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谈5G技术的配电网管理平台的软件开发

2021/12/01 阅读:

摘要:基于5G技术的配电网精益运维管理平台的软件可梳理设备相关信息,可在移动端上应用5G通信,实时查看站、变、线、户变动的数据信息,辅助完成线路巡视、故障报修工作。

关键词:营配调贯通;配电信息;5G通信

引言

供电企业营配调贯通项目,已完成了电网资源空间信息及属性信息的采录工作,但由于营配调贯通项目涉及营销、运检、调度等多部门多专业,涉及业务系统多、范围广、设备量大,PMS2.0系统中难免存在设备台账不完整、不规范、图数不一致、线路单线图不完整、设备拓扑不连通等情况。对于10kV线路来说,尤其是配电变压器等主设备的挂接关系错误或台账维护错误等基础数据的质量问题,将直接影响线损管理与计算的准确性。因此通过梳理站、线、变关系,确保现场与各系统内数据一致是一项重要任务。随着电网建设快速发展和配电线路城镇化建设的推进,人们对供电服务质量要求不断提高,运维人员工作量大、工作时效低的问题日益突出。传统的运行维护模式,越来越无法适应智能化电网发展的要求。长垣供电公司基于5G技术的配电网精益运维管理平台的软件开发较好地解决了上述问题。

1平台功能的实现

该平台将高德地图、LBS定位、移动设备、PC端机械能集成,实现在PC端绘制杆塔信息,通过桌面端数据导入,移动端上进行定位导航,快速找到当前需要检修的杆塔等设备信息;用户可以在移动端上应用5G通信时时的查看站、变、线、户变动的数据信息;完成线路巡视工作,故障报修工作;高效地完成PMS系统与现场双向验证变、线、关系的核查工作。

2技术原理分析

2.1网络结构

1)服务器端包括数据服务器和系统服务器,数据服务器用于存储应用数据2)PC电脑端:用户实现数据汇总和后台监控,绘制杆塔连线在移动端自动展示,录入人员信息,设备名称、参数信息等。3)移动App端:为智能手机,工作人员查看当前位置,选择指定目标进行导航,在整个过程中可以快速地定位用户当前位置,根据当前位置可选择驱车或者步行开启导航。

2.2系统结构

1)数据层:用于实现数据库的基础操作,包括数据库的存储、数据的查询统计等。

2)业务逻辑层:设置与业务相关的逻辑信息,系统在服务端通过查询相应的逻辑信息,包括地图杆塔的绘制、人员信息录入和设备信息录入。人员当前位置定位,人员根据当前位置到指定位置的精准导航。

3)功能层:系统功能层是系统与操作用户的交互层,一方面提供用户输入数据的界面,另一方面提供系统返回的结果。系统采用“LBS”空间定位方案,最大程度地提高在各种复杂环境下的定位准确性,保证定位结构质量与可靠性。系统引入高德地图作为地图展示方案,系统采用三层框架,通过服务器端,构建PC电脑端和移动App端的数据共享平台,工作人员通过移动App端可以快速根据当前位置选择要到达目标进行驱车或步行导航。

2.3系统数据库的设计方案

PD_CABLE:连线表,用于存储杆塔连线。PD_DEVICES:设备表,用于存储系统内的设备信息。PD_DEVICES_NAME:设备名称表,用于存储设备的名称信息。PD_LINE:线路表,用于存储系统内的线路。PD_ORG:组织表,用于存粗系统内用户的组织信息。PD_SUB:变电站表,用于存储系统内的变电站信息。PD_UDC:数据字典,存储系统内的数据字典信息。……

