变电站视觉感知可视化系统应用浅谈

变电站视觉感知可视化系统应用浅谈

周善有孙超罗玉珠石定中赵汝有

（云南电网有限责任公司临沧供电局677000）

摘要：本文通过利用高清全景图像采集仪、智能移动面阵相机和全方位智能云台图像采集仪设备对变电站内刀闸开合状态和图形及数字仪表盘智能感知分析，为变电站调控一体化提供基础管理数据支撑，最终实现调控一体化电网运行智能系统全景可视化展现。

关键词：视觉感知；可视化；浅谈

1前言

目前变电站一次二次设备和综合数据网已经实现大规模数据采集，但是这些采集的数据并不代表信息，信息也并不代表能改善电力调度系统各类指标的知识，在某些场景或针对某些操作人员，纷乱的数据和信息反而是一种负面的效应甚至是灾难。为解决上述问题，就需要从调度操作方式、态势数学模型、可视化动态展示和关键运行数据信息采集等方面开展全面、深入、综合、立体的研究，建立打破传统、高度整合、可视化感知分析、信息共享、运转高效的变电站态势建模及视觉感知可视化系统，通过态势感知与可视化的理论基础在传统电网变电站运行态势视频结构化智能分析设计入手，研究了多维视觉感知构成、自动生成、存储、态势预测等关键问题，也对变电站调度运行态势图设计评价指标及量测方法进行了深入研究，以此作为历史的动态态势反演与诠释、未来的预测动态态势播放与诠释的一种综合可视化应用解决方案。

2变电站视觉感知可视化系统应用

变电站态势建模及视觉感知可视化系统主要由视频结构化分析引擎、隔离开关刀闸模型分析引擎、仪表智能巡航分析模块和全景数据展示应用模块四大部分构成，全景数据展示应用模块已对变电站高清视频及环境监控系统、计算机监控自动化控制系统、SF6压力表计智能巡航分析系统和隔离开关刀闸分析模块进行全方位整合，对变电站综合自动化控制系统、视频及环境监控系统和辅助控制系统进行采集整合。通过可视化技术的融合展示应用，结合变电站视频结构化云服务实现站内调控操作视频复核、远方智能监视与分析提醒、实时全景动态展示的功能，为变电站调度运行人员、变电管理人员、检修人员和集控站值守人员提供“一站式”多业务可视化应用支撑服务。变电站态势建模及视觉感知可视化系统应用研究总体架构设计如下所示：

变电站态势建模及视觉感知可视化系统总体架构设计：实现对站内设备状态图像、设备温度、环境数据、安全警卫信息、人员出入信息、火灾报警信息的采集和监控，并将站端相关信息上传到电网统一监控平台，符合大运行体系建设。

实现对变电站设备的智能巡视，在巡视系统中应针对设备状态图像采用智能图像分析技术，从而完成对现场特定监视对象的状态分析并可以把分析的结果（标准信息、图片或视频图像）上送到电网统一视频监控平台。建立一套态势建模分析算法，有效利用已有的数据信息构建大数据架构进行态势建模分析，通过对历史数据、感应、感知，采用态势建模算法，对未来的态势进行预测并可视化管理。比如当设备温度态势趋势突破告警阈值时，可自动告警，确保变电站安全可靠运行。充分利用视频资源，对变电站一、二次设备运行状态进行巡视，并通过与运行监控系统联动，对生产操作动作进行全景动态可视化视频复核，保障变电站稳定运行；实现对站内设备的智能远程控制，如自动启动/关闭空调、自动启动/关闭风机、自动启动/关闭排水系统等。实现智能接口功能，即通过和其他子系统的通信，应能实现用户自定义的设备联动，包括现场设备操作联动、火灾消防、门禁、SF6监测、环境监测、报警等相关设备联动。

1仪表读数分析

系统可以对摄像机采集的仪表图像进行自动提取相关数值，根据相应预设的仪表指针旋转中心，指针活动区域，指针长度，参考刻度等参数，利用图像处理算法提取出仪表指针，并给出相应的读数。同时当某表计发生变化超过限值时，系统自动报警并显示该表计图像。

2隔离开关刀闸状态分析

系统将采用RANSAC数据模型算法，针对刀闸等设备状态进行智能图像分析，通过刀闸等设备关键特征点比对，从而完成对现场刀闸等监视对象的开合状态结果的输出，如果发生刀闸异位等情况，系统会自动报警，同时联动摄像机抓拍，录像，做到了事前预警，事中跟踪，事后查询。

3态势建模算法

态势感知主要基于整个物理系统感应信息之上进行信息挖掘形成与主题密切相关的感知数据。本系统在原有的运行监测系统的数据之外，还增加以视频监控系统刀闸状态分析，仪表读数分析等视频智能分析技术所产生的大量结构化数据，通过对历史数据、感应、感知，采用态势建模算法，对未来的态势进行预测并可视化管理。

4系统业务联动

（1）遥控操作的视频验证

当运行监控系统对某个设备发出遥控指令后，系统自动显示该设备的所有现场图像信息，以及该设备所在区域的工业环境信息，调度人员可以对该设备的操作过程及实时状态进行全面分析和判断，保证遥控操作的可靠性。

（2）遥控操作的智能验证

当运行监控系统对某个设备发出遥控指令后，系统通过智能视频分析技术，可以对主变压器、断路器、隔离开关、接地刀闸等设备的各项指标进行智能分析，获取设备的状态参数和仪表读数，智能判断设备状态与运行监控指令是否一致、仪表读数是否正常，并可以实时报警。

（3）运行监控设备故障报警联动功能

当运行监控系统发现某个设备出现故障时，故障信息通过报文发送给多维智能可视监控系统中心主站，系统自动弹出故障设备的所有图像信息以及该设备所在区域的工业环境信息，调度人员可以对该设备的操作过程及实时状态进行全面分析和判断，便于对故障现象进行全面分析和掌握。。

3结语

本技术围绕电网智能化发展方向，综合运用变电站运行监控系统（OCS）的成果和变电站自动化的各种信息，对当前变电站运行过程中的薄弱环节、重点区域进行重点剖析，指导变电站运行维护策略调整、重要设备改造及后续变电站的建设，以更好的构建坚强的智能电网网架。通过在变电站运行监控系统（OCS）基础上对电网稳态监视、动态监视、暂态监视、环境监视、节能环保监视、在线计算、事件记录、分析预警、自动控制和手动操作，具备数据采集与交互、全景系统建模和数据集成与服务等功能。结合目前最为先进的态势建模预测技术和视觉感知分析技术，为变电站OCS系统提供实时动态全景可视化统一展现，提供“一站式”运行展示和决策支持。。

作者简介：

周善有（1971.11.15—），男，籍贯云南云县，汉族，大学本科，助理工程师，生产技术部副主任（正科），研究方向：电气设备运行管理方向.