1、 CSG 2009.All rights reserved.物联网、大数据技术在输变电设备物联网、大数据技术在输变电设备运维检修中应用运维检修中应用王有元王有元输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室输配电装备及系统安全与新技术国家重点试验室第1页 CSG 2009.All rights reserved.目目 录录一、电网设备运检智能化二、物联网应用三、大数据应用四、全寿命周期管理技术第2页 CSG 2009.All rights reserved.运检智能化背景运检智能化背景第3页 CSG 2009.All rights reserved.电网设备运检智能化是指：电网能实时掌控关键设备电
2、网设备运检智能化是指：电网能实时掌控关键设备运行状态，运行状态，在尽可能少人工干预下，及时发觉、快在尽可能少人工干预下，及时发觉、快速诊疗和消除故障隐患速诊疗和消除故障隐患，快速隔离故障、实现自我，快速隔离故障、实现自我恢复，恢复，使电网含有自适应和自愈能力使电网含有自适应和自愈能力、提升设备可、提升设备可靠性和利用率。靠性和利用率。参考文件：参考文件：李雪李雪.我国输变电设备智能化发展对策研究我国输变电设备智能化发展对策研究J.电力工程，电力工程，(18).运检智能化含义运检智能化含义第4页 CSG 2009.All rights reserved.n利用电子或光纤传感器、微处理器利用电子或
3、光纤传感器、微处理器和数字通讯技术，对设备运行状态、和数字通讯技术，对设备运行状态、设备健康水平进行状态观察，实现设备健康水平进行状态观察，实现实状况态可视化。实状况态可视化。n采取标准协议，借助快速通讯网络，采取标准协议，借助快速通讯网络，将状态信息上传至各控制层，在一将状态信息上传至各控制层，在一定智能控制层，按照最优控制理论定智能控制层，按照最优控制理论和算法，形成控制信息和决议，再和算法，形成控制信息和决议，再回馈到智能设备，完成设备动作。回馈到智能设备，完成设备动作。n实时进行监控、决议和动作行为，实时进行监控、决议和动作行为，实现电网互动化，实现优化控制和实现电网互动化，实现优化控
4、制和坚强自愈。坚强自愈。n参考文件：参考文件：n常康常康,薛峰薛峰,杨卫东杨卫东.中国智能电网中国智能电网基本特征及其技术进展评述基本特征及其技术进展评述J.电力电力系统自动化，系统自动化，2009,33(17）n李乃湖李乃湖,倪以信倪以信,孙舒捷孙舒捷,等等.智能电网智能电网及其关键技术综述及其关键技术综述J.南方电网技术南方电网技术,2010,4(3）.运检智能化内容运检智能化内容第5页 CSG 2009.All rights reserved.n当前，国内外关于电网设备运检智能化研究工作仍处于当前，国内外关于电网设备运检智能化研究工作仍处于起步阶起步阶段段，缺乏缺乏对于电网运检智能化对于
5、电网运检智能化系统性研究系统性研究，相关相关关键技术仍不关键技术仍不够成熟完善够成熟完善，如缺乏基于多源信息融合分析智能状态评定模型、，如缺乏基于多源信息融合分析智能状态评定模型、先进智能决议模型，成熟物联网技术和云计算技术等。先进智能决议模型，成熟物联网技术和云计算技术等。n开展电网设备运检智能化研究工作含有开展电网设备运检智能化研究工作含有迫切性和必要性迫切性和必要性。n需要加强研究力度，不停完善电网设备运检智能化相关技术，需要加强研究力度，不停完善电网设备运检智能化相关技术，最终利用于智能电网。最终利用于智能电网。国内外现实状况国内外现实状况第6页 CSG 2009.All rights
6、 reserved.提提升升电电网网设设备备运运检检智智能能化化发发展展水水平平，包包括括到到规规划划、设设计计、建建设设、运运行行、调度和生产管理等步骤，并综合以下四方面主要技术：调度和生产管理等步骤，并综合以下四方面主要技术：参考文件：参考文件：余贻鑫，栾文鹏余贻鑫，栾文鹏.智能电网基本理念智能电网基本理念J.天津大学学报天津大学学报.,44(5):378-384物联网、大数据技术及其应用基于多源信息融合分析智能状态评定与诊疗技术 运行风险控制和安全预警智能决议技术设备信息感知和一体化融合技术运检智能化实施方法运检智能化实施方法第7页 CSG 2009.All rights reserve
7、d.目目 录录一、电网设备运检智能化二、物联网应用三、大数据应用四、全寿命周期管理技术第8页 CSG 2009.All rights reserved.物联网n IBMIBM企业提出企业提出“智慧地球”这一概念，提议新政府投资这一概念，提议新政府投资新一代智慧型基础设施，诸如新一代智慧型基础设施，诸如智能铁路、智能高速公路、智能电网等基础设施。即将感应器嵌入到电网、铁路、公等基础设施。即将感应器嵌入到电网、铁路、公路、建筑等各种物体中，而且经过现有网络链接，形成物路、建筑等各种物体中，而且经过现有网络链接，形成物联网。联网。n n美国奥巴马就任美国总统后，对美国奥巴马就任美国总统后，对IBMI
