人對可視化信息的認知能力的優勢，將人和計算機的各自強項有機結合，從而使人們更為直觀和高效地洞悉大數據背后的信息、知識和智慧。
2電網實時監控的可視化技術
2.1三維虛擬現實技術
基于電網實時監控可視化方法達成的條件下，三維虛擬現實技術被應用于潮流圖構建過程中，即以電網模型的設計路徑達成圖形化的數據表達方法，從而便于相關工作人員全面掌控到數據信息。例如，某廠站在地理背景潮流圖設計過程中將廠站變壓器、發電、母線等納入到潮流圖繪制中，同時以直線、折線形式表示圖元、線路，并結合拼接技術將潮流圖放大至指定倍數，且在指定空間內連接線路、潮流圖原有線，最終由此達到圖形化電網模型展示目的。此外，在三維虛擬現實技術應用過程中亦可結合遙信數據以可視化的形式展示遙信、遙測、計算點等數據，同時在潮流圖繪制過程中以箭頭來表示遙測數據電流，并以抽象圓點、矩形的填充方法展示海量數據信息。
2.2數據可視化展示
輸電線路無人機視覺監控平臺通過訪問數據分析過程,可實現機器操作旅游計劃和進度可視化顯示,無人機實時圖數據可視化顯示、狀態和高分辨率航空影像數據可視化顯示、激光點云數據可視化,傾斜攝影數據可視化顯示等。其中，飛機巡邏計劃和作業進度可視化顯示，可在傳輸線無人機視覺監控平臺上實現計劃和計劃外的巡邏計劃和作業進度的顯示，并具有統計分析功能。無人機實時狀態和圖數據可視化顯示可以實時監控和數據傳輸,包括無人機(Uav)的區域分布信息和操作線信息、位置信息,高度信息,個人信息,飛行狀態信息,視頻數據,等等,可以按照模型的區域信息、線路信息,作業人員的關系,等等,都屬于綜合管理。在3D GIS地圖上定義禁飛區，飛機進入禁飛區后實現自動報警功能。支持飛機運行前模擬飛行，支持飛行回放根據歷史飛行軌跡，實現現場檢查工作的再現;實現全網無人機的設備管理及航跡、時間、使用、天氣等相關統計分析。傳輸線無人機視覺監控平臺可實現高分辨率航空影像數據的視覺顯示功能。高分辨率航空影像數據具有高現狀、高分辨率、海量數據的基本特征，可以按照線、塔等相關關系進行組織。平臺實現了高效完整的圖像數據集成功能，并根據平臺所描述的塔位、硬件和電路信息，提供了靈活的數據管理、快速高效的數據存儲工具等工具，實現了客戶端的全面可視化。傾斜攝影的真實3D數據能夠真實地反映地物的外觀、位置、高度等屬性，增強3D數據帶來的高沉浸感，彌補傳統人工建模模仿程度低的缺陷。傳輸線無人機視覺監控平臺對區域和客觀斜視攝影圖像進行集成管理，并對其相關性進行維護管理，提供可視化的數據調用、管理和綜合顯示。傳輸線無人機視覺監控平臺對區域和客觀熱紅外圖像進行集成管理，維護管理其相關關系，提供可視化數據調用和管理，識別不同設備和反演設備的運行參數(如溫度、發射率、濕度、熱慣性等)。。
2.3實時數據處理技術
在電網運行過程中為了全面掌控到其運行狀況，配置了FTU、RTU等實時監控設備，同時以SCADA平臺構建的形式滿足站內設備監控條件，并由此獲取遙測、電壓、電流等實時變化數據，繼而基于TCP/IP協議的基礎上有效調度海量數據，實現電網的穩定運行。基于實時數據處理技術應用的情景下，電網系統在運作過程中可透過SCADA系統對點、線、面信息進行分類處理，同時置入數據庫中。此外，在可視化電網監控系統構建過程中著重采用SDE服務器調用實時數據，并依據具體的數據信息建構其與圖形間的聯系，繼而由此便于調度人員在實際工作開展過程中基于可視化信息分析的基礎上全面掌控到電網運行狀況。另外，在可視化監控條件下，調度人員以靜態、動態數據的實時管理形式滿足了設備操控過程中信息需求。
2.4視頻采集卡設計
采集數據是監控系統最重要的工作，在變電站的周界、重要設備、開關處安裝高清攝像頭，由遠程控制中心下達指令，通過視頻監控準確地顯示出現異常情況的位置和圖像，并傳送至可視化模塊。其異常情況的捕捉主要通過視頻采集卡實現，視頻采集卡將采集的模擬視頻信號、電平信號實時轉換為數字信號，并且進行壓縮編碼，將視頻信號轉換為MPEG格式保存在數據庫中。視頻采集卡為24位，采集速度每秒30幀，分辨率640×480，能實時動態地采集視頻信號，具有性能穩定、圖像清晰的優點。
2.5智能視頻監控系統與傳統監控方式的區別
傳統的監控方式主要是以輪詢的方式依靠人工監視視頻的方式來工作，監控的過程中人工干預較多。面對龐大的視頻信息，以及提供給工作人員的系統界面不夠直觀，這不僅給工作人員帶來了很大的工作量，而且使得尋找目標對象困難，在人眼疲勞間隙更是容易出現漏檢情況，此時若是發生突發惡性事件便無法第一時間做到防御處理。而智能視頻監控系統便不會出現這種情況，它不依靠人工監視視頻的方式來工作。智能視頻監控系統采用計算機網絡技術、數據庫技術、先進的通信技術、自動控制技術、計算機圖像視覺分析技術等多種技術，實現了對設備運行狀態，現場報警等的遠程監控。當發生突發惡性事件時，系統會及時發出警告并報警告知工作人員及時做到防御處理。相比傳統監視方式，智能視頻監控系統在對充分利用人力資源、保障設備穩定安全運行、提高勞動生產率以及提高設備運行維護水平等方面有著顯著優點。
結束語
綜上可知，電力部門在電網運作過程中仍然存在著某些不可忽視的問題影響到了其整體穩定性及可靠性，因而在此基礎上為了達到高質量供電狀態、滿足當代社會發展需求，要求電力部門在電網監控過程中應注重運用GIS、SCADA一體化技術、空間數據庫引擎技術、實時數據處理技術等，以此來達到可視化監控目標，并就此全面掌控到電網實際運作狀態，且依據數據異常情況對變電站進行實時維護，保障電網運行的安全性。
參考文獻
[1]沈國輝，劉金波，陳光，等.特高壓調度運行支持系統關鍵技術[J].電網技術，2009,33（20）：33-37.
[2]沈國輝，李立新，狄方春，等.特高壓電網調度自動化系統的數據集成和可視化展示[J].電力系統自動化，2009,32（23）:94-97.
[3]夏成軍，謝奕，邱桂華.可視化地鐵供配電系統繼電保護整定軟件的開發[J].電力系統保護與控制，2011,39（10）:116-120.
[4]冷喜武，陳國平，白靜潔，張家琪.智能電網監控運行大數據分析系統總體設計[J].電力系統自動化，2018,42(12)：22-25.
[5]楊郁.數據可視化在運營監測中的應用前景[J].智能電網,2018,8(5):457-464.
