江苏电力信息技术有限公司 袁佳琰

在供电总需求量不断增多的背景下，城市标志性建筑、大型公共场所等地变电所的数量不断增加，对于供电安全稳定性、可靠性提出了更加严格的要求，电力企业通过扩大智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的应用覆盖面，能够确保电力输送工作的正常进行。

1 基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化的重要性

配电网电力大数据的三维场景重构是实现数据深度挖掘的基础，也是待解决的重要内容，随着人工智能技术的发展，基于智能的配电网电力大数据三维场景可视化成为现实，建立三维数据可视化模型之后可对配电网的信息数据实现实时监控，从而利用大数据技术等对监测结果进行配电网相关信息的统计分析，从而实现信息融合和自适应调度，最后可有效提升配电网的电力大数据深度挖掘目标。

2 智能配电网大数据应用场景分析

2.1 用电行为分析

可对收集到的用电数据信息进行聚合处理，利用大数据技术整合用户的电力应用信息，同时结合用户的信息数据，思考服务优化策略。在分析数据时需要充分结合当地的人口数量、地理环境及天气气候等，意识到客观因素对用户电力应用的影响，分析时将所有信息数据整体为有机整体，思考数据之间的联系，掌握其中相互影响程度，从而对用户的用电行为模式进行分析，总结相关规律，例如通过对客户的用电负荷、用电量及电费消耗等建立综合性的评价系统模型，可在技术层面更为深刻地展示客户用电行为模式，可助力电力单位更为深刻地理解用户，从而提供更令人满意的服务。

2.2 用电负荷预测

负荷数据是负荷预测的基础，想要准确进行负荷数据预测，掌握负荷变化规律有重要作用。负荷数据包括实时负荷和历史负荷数据两部分，其中实时负荷是当前的电网系统负荷实际值，而历史负荷数据是以往的历史数据，通过结合当前数据分析历史数据可更为全面地掌握负荷变化规律，掌握规律之后可更好的分析负荷需求，其中气象变化、社会经济、人口变化等均会对用电负荷产生影响，利用大数据技术对电网的负荷进行预测，可为后续的电网规划和节能经济调整等提供有效参考。

3 智能的配电网的结构

3.1 主站层

智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的主站层通常在配电网电力大数据三维场景可视化监控室内部，主要涵盖电力智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的主机、负责相关数据上传的数据解压包，工作人员需要对收集到的数据进行集中配电网电力大数据三维场景可视化监控管理和深入分析。智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统可以为其提供具有专用通道的通讯模块，使用以太网硬件作为通讯的接口，运用OPC 形式或其他种类的通讯协议，向上级调度系统传输相关数据信息，从而实现智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的集成效果[1]。

3.2 网络通信层

工作人员通过使用通讯管理机，可以针对配电网电力大数据三维场景可视化监控现场的设备实施通讯管理，能够收集各种设备的相关数据和具体参数，将其集中处理后，压缩传输至主站层。网络通信层可以被视为信息中转单元，其能够直接接收到主站层下达的指令，并将其直接传达给各种装置中。图1为一种网络通信系统。

图1 配电网网络通信系统

3.3 现场设备层

变电站智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的现场设备层通常会安装在中低压的变配电场地中，主要涵盖微机保护设备、多种功能的仪表、直流屏幕、电动机保护装置等，现场设备层主要任务是收集各种数据和设备的状态信息，可以将其发送到网络通讯层。与此同时，现场设备层可以作为智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的执行单元，直接执行网络通讯层下达的各种指令。

4 智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统具有的功能

4.1 人机交互功能

正常情况下，智能的配电网具备的CAD 单线图可以直接展现出中压配电网络、低压配电网络的接线状况，该系统能够进行多个画面的自由切换，还具有画面导航的功能。该配电系统具备空间地理状态的主画面，主画面上可以直接显现出智能的配电网各个电力回路的运行情况，并且具备回路带电功能、故障着色功能。智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的主要电参量可以直接展示在人机交互界面上，能够进行实时刷新。

4.2 用户管理

智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统可以针对不同级别的客户给予不同使用权限，能够避免由于非专业人员的错误操作影响系统运行安全，有助于确保智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的安全可靠性。工作人员在对重要电力回路进行合闸操作时，需要具有操作权限的用户输入口令，在工程师级别用户输入操作口令后，方能顺利进行该操作。

4.3 数据采集处理功能

智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统能够实时监测现场电力设备的电参值大小、功率因数大小、三相电压值高低、电能大小、温度变化等，并将这些数据直接展现出来，或是运用统计的方式整理数据信息再将其展示出来，工作人员需要将重要的、具有参考价值的数据储存到系统中，可以为后续配电网电力大数据三维场景可视化监控管理提供参考依据。

4.4 分析趋势曲线

该系统不但提供了实时的曲线分析界面，而且具有历史数据的横向分析界面，工作人员通过分析调用电力回路的曲线趋势，能够测算出电力设备的电荷负载情况、电气设备的信号波动情况。在分析历史趋势曲线时，工作人员可以根据已经储存到系统中的历史数据查看该回路趋势，便于工作人员对当前监测的变配电网络实施质量分析。

4.5 报表管理

智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统具备标准的电能报表方式，可以依照用户的实际需要设计报表形式，系统能够自动进行数据统计，这就意味着系统可以自行生成多样化的运行报表、历史数据报表、设备故障报表、预警记录等，工作者通过查询相关数据，打印系统中已经记录在册的数据值，即能够直接生成电能月度报表、季度报表、年度报表[2]。