8、BM提出提出“智慧地球智慧地球”概概念给予了主动回应并上升至国家战略。念给予了主动回应并上升至国家战略。智慧地球智慧地球物联网物联网互联网互联网 第9页 CSG 2009.All rights reserved.物联网n物联网被称为二十一世纪最具影响技术之一，物联网被称为二十一世纪最具影响技术之一，是改变世界十大新兴技术之首（美国技术是改变世界十大新兴技术之首（美国技术评论）。物联网概念问世，打破了之前传评论）。物联网概念问世，打破了之前传统思维。统思维。n过去思路：物理基础设施和过去思路：物理基础设施和IT基础设施彼此基础设施彼此分离。一方面是机场、公路、建筑物、电网；分离。一方面是机场、公
9、路、建筑物、电网；而其次是数据中心、个人电脑、宽带网络等。而其次是数据中心、个人电脑、宽带网络等。n物联网时代：物理基础设施和物联网时代：物理基础设施和IT基础设施相基础设施相互融合。钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带互融合。钢筋混凝土、电缆将与芯片、宽带整合为统一基础设施。整合为统一基础设施。第10页 CSG 2009.All rights reserved.n智能电网和物联网都是国家战略新兴产业，智能电网和物联网都是国家战略新兴产业，智能电网是物联网主要应用领域。智能电网是物联网主要应用领域。n国务院关于加紧培育和发展战略性新兴国务院关于加紧培育和发展战略性新兴产业决定将物联网和智能电网都列在
10、其产业决定将物联网和智能电网都列在其中。中。n国务院政府工作汇报中指出：国务院政府工作汇报中指出：n“主动推进新能源汽车主动推进新能源汽车，加紧物联网研，加紧物联网研发应用。发应用。”n“大力开发低碳技术，大力开发低碳技术，加强智能电网，加强智能电网建设。建设。”智能电网发展对电力物联网需求第11页 CSG 2009.All rights reserved.智能电网发展对电力物联网需求n智能电网实现，依赖于电网各个步骤主要运智能电网实现，依赖于电网各个步骤主要运行参数在线监测和实时信息掌控，物联网作行参数在线监测和实时信息掌控，物联网作为推进智能电网发展信息感知和为推进智能电网发展信息感知和“
11、物物互联物物互联”主要技术伎俩，已经在电力设备状态监测、主要技术伎俩，已经在电力设备状态监测、智能巡检、用电信息采集、智能用电等方面智能巡检、用电信息采集、智能用电等方面得到一定范围应用。得到一定范围应用。n从开始，国家电网企业先后开启了电力用户从开始，国家电网企业先后开启了电力用户用电信息采集、智能变电站、状态监测与检用电信息采集、智能变电站、状态监测与检修、智能调度、配网自动化、智能用电等试修、智能调度、配网自动化、智能用电等试点工作，有力地推进了智能电网建设，也促点工作，有力地推进了智能电网建设，也促进了物联网在智能电网中应用。进了物联网在智能电网中应用。第12页 CSG 2009.Al
12、l rights reserved.3个要素2个特征泛在化智能化全方面感知可靠传递智能处理物联网经过各种电信网络与互联网融合，将物体信息实时准确地传递出去利用各种智能计算技术，对海量数据和信息 进行分析和处理，对物体实施智能化控制协同处理、决议支持、算 法库、教授库传感器网络布署泛在化通信网络覆盖泛在化利用RFID、传感器等随时随地获取物体信息关键技术（一）关键技术（一）物联网技术物联网技术第13页 CSG 2009.All rights reserved.物联网要素与特征n n物联网概念（物联网概念（Internet of ThingsInternet of Things）uu技术层面：技术
13、层面：物联网是指物体经过智能感应装置，经过传输网络，抵达指定信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间自动化信息交互与处理智能网络。uu应用层面：应用层面：物联网是指把世界上全部物体都联接到一个网络中，形成“物联网”，然后“物联网”又与现有互联网结合，实现人类社会与物理系统整合，抵达愈加精细和动态方式管理生产和生活。第14页 CSG 2009.All rights reserved.物联网要素与特征n n物联网三要素物联网三要素全方面感知：全方面感知：利用利用RFIDRFID、传感器、二维码等随时随地获取物体信息；、传感器、二维码等随时随地获取物体信息；可靠传递：可靠传递：经过各种电信网络与互联
