基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统研究

　　全兴源

　　【摘 要】为了有效解决变电站运维效率不高、安全防护不到位、信息化建设落后等问题，提出建立智能化运维系统和安防系统，也就是以信息技术融合为基础，充分利用网络通信、人工智能等先进科学技术，对变电站的数据信息进行有效整合、智能分析，切实提高生产信息化程度，以满足现代设备管理发展的新趋势。所以，本文将结合实践经验，归纳变电站建立智能运维及安防系统需要遵循的基本原则，并提出几点切实可行的建设策略，旨在为变电站安全运营奠定基础。

　　【关键词】信息技术融合；变电站；智能运维；安防系统

　　引言

　　新时期，变电站在运行维护、安全防范等方面，均面临巨大压力和挑战。尤其部分变电站运行环境复杂、内部设备众多，需要运维人员适当增加检修次数。加上周边人员往来频繁，导致各种安全隐患时有发生。而想要规避安全风险，就要充分发挥信息融合技术的作用和优势，构建智能化运维系统和安防系统，尽可能从源头减少变电站安全隐患。与传统变电站运维及安防模式相比，智能运维及安防系统不仅能够提高工作质量和效率，还能够减轻工作人员劳动强度，使其将更多时间、精力应用到有价值的工作领域。此外，在智能运维及安防系统支持下，变电站运营效率也会显著提升。

　　一、基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统设计的重要性

　　随着变电站设备类型逐渐增多、运行环境日益复杂，其管理难度也进一步加大。基于信息融合技术对变电站运维及安防系统进行升级改造，已经成为变电站智能化发展的大势所趋。结合大量实践来看，构建智能化运维及安防系统，就是采用服务器或浏览器模式实现数据共享和交互。在系统设计过程中分为多个层次，包括数据层、模型层、控制层等，在信息处理方面使用并行手段，以此来提高通信效率，也就是将传感装置采集的变电站信息实时传入客户端。在此基础上，对相关数据信息进行快速处理、深入分析，进而真实掌握变电站运行状况，并判断是否存在问题[1]。众所周知，变电站本身设备数量较多，并且类型不尽相同，其中既包括一次设备，也包括二次设备，这些设备在运行阶段会产生各种运维数据。所以，对这些数据进行收集、处理、分析，能够为工作人员分析变电站运营能力提供可靠依据。可以将数据管理功能概括为信息记录、可视化展示、实时监督、数据预警等方面。针对变电站各类设备运行状态，根据运维需求，可以将数据信息分为三种，分别为正常运行状态、报警状态以及紧急状态。通过状态可以对设备运行模式进行真实反映，这对于提高变电站运维及监事能力来说有积极影响。在信息融合技术支持下，变电站想要建立智能运维及安防系统，就要采用IEC61850通信协议，并充分利用CAN总线及相关协议平台实现数据信息协议交换。如此能够满足数据信息集中管理、统一处理需求。在设计过程中，通过智能化运维及安防系统对变电站进行24小时全天候监控，通过传感装置和监控设备收集准确数据，并在局域网中传输。以此来提高变电站运维效果和安防水平。

　　二、变电站运维及安防系统设计原则

　　变电站智能运维及安防系统的设计应遵循以下基本原则：第一，技术先进性与实用性原则。在变电站智能运维及安防系统设计中，需要充分发挥信息融合技术的优势，积极使用人工智能、大数据等先进技术，使多种技术能够联合使用、优势互补，保证设计出的系统的稳定、可靠。这就需要遵循技术先进性和实用性原则，使所选的技术与实际运维需求相匹配，进而确保其实用价值[2]。第二，实时监控原则。变电站智能运维及安防系统，应对站内所有设备的运行状态进行实时监控，同时传感装置还要准确记录温湿度、电压、电流等参数，进而为设备运行状况评估提供可靠依据，保证设备始终处于稳定运行状态。第三，日志管控。变电站智能运维及安防系统应具备记录日志的功能，使后期审计能够根据记录的实践完成分析工作。第四，高效性与安全性原则。随着电网的快速发展，传统的运维模式难以满足现代的需求。因此，系统设计应考虑提高运维效率，减少人工干预，同时确保系统的安全性。第五，环境智能实时监测。系统应能够实时监测变电站的环境参数，如温度、湿度等，确保运行环境的安全。第六，人员安全智能评估。系统应能够对进入变电站的人员进行安全评估，确保人员的安全。第七，信息融合技术。为了提高系统的信息化程度，应考虑采用信息融合技术，将各种信息整合在一起，为运维和管理提供全面的数据支持。可以看出，变电站智能运维及安防系统的设计应综合考虑技术、效率、安全和实用等多方面的因素，确保系统的高效运行和安全稳定。