4.6 记录安全事故和故障预警

智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统可以详细记录用户的操作数据、系统的开关变位情况、参量的变化等，其不但能够清晰记录发生安全事故的时间段、当时的值班人员，而且可以记录故障预警的总次数和单次预警的具体时间、具体位置，便于工作人员及时根据预警排查故障。

4.7 五遥功能

智能的配电网系统不但具有遥信功能、遥控功能、遥测功能和遥调功能，并且具备遥设功能。如图2所示，是具有五遥功能的数字变电站监控系统。

图2 具有五遥功能的数字变电站监控系统

其遥信功能实际上是指系统能够实时监测开关运行情况、安全保护情况，计算机可以直接根据这些信息实时展示监测数据、自动启动报警，其遥控功能主要是指工作人员通过操控计算机选取适宜的开关号、合闸信息、分闸信息，且可以直接在电脑屏幕上反馈出开关的运行状态，系统可以直接实时记录操作的起始时间[3]。

系统的遥测功能是利用计算机实时收集电压值、电流值、功率值等，并将其整合成为相应的报表，系统的遥调功能主要是运用在变压器的调压处理上，遥设功能一般是用于修正继电保护装置的定值、检查各类仪表的运行情况。

5 智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的优化设计

5.1 应用优势

由于我国地理情况比较复杂，卫星影像的覆盖面积越来越广，对于资料的精准度要求比较高，对于工作人员的技术能力要求更为严格。在进行区域网联合平差划分时，工作人员应该综合考虑实际作业的便捷性与可行性，以较为科学的方式划分加密区域，每个加密分区的面积基本是大体相同的，可以将加密分区作为作业单元，从而进行区域网平差处理。根据各个加密分区内管控点数量以及布局情况，工作人员需要分别在足量管控和稀少管控条件下进行区域网平差处理。

对于那些具有充足数量且处于均匀分布状态的加密分区而言，划分区域网平差可以减少卫星影像存在的误差，从而顺利达到提高区域卫星影像精准定位的目标。若是加密分区的管控点比较少，在连接点分布状态相对密集、比较均匀时，可以使用计算机技术进行自动匹配，运用人工补充技术以及修测技术作为辅助处理，可以在局域网技术上有所突破，进而完成稀少管控条件下的区域网平差测算[4]。

在优化区域网联合平差后，核心的处理方式主要涵盖三方面内容，第一方面，对区域内管控存在问题的位置，需要对卫星影像数据进行有针对性的几何校验，能够获得特殊时间段的卫星影像参数、精密的数据，从而提高卫星影像本身的精度水平，可以为稀少管控条件下的高精度平差提供有效的校准方案。第二方面，工作人员需要深入分析区域网内部卫星影像出现的误差以及分布回路，可以利用区域网直接在平差处理的过程中完成卫星影像的误差抵消处理，有助于提高卫星影像数据的精准度。第三方面，工作人员可以在资料不全面的情况下，充分运用地理信息数据，比如激光测高数据、城市区域航测影像等。工作人员可以结合区域网平差处理计算的数据结果，重新更新卫星影像的模型参数，从而产生区域网平差处理后的影像。

5.2 设计系统的拓扑结构

工作人员在设计智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统的拓扑结构时，主要采用分层设计和分布式设计的方式，既可以满足通信配电网电力大数据三维场景可视化监控体系设计的基本要求，而且能够实现远程配电网电力大数据三维场景可视化监控管控，从而使操作者在不到达现场的情况下也可以掌握设备运行状态。

5.3 开发环境

智能化智能的配电网主要是由现场的运行管理人员进行探究管理，通过运用分层管理，可以避免大量的用户在同一时间访问系统，但是对系统稳定性、反应速度提出了更加严格的要求，工作人员应该根据具体情况展开全面分析，方可选取与系统适配性较高的运行环境。

5.4 用户管理模块设计

在设计智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统时，主要涵盖登录、注销、权限设置等，该模块应该实施统一管理和用户操作权限分配式管理，电力企业可以将具有不同操作权限的工作人员划分为管理人员、运维人员、高级用户和开发设计者，系统管理人员能够以自定义的方式增添角色，并结合实际情况给予新角色修正数据、查看数据等操作权限，从而保证智能配电网电力大数据三维场景可视化监控系统分配式权限的灵活性。为了进一步健全实景三维服务系统，应该使用3D 映射技术以及Cesium 开源库进行三维实景数据的可视化分析，在增设矢量数据以及栅格数据的叠加处理、统计分析功能以后，可以支持二维影像、三维影像的一体化展示，具备跨平台处理、高精准度计算、自主化添加系统功能的特征，可以分别在远距离、近距离进行可视化分析。在航测距离比较远的时候，可以查看细节性内容，有助于提升数据显示效果。通过不断优化完善实景三维可视化配电网数据，可以获取比较符合我国基本国情的三维信息资源和经过更新处理的业务体系，能够更好地促进社会经济建设[5]。

现如今，智能的配电网电力大数据三维场景可视化监控系统在电力企业的普及率逐渐升高，相关工作人员需要对配电网电力大数据三维场景可视化监控系统具备一定的认知能力，方能在实际使用该系统的过程中充分发挥出其价值。