14、网融合，将物体信息实时准确经过各种电信网络与互联网融合，将物体信息实时准确地传递出去；地传递出去；智能处理：智能处理：利用各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和利用各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化控制。处理，对物体实施智能化控制。n n物联网两个特征物联网两个特征uu泛在化：泛在化：传感器网络布署泛在化；通信网络覆盖泛在化。传感器网络布署泛在化；通信网络覆盖泛在化。uu智能化：智能化：协同处理、决议支持、算法库、教授库。协同处理、决议支持、算法库、教授库。第15页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网n以通信技术、计算机技
15、术、电力电子技术和传感技术为基础电力物联网技术为建设智能电网提供了必要技术伎俩。第16页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网主要内容1、电网广域信息测量 电力物联网将负担电网广域信息测量主要任务，组成了电力系统监视控制和数据采集（SCADA）系统基础，为“五遥”（遥测、遥信、遥控、遥视、遥调）实现提供了主要保障，提升了电力系统监测、控制与灵活调度能力。u35kV及以上电网电压、电流矢量测量光纤网络；u10kV配网及农网电压、电流信息无线传感网络。第17页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网主要内容2、多元发电系统信息监测与优化
16、控制n针对常规机组，能够经过安装在机组内传感器，实时监测机组运行时技术指标和相关参量，结合电网运行情况，实现快速调整和深度调峰，提升机组灵活运行和稳定控制水平。n对于新能源发电系统，能够经过气象数据采集装置，实现新能源发电功率预测和优化控制。n经过对常规和新能源电源信息实时监测，实现多元发电系统之间优化控制，到达安全、高效利用新能源电力目标。第18页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网主要内容3、输变电设备安全监测与智能评定n输变电设备物联网是智能电网主要组成部分，它不但含有通用物联网感知、识别、定位、跟踪和管理能力，而且具备对输变电设备在线监测、故障诊疗、状
17、态评定、维修决议等功效。n输变电设备物联网是智能电网由系统智能化向设备智能化延伸，将实现输变电设备信息体系、监测体系、评定体系和管理体系统一与规范。第19页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网主要内容n4、电力资产全寿命周期管理、电力资产全寿命周期管理n应用电力设备应用电力设备RFID技术，实现对电力资产全技术，实现对电力资产全寿命周期管理。寿命周期管理。n在电力设备上设置在电力设备上设置RFID电子标签，可以实现电子标签，可以实现对电力资产信息身份识别和集约化管理，为对电力资产信息身份识别和集约化管理，为监管电力设备维护情况、寿命参数变化和实监管电力设备维护
18、情况、寿命参数变化和实现电力资产调配智能化、管理高效化提供重现电力资产调配智能化、管理高效化提供重要技术保证。要技术保证。n利用无线传感技术，提高设备信息交互和人利用无线传感技术，提高设备信息交互和人员安全。员安全。n维护和试验人员经过维护和试验人员经过PDA，可准确获得设备，可准确获得设备上传感器节点收集技术参数和相关信息，并上传感器节点收集技术参数和相关信息，并可经过无线通信网络与远方作业人员和调度可经过无线通信网络与远方作业人员和调度指挥人员实现互动，一方面降低了操作风险，指挥人员实现互动，一方面降低了操作风险，其次也提高了工作效率。其次也提高了工作效率。n生产管理人员经过生产管理人员经
19、过GPS和视频传输系统实时和视频传输系统实时了解作业人员具体位置和作业过程，有利于了解作业人员具体位置和作业过程，有利于强化工作监督、规范标准化作业和进行远程强化工作监督、规范标准化作业和进行远程技术指导。技术指导。第20页 CSG 2009.All rights reserved.电力物联网主要内容5、智能用电系统与优化管理n基于物联网智能用电管理系统（智能电表），经过WSN准确获取电量信息，结合光纤、电力载波等当代通信技术把信息传输给计量中心，同时实现与用户用电信息交互。n依据用电信息交互系统，实现需求侧管理，采取最经济与最安全输配电方式将电能输送给终端用户。输变电设备物联网是电力物联网主
20、要内容之一，是智能电网技术发展有力支撑。第21页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网n输变电设备物联网是规范统一输变电设备运行管理相关技术强有力伎俩。第22页 CSG 2009.All rights reserved.n电网设备状态、运行和故障等信息电网设备状态、运行和故障等信息网络化共享网络化共享是实现电力网中各设备是实现电力网中各设备之间信息交互、远程控制、远程诊疗等必定要求之间信息交互、远程控制、远程诊疗等必定要求n物联网物联网利用智能传感器、利用智能传感器、RFID 技术、无线传感网络、技术、无线传感网络、GPS等技术实等技术实现物体之间现物体之