　　三、基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统的组成

　　变电站智能运维及安防系统是现代电力系统中的重要组成部分，通过集成化、智能化的方式，提高了变电站的运行效率和安全性。该系统主要由两部分组成：智能巡视系统和综合安防系统。

　　（一）智能巡视系统

　　作为变电站智能化运维的核心，智能巡视系统在变电站站端部署方面发挥的作用不容小觑，该系统是由多个设备组合而成，包括巡视主机、智能分析主机、机器人、高清视频等。其中巡视主机能够将巡检任务指令及时下发给其他系统，机器人和高清视频在接收到巡检任务后，及时开展室内外设备联合巡视作业，实现数据采集、自动巡视、智能分析、实时监控、智能联动、远程遥控等功能。此外，智能巡视系统还采用一次设备状态感知、主辅设备全面监视、一键顺控、压板在线感知、冗余测控、站域保护、设备智能标签、智能电能质量监测、远程智能巡视等技术，全面提升变电站的智能化水平。这些技术的应用，使得变电站的运维工作更加高效[3]，同时也大大提高了变电站的安全性。

　　（二）安防系统

　　安防系统是变电站安全运行的重要保障，安防系统主要以网络通信为核心，完成站端音视频、环境数据、火灾报警信息、SF6、门禁以及防盗报警等数据的采集和监控，并将以上信息远传到监控中心或调度中心。该系统采用分层、分区的分布式结构，按综合安防系统省级要求进行设计和实施。这种设计方式，使得安防系统能够更好地适应各种复杂的环境和需求，同时也提高了系统的可靠性和稳定性、在智能变电站建设规模逐渐扩大的背景下，无人值守已经成为一种能够实现的运行模式。但由于变电站周围环境复杂，人员往来频繁，所以会在一定程度上加大安全隐患，想要在无人值守的情况下提高安防效果，就要设置门禁系统[4]。门禁系统的主要功能，是准确识别运维人员身份信息，使其合法进出变电站，同时避免非法入侵者进入变电站。为了满足变电站在人员管理方面的要求，可以在变电站门禁系统中引入人脸识别技术，也就是通过扫描人的面部特征，对进出变电站的人员进行准确识别，这对于提高变电站门禁管理综合水平来说有积极意义。以下将对几种常见的门禁系统进行阐述：

　　1.人脸识别门禁系统

　　变电站智能安防系统中的人脸识别门禁系统，是一种智能化的门禁管理方式，可以通过人脸识别技术来对人员进行身份识别，从而实现对变电站内部的人员进出进行管理和控制。这种技术可以提高变电站的安全性和管理效率。例如，在国网行业中，可以在变电站的综合监控系统中嵌入EasyCVR人脸识别技术，通过智能分析服务器捕获视频流中的人脸，根据预先建立好的人脸数据库区分进行识别比对等，一旦发现无关人员或非法人员时，立即发出报警信号，

　　2.门锁系统

　　门锁系统是变电站安防系统中的一个重要的组成部分，可以通过自动化技术、计算机技术、网络通信技术、视频压缩技术、射频识别技术以及智能控制等多种技术来实现对变电站动力环境、智能锁控等方面的综合管理。这些技术的应用使得变电站门锁系统具有更高的安全性和可靠性，能够有效地防止未经授权的人员进入变电站区域，保障电力设备的正常运行[5]。

　　目前，针对变电站通道控制的技术方案，有直接借助安防领域中的门禁系统的方案，也有采用智能锁具管理系统来控制各个通道门的方案。这两种方案各有优缺点，可以根据实际需求进行选择。智能锁具管理系统是一种集中式管理平台，可以对所有门锁进行统一管理和监控。它可以实现对门锁的远程开锁、关闭、监控等功能，并且可以对所有门锁进行统一授权和管理。同时，每次操作完成都可以生成相关的操作记录，包含开锁人、时间、通道门名称等信息。这些信息可以帮助管理人员更好地了解变电站内人员进出情况，及时发现并处理异常情况。