2.4数据录入与管理

从主要框架来看,PC端管理功能层包括杆塔信息录入、设备信息录入、杆塔创建、人员信息创建、线路创建等。移动端功能层包括个人信息查询、线路查询、精准导航等。

3平台应用软件的开发

1)服务器端利用Java+Mysql+Linux等常规开发手段进行开发和数据持久化存储。

2)PC端利用Vue.js+Element-ui+Nginx+高德开发Web_API进行开发部署。

3)Android端利用Android原生+高德SDK进行开发。

4)第三方高德地图开发API。

4设备部署环境

服务器:阿里云Ecs云计算服务器;数据库:Mysql6;转发:Nginx1.6;缓存数据库:Rides6。

5技术特征

5.1地图的绘制

管理员通过PC端登陆,在地图菜单栏,选择绘制电缆或者导线,对各个杆塔进行连线,形成线路图。该系统会自动同步数据到移动端,工作人员在不需要更新App的情况下第一时间看到最新数据。

5.2“LBS”的定位模式

系统地理位置信息采用了“LBS”。内含地理无线标记语言标准,空间定位技术,地理信息服务系统。采用Viterbi算法,假设给定隐式马尔可夫模型(HMM)状态空间S,共有k个状态,初始状态i的概率为πi,从状态i到状态j的转移概率为aij,令观察到的输出为y1,…,yt。产生观察结果的最有可能的状态序列x1,…,xt。由递推关系给出:Vt,k=P(yt|k)•maxx∈S(ax,kVt-1,x)此处Vb,k是前t个最终状态为k的观测结果最有可能对应的状态序列的概率。通过保存向后指针记住在第二个等式中用到的状态x可以获得维特比路径。声明一个函数Ptr(k,t),它返回若t>1时计算Vt,k用到的x值或若t=1时的k,这样:xt-1=Ptr(xt,t)这里使用了argmax的标准定义算法复杂度为O(T×S2),其中S为状态空间参数。

5.3PC端采用Vue技术栈

本系统PC端采用Web应用目前主流的技术栈Vue+ElementUI进行实现。Vue是阿里巴巴目前正在推广和使用的主流框架之一,也是未来Web应用开发的方向,它基于虚拟DOM是一套用于构建用户界面的渐进式框架。与其他大型框架不同的是Vue被设计为可以自底向上逐层应用。Vue的核心库只关注视图层,便于与第三方库或既有项目整合,利于后期扩展和维护。

5.4坐标系转换

平台系统利用高德地图的开放API接口对第三方系统导入的设备的坐标系(WGS84)转换成火星坐标系(GCJ-02),解决了坐标系偏差大的问题,如图1所示。

6管理平台的应用

1)PC端操作服务台主界面。首页是基于高德地图开放Web_API接口,结合系统内部接口返回设备/线路坐标点渲染到地图上,主要用来展示配网线路图,通过过滤条件可以在地图上过滤相应的配网设备。并且首页结合高德地图提供的开发插件功能实现在地图上进行导线/电缆的绘制并进行持久化保存。

2)设备管理页面。基础Vue.js和Element-Ui组件库实现列表查询。对设备进行添加和编辑。并且利用高德地图的开放API接口对第三方系统导入的设备的坐标系(WGS84)转换成火星坐标系(GCJ-02)。避免了坐标系偏差大的问题。利用系统内部的Excel导入接口实现对设备的批量导入功能,大大提高了设备数据录入效率。利用服务器静态资源实现在线下载导入模版。

3)用户管理界面。利用MD5不可逆加密技术对新增用户密码进行加密,确保密文传输进行持久化存储。通过校验登陆设备唯一IMEI码对一用户多端登陆进行控制,规避账号盗用风险。

4)用户APP端系统查询界面见图2。

7结语

基于5G技术的配电网精益运维技术的综合管理软件研发与应用,将配网资源空间信息及属性信息与新型的具备GPS导航、高清摄像头、5G通信和超长待机时间的工业手持机相结合,可以高效地完成线变关系一致性核查,帮助不熟悉道路信息或线路运行信息的员工完成线路巡视、检修工作。

作者:夏温松  卢向东 邢蓓蕾 朱景航 单位:国网长垣市供电公司 北京华电博慧科技有限公司

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