21、间信息交互信息交互，作为，作为“智能信息感知末梢智能信息感知末梢”，将推进电网设备，将推进电网设备运检智能化发展。包含：运检智能化发展。包含：感知层.整合层通信层传感器共享应用层数据传输信息融合安全互访实现电网设备各种监测状态信息共享互通，提升设备状态评定和智能诊疗水平，为周期成本最优提供辅助决议。输变电设备物联网第23页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网关键技术第24页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网体系架构及全景信息模型输变电设备物联网关键技术建立电网设备物联网体系架构及全景信息模型需要处理问题电网设备物
22、联网缺乏电网设备物联网缺乏统一体系架构，已经统一体系架构，已经有物联网架构缺乏针有物联网架构缺乏针对性对性基于基于IEC61968及及IEC61970电网设备电网设备公共信息模型无法满公共信息模型无法满足全景信息建模需要足全景信息建模需要现有电网设备编码标现有电网设备编码标识方案过于简单，编识方案过于简单，编码规则不够完善码规则不够完善电网设备全景信息建模及其扩展方法各种信息模型分类、各种信息模型分类、信息起源研究信息起源研究建模标准及扩展方法、建模标准及扩展方法、建模流程建模流程 电网设备体系架构与全景信息模型完整电网设备完整电网设备全景信息模型全景信息模型通用电网设备通用电网设备标识体系和
23、编标识体系和编码方案码方案分层分布式体分层分布式体系架构系架构基于基于CIM电网网设备全景信息建模全景信息建模第25页 CSG 2009.All rights reserved.n输变电设备物联网体系架构输变电设备物联网关键技术电网设备物联网体系架构综合考虑电网运行环境及信息传输特点，以应用为导向，遵照时空性、互联性、扩展性和安全性标准网络层包含通信层和信息整合层，以满足电网设备物联网海量、异构、多维数据通信和处理需要第26页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网体系架构及全景信息模型n输变电设备全景信息模型u输变电设备物联网全景信息模型包含台帐、工况、状
24、态、地理及环境等信息，适应不一样类型设备、复杂工况、各种运行状态、各种地理条件、多变环境标准数据模型。输变电设备物联网关键技术第27页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网体系架构及全景信息模型输变电设备物联网关键技术电网设备EPC编码是电网设备唯一标识，可有效链接EPC标签与电网设备全景信息集成平台数据库中动态数据码段分配表220kV断路器编码举例基于EPC-96编码规则，可覆电力系统绝大多数电网设备第28页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网通信模型与接口体系架构输变电设备物联网关键技术通信模型受限于信息种通信模
25、型受限于信息种类和地理位置，未能实类和地理位置，未能实现充分互联互通现充分互联互通未考虑异构网络功效及未考虑异构网络功效及技术差异，难以保障网技术差异，难以保障网络可靠性和易用性络可靠性和易用性现场采集点之间信息无现场采集点之间信息无法充分共享，数据存放法充分共享，数据存放和传输负荷过大和传输负荷过大电网设备物联网通信模型及接口问题电网设备物联网异构结构无缝连接与可靠传递电网设备物联网异构结构无缝连接与可靠传递电网设备物联网电网设备物联网通信模型及接口电网设备物联电网设备物联网通信模型网通信模型电网设备物联网通电网设备物联网通信网络体系架构信网络体系架构信息通信模信息通信模型型通信网络拓扑结通
26、信网络拓扑结构构第29页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网通信模型与接口体系架构n输变电设备物联网通信模型输变电设备物联网关键技术电网设备物联网感知层信息通信模型以信息通信层次结构为依据，逐层架构处理物联网与电网设备相结合模型架构问题第30页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网通信模型与接口体系架构电网设备物联网感知层信息通信模型可有效处理设备之间协同通信问题输变电设备物联网关键技术电网设备传感网通信信息建模实现在线监测装置分层、动态重构通信模型第31页 CSG 2009.All rights reserved.