　　四、基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统整体设计思路

　　（一）系统构架

　　新时期，信息融合技术发展迅速，将其应用到变电站运维及安防管理工作中势在必行。这一形势下，设计智能化运维及安防系统，应从几个方面入手：第一，设备状态检测。该层面主要以监督和管理变电站内部设备为主，其中包括一次设备、二次设备等。众所周知，由于传统人力管理影响因素较多、周期较长，所以很多潜在隐患无法及时发现。所以在智能化系统设计中，应充分发挥信息技术的融合优势，在设备状态检测中引入远程监测、智能巡检以及离线监测等功能[6]。第二，人员管控。人员管控是变电站智能安防系统中的关键组成部分，主要作用是保证工作人员安全，确保各项工作有序进行，避免无关人员进入关键区域等，合理设计人员管控系统，能够从源头降低安全事故发生率。在设计过程中，可以使用身份识别技术，对变电站进出人员进行精准识别。将识别结果与预先设定的人员信息进行比对，确保只有合法人员才能进入相应区域。或者使用定位追踪技术，如GPS、蓝牙等，来追踪变电站工作人员的位置，确保工作人员始终在规定活动区域内。此外，还可以引入视频监控系统。在变电站的关键区域安装高清摄像头，实时监控人员活动情况。视频监控系统应具备智能分析功能，如行为分析、异常行为检测等，以便及时发现并处理安全隐患。第三，高级应用。在设计过程中需要明确高级应用的作用，也就是提高基础数据利用率。高级应用系统是由多个子系统组成的，包括应急指挥、智能巡检、设备监测等。每个子系统都有相应的功能，需要结合变电站管理需求进行合理设定[7]。在设计过程中，要充分利用智能运维平台收集到的数据信息进行处理和分析，进而为运维决策提供可靠依据。

　　（二）系统功能

　　变电站智能运维及安防系统的功能设计主要包括以下几个方面：第一，实时监控与数据采集。通过安装在变电站内的各种传感器和监测设备，实时采集变电站的运行数据，如电压、电流、温度、湿度等。同时，监控系统可以实时显示这些数据，以便运维人员了解变电站的运行状态。第二，故障诊断与预警。通过对采集到的数据进行分析，系统可以自动识别出异常情况，并及时发出预警信息。这有助于运维人员及时发现潜在的故障，提前采取措施，避免事故的发生。第三，远程控制与操作。运维人员可以通过系统远程控制变电站内的设备，如开关、断路器等。这大大提高了运维效率，降低了运维成本。第四，巡检管理。系统可以根据预设的巡检计划，自动分配巡检任务给运维人员。运维人员可以通过手机APP或电脑端接收巡检任务，完成巡检后，可以在系统中记录巡检结果。这有助于提高巡检工作的规范性和准确性。第五，设备管理。系统可以对变电站内的所有设备进行统一管理，包括设备的基本信息、运行状态、维修记录等。运维人员可以通过系统查询设备的详细信息，方便设备的维护和管理[8]。第六，安防监控。系统可以实时监控变电站周边的安全状况，如入侵报警、火灾报警等。一旦发生安全事件，系统会立即发出警报，通知运维人员进行处理。第七，数据分析与报表。系统可以对采集到的数据进行统计分析，生成各种报表，如能耗报表、设备运行报表等。这有助于运维人员了解变电站的运行状况，为优化运维工作提供依据。

　　结束语

　　综上所述，在信息融合技术发展背景下，建立变电站智能运维及安防系统迫在眉睫。结合实践来看，合理使用智能系统能够更加精准地监测设备的运行状态，更加快速地处理异常情况。未来，变电站智能运维及安防系统将更加集成化，能够将各种监测、控制、安防等功能整合在一起，进而实现一站式的运维管理目标。

　　参考文献：

　　[1] 彭永磊, 陈岩, 张发祥. 基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统[J]. 制造业自动化,2023,45(9):84-88.

　　[2] 李跃. 基于信息融合技术的变电站智能运维及安防系统[J]. 中国战略新兴产业,2023(36):89-92.[3] 王思宇. 变电站自动化红外检测系统探究[J], 消费电子，2023（10）：36-38.

　　[4] 金屾. 变电站智能运维技术应用[J]. 电力系统装备,2023(7):135-137.

　　[5] 赵启, 刘永强, 王畅等. 面向变电站智能运维的二次系统运行方式校核[J]. 电工技术,2023(13):161-166,171.

　　[6] 王晴, 卢泳茵, 尹雁和等. 变电站智能运维管控系统的研究与设计[J]. 河北电力技术,2022,41(5):62-66.

　　[7] 廉颖, 叶苏林. 基于物联网的变电站智能运维辅助系统[J]. 现代工业经济和信息化,2022,12(10):287-288,291.

　　[8] 李精松, 刘路翊, 曹尚等. 适应变电站智能运维的智能协议转换方法[J]. 电力系统保护与控制,2021,49(18):146-