27、输变电设备物联网通信模型与接口体系架构n包含接入网与汇聚网通信网络结构可提升电网设备物联网通信传输可靠性输变电设备物联网关键技术汇聚层采取数据流重定向技术，实现统一通信控制策略第32页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备一体化智能监测装置输变电设备物联网关键技术当前电网设备在线监测存在问题监测装置种类多、通信协议、功效及接口各异、互操作困难，缺乏统一标准和规范各监测特征量采取独立数据采集系统，投资费用高各监测系统缺乏数据共享、难以对设备关联分析传感器及监测装置现场取电困难无法满足电网设备全景信息对状态无法满足电网设备全景信息对状态信息监测与数据共享要求信息监测
28、与数据共享要求处理方法新型智能传感器电网设备智能监测传感网络含有多传感器接入、通信功效和分布式计算能力监测主IED非接触取能及电源管理关键技术电网设备物联网一体化智电网设备物联网一体化智能监测技术能监测技术第33页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备一体化智能监测装置输变电设备物联网关键技术物联网技术引入到电网设备在线监测中提升了对设备感知能力，降低设备状态检修盲目性与风险性，实现设备优化管理，从而提升了电网设备在线监测性能水平，实现了统一规范标准监测体系。一体化智能监测技术传感器监测主IED电源模块智能化：监测主IED 之间能够相互协作，采取分布式计算技术，
29、实现采集数据就地智能化处理，监测主 IED 能够接入多个传感器，经过规约转换，采取数据聚集、数据融合等技术，取得准确设备运行状态，实现设备关联分析，提升设备故障诊疗、定位、预警准确性。网络化：监测主 IED 之间及与站控层之间支持标准网络通信功效。含有智能体特征第34页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备一体化智能监测装置n输变电设备物联网监测对象及参数输变电设备物联网关键技术第35页 CSG 2009.All rights reserved.n变电设备物联网监测对象及参数输变电设备物联网关键技术第36页 CSG 2009.All rights reserve
30、d.n输变电设备物联网一体化智能监测装置输变电设备物联网关键技术第37页 CSG 2009.All rights reserved.IEC61850IEC61850IEC61850输变电设备物联网关键技术智能传感器能够动态接入主IED,一体化智能监测装置含有分布自治能力具备了主IED之间，传感层关联传感器之间信息交互横向流量通道，实现了“物与物”、“物与人”之间通信需求主IED相互备用，兼容接入各类传感器，提升了智能监测装置可靠性变电站设备智能监测传感网络变电站设备智能监测传感网络第38页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网关键技术采取了无线Mesh网络
31、接力与电力OPGW光传输相结合为主，公共通信网为辅网络处理方案。降低了OPGW开口次数，实现了无线点对点3km、无线接力30km及最高30Mbps物理层传输速率。输电线路智能监测传感网络输电线路智能监测传感网络第39页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网关键技术分布式计算示意图分布式计算利用智能监测传感网络实现对海量数据就地处理和分层管理，便于数据共享和关联分析，从而处理大量数据上传与计算负荷分配不均等关键技术难题。采取分布式计算方法过程以下：第40页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备物联网关键技术故障智能诊疗流程图故
32、障智能诊疗智能监测传感网络基于故障智能诊疗方法，就地诊疗故障。第41页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备全景信息集成平台输变电设备物联网关键技术建立电网设备全景信息集成平台需要处理问题传统传统SOAP方法效率方法效率低下、实现复杂难以低下、实现复杂难以满足高效数据操作要满足高效数据操作要求求全景信息含有多源异全景信息含有多源异构特点，妨碍了各数构特点，妨碍了各数据源之间信息交流和据源之间信息交流和共享共享模型对象数量庞大、模型对象数量庞大、关联关系复杂，造成关联关系复杂，造成模型编码困难，模型编码困难，无法无法对信息模型有效管理对信息模型有效管理与校验与校验
33、电网设备全景信息多源异构数据聚合方法消除多源异构信息语消除多源异构信息语义异构义异构建立局部本体和全局建立局部本体和全局本体映射本体映射电网设备全景信息模型管理与校验方法消除多源异构消除多源异构信息语义异构信息语义异构消除多源异构消除多源异构信息语义异构信息语义异构消除多源异构消除多源异构信息语义异构信息语义异构基于基于Restful 快捷服快捷服务总线电网网设备全景信息集成平台全景信息集成平台第42页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备全景信息集成平台n 总体方案 案输变电设备物联网关键技术第43页 CSG 2009.All rights reserved.
34、n输变电设备全景信息集成平台框架输变电设备物联网关键技术第44页 CSG 2009.All rights reserved.信息集成平台构建技术采取SOAP与Restful协同方法，使平台更具灵活性、扩展性可灵活扩展信息集成平台构建技术可灵活扩展信息集成平台构建技术分散分散异构异构平台Restful 服务模型数据高效高效简单轻量量级灵活灵活RestfulESB基于SOAP与Restful协同平台构建策略多源非标准紧耦合不灵活可扩展性差松耦合分布式标准统一处理理输变电设备物联网关键技术第45页 CSG 2009.All rights reserved.Restful服务快捷服务总线读取取增加增加
35、删除除删除除实现对分布式数据轻量级访问支撑支撑流程管理流程管理流程流程监控控基于消息驱动轻量级服务总线动态管理与监控技术，可为各种智能应用业务提供统一服务接口和数据流程。可灵活扩展信息集成平台构建技术可灵活扩展信息集成平台构建技术输变电设备物联网关键技术第46页 CSG 2009.All rights reserved.电网设备全景信息多源异构数据聚合方法，处理全景信息中多源异构数据聚合语义异构问题。电网设备全景信息多源异构数据聚合方法电网设备全景信息多源异构数据聚合方法局部本体之间局部本体之间无无映射映射改改进混合本体法与混合本体法与传统混合本体法区分混合本体法区分查询数据源数据源转换为查询
36、对应局部本体局部本体实现映映射射重重用用消消除除语义异异构构OWL（网络本体语言）SWRL(语义WEB规则语言)输变电设备物联网关键技术第47页 CSG 2009.All rights reserved.聚合实例数据聚合结果线路杆名温度（度）风速（米/秒）雨量（毫米/日）故障率（次/年）当关500KV城涂500KV繁涂500KV 532412.81.80.10.481533413.20.10 0.333532212.71.819.50.841蓼冯220KV2C5812.11.500.531皋文220KV532512.11.500.463繁亭220KV530813.20.100.523异异构构数
37、数据据源源数数据据经经过过OWL本本体体描描叙叙语语言言结结构构数据源本体数据源本体经经过过本本体体结结构构和和SWRL表表示示映映射射规规则则，建建立立了了局局部部数数据据源源本本体体和和全全局局共享本体之间映射共享本体之间映射异构数据实现了有效聚异构数据实现了有效聚合，返回给上层应用程合，返回给上层应用程序序231电网设备全景信息多源异构数据聚合方法电网设备全景信息多源异构数据聚合方法输变电设备物联网关键技术第48页 CSG 2009.All rights reserved.电网设备全景信息模型多态自动转换方法电网设备全景信息模型多态自动转换方法电网设备全景信息模型与信息物理数据库自动转换
38、方法EMF（Eclipse模型框架）Java 反射机制自动导出全景信息模型数据源 标准 CIM 文件EMF（Eclipse模型框架）Java 反射机制自动导入全景信息模型全景信息模型数据库(*.mdl)CIM 基于基于IEC 61970/61968文件文件CIM_PROPERTYCIM_CLASSALCM_TABLEALCM_COLKEYWORDMRIDTransformerAssetT_EQUIP_ASSETASSET_CODE变压器transformerTypeTransformerAssetT_EQUIP_ASSETASSET_TYPE_ID变压器constructionTypeTran
39、sformerAssetT_EQUIP_ASSETASSET_XHGG变压器reconditionedDateTransformerAssetT_EQUIP_ASSETASSET_SCDXSJ变压器输变电设备物联网关键技术第49页 CSG 2009.All rights reserved.电网设备全景信息模型校验方法校验版本一致性类列表完备性类属性完备性命名规则校验项目校验项目校验结果概况校验结果概况CIM版本号版本号1.0类名完备情况类名完备情况缺乏AssetPropertyCurve类属性名完备情况属性名完备情况属性对应无异常数据库字符限制数据库字符限制30命名长度校验情况命名长度校验情况
40、TransformerOnLineMonitoringProperties、TransformerMechanicalProperties长度查处数据库字符限制校验类个数校验类个数38编码格式编码格式UTF-8是否是拓展信息模型是否是拓展信息模型是校验结果电网设备全景信息模型多态自动转换方法电网设备全景信息模型多态自动转换方法输变电设备物联网关键技术第50页 CSG 2009.All rights reserved.目目 录录一、电网设备运检智能化二、物联网应用三、大数据应用四、全寿命周期管理技术第51页 CSG 2009.All rights reserved.关键技术（二）关键技术（二）大
41、数据技术大数据技术 二十一世纪是数据信息大发展时代，移动互联、社交网络、电子商务等极大拓展了互联网边界和应用范围，各种数据正在迅速膨胀并变大。互联网（社交、搜索、电商）、移动互联网（微博）、物联网（传感器，智慧地球）、车联网、GPS、医学影像、安全监控、金融（银行、股市、保险）、电信（通话、短信）都在疯狂产生着数据。“大数据大数据”诞生：诞生：半个世纪以来，伴随计算机技术全方面融入社会生活，信息爆炸已经积累到了半个世纪以来，伴随计算机技术全方面融入社会生活，信息爆炸已经积累到了一个开始引发变革程度。它不但使世界充满着比以往更多信息，而且其增加速度也一个开始引发变革程度。它不但使世界充满着比以往
42、更多信息，而且其增加速度也在加紧。信息爆炸学科如天文学和基因学，创造出了在加紧。信息爆炸学科如天文学和基因学，创造出了“大数据大数据”这个概念这个概念*。如今，。如今，这个概念几乎应用到了全部些人类智力与发展领域中。这个概念几乎应用到了全部些人类智力与发展领域中。第52页 CSG 2009.All rights reserved.关键技术（二）关键技术（二）大数据技术大数据技术 3月份美国奥巴马政府公布了“大数据研究和发展倡议”，投资2亿以上美元，正式开启“大数据发展计划”。计划在科学研究、环境、生物医学等领域利用大数据技术进行突破。奥巴马政府这一计划被视为美国政府继信息高速公路(Inform
43、ation Highway)计划之后在信息科学领域又一重大举措。5月，联合国发表名为大数据促发展：挑战与机遇政务白皮书中，指出大数据对于联合国和各国政府来说是一个历史性机遇，还探讨了怎样利用包含社交网络在内大数据资源造福人类。联合国大数据白皮书还提议联合国组员国建设“脉搏试验室”“Pulse Labs”网络开发大数据潜在价值 伴随一系列标志性事件发生和建立，人们越发感觉到大数据时代力量。所以被许多国外媒体和教授称为“大数据元年”。第53页 CSG 2009.All rights reserved.关键技术（二）关键技术（二）大数据技术大数据技术第54页 CSG 2009.All rights
44、reserved.关键技术（二）关键技术（二）大数据技术大数据技术第55页 CSG 2009.All rights reserved.关键技术（二）关键技术（二）大数据技术大数据技术第56页 CSG 2009.All rights reserved.关键技术（二）关键技术（二）大数据技术大数据技术第57页 CSG 2009.All rights reserved.大数据质量保障关键技术数据质量指标体系固有质量正确性客观性可信性可存取质量可访问性访问安全上下文质量相关性适时性完备性有效性表示质量一致性解释性易了解性简练性规范性质量评价模型检测数据集数据检测模式检测字段检测联络质量汇报规则权重评价
45、指标质量数据评价指标算法库规则库决定关系。l构建数据质量体系 研究传统数据质量体系在大数据环境下适应性，构建新型大数据质量层次架构、分层分类指标及综合指标l建立数据质量评价模型 提出不一样应用场景电力大数据质量评价模型，分析适应不一样应用场景检测模式、规则库、算法库、评价指标及其之间关系第58页 CSG 2009.All rights reserved.数据高效访问、集成、存放关键技术批处理查询、互动查询、流处理批处理查询、互动查询、流处理分布分布式协式协作服作服务务关系关系数据数据ETLETL工具工具日志日志搜集搜集工具工具n基于基于HADOOPHADOOP大数据技术架构大数据技术架构面向分
46、析数据仓库（面向分析数据仓库（HIVEHIVE）动态扩展文件系统（动态扩展文件系统（HDFSHDFS）高效并行查询（高效并行查询（MapReduce/Tez)MapReduce/Tez)超网格化设备点、线特征数据超网格化设备点、线特征数据重点维度基于多维重点维度基于多维R R树一级索引树一级索引二级索引基于相邻密度对象聚类二级索引基于相邻密度对象聚类低层边缘低层边缘特征提取特征提取边缘特征组合边缘特征组合得到部位特征得到部位特征部位特征组合部位特征组合得到目标特征得到目标特征图像、视频图谱等图像、视频图谱等n多级综合索引多级综合索引n非结构化数据特征提取非结构化数据特征提取 基于深度学习特征提
47、取基于深度学习特征提取第59页 CSG 2009.All rights reserved.大数据挖掘分析关键算法第60页 CSG 2009.All rights reserved.可视化组件库曲线图各类曲线图动画效果KPI仪表盘数字图形化指针型表格链接报警看板简报通知To-Do List控制组件日期选择选择框定制组件人机交互组态工具脚本引擎可视化组件配置管理可视化技术第61页 CSG 2009.All rights reserved.输变电设备状态评定数据特点设备种类多：变压器、断路器、架空线路、电缆数据类型多：带电/离线试验、在线监测、缺点/故障数据、电网数据、气象、台账起源多：生产管理系统
48、、能源管理系统、调度管理系统、智能巡检系统时间尺度多：当前、历史数据量大：TB、PB增加速度快：5T/年（省级电网企业）有时限要求：数据可及时处理具备具备大数据大数据特征特征第62页 CSG 2009.All rights reserved.电网信息电网信息设备信息设备信息环境信息环境信息设备状态设备状态评定评定怎样有效利用？怎样有效利用？大数据为输变电设备状态有效评定带来了机遇和挑战大数据（Big Data）:无法在一定时间内用传统数据库软件工具对其内容进行抓取、管理和处理数据集合 传统数据分析 大数据分析找寻因果关系找寻关联关系着重群体凸显个体中小规模处理大规模处理扩展性差高扩展性输变电设
49、备状态评定数据特点第63页 CSG 2009.All rights reserved.跨平台数据接入和转换机制及关键技术标准接口生产管理系统（PMS）状态监测系统电网GIS平台EMS系统气象信息系统雷电监测系统数据源机器人/无人机巡检设备状态评定系统数据清洗噪声平滑离群点识别数据检验缺失值填充规则库数据标识规则封装数据预处理数据转换数据泛化数据规范化属性结构数据转换数据质量评价数据评价跨平台数据获取/转换装置技术实现框架结构化数据非结构化数据历史准/实时数据电网空间数据信息外网信息内网隔离装置系统推送数据库访问文件访问数据获取数据服务跨平台JDBC/ODBC接口文件传输接口企业消息总线规范数据
50、规范数据数据规范第64页 CSG 2009.All rights reserved.u数据治理p设备运检数据规范化建模、跨平台获取设备运检数据规范化建模、跨平台获取p异构数据转换及量化融合异构数据转换及量化融合p数据校验及无效数据智能剔除数据校验及无效数据智能剔除第65页 CSG 2009.All rights reserved.关联性分析考虑生产厂家油色谱分析-以H2为例 统计数据：某省220kV及以上变压器台账数据共计376台设备厂家1 4117条油色谱数据厂家2 5315条油色谱数据结论：不一样厂家油色谱中H2含量概率分布使用Q-Q概率图进行分布检验后，均证实符合威布尔分布。可推定油色谱
