电力调度自动化系统中的可视化技术分析

电力调度自动化系统中的可视化技术分析

张楠

包头供电局 内蒙古包头市014030 摘要：随着我国社会经济水平的不断提高，我国工农业生产用电以及居民日常生活用电需求持续增加，在极大地促进了我国电力企业迅速发展的同时，也给电力企业电力调动自动化系统运行的安全性和稳定性提出了更高的要求。因此，为确保城市电力调度自动化系统正常运行，加强电力调度自动化系统中可视化技术的有效应用至关重要。本文主要从可视化技术的主要功能着手，进一步分析了视化技术在电力调度自动化系统中的综合应用，并展望了可视化技术在电力调度自动化系统中应用的发展趋势，望对未来可视化技术在电力调度自动化系统中的应用与发展提供相应借鉴。 关键词：电力调度；自动化系统；可视化技术

一、可视化技术分析

1.1可视化技术的基本概述

电力系统中的可视化技术主要就是将电力系统的运行状态、各种属性等通过可视化技术中的各种先进技术和算法进行处理之后，以图片、图形的形式呈现出来，方便调控人员能够更加清晰、直观的了解电力系统的实际运行状态，从而采取针对性的运行方式和控制措施。运用可视化技术具有多种功能：①它不仅可以将系统数据转变成图片和图形的形式，丰富信息内容，方便调控人员更好监视系统的运行状态；②调控人员可以观看可视化技术计算的全过程，并且能够及时调整参数，使得结果更加合理科学；③提升处理数据的质量和效率，实现对信息数据的高效运用，及时发现电网的各种故障，快速采取有效措施加以解决，保证电力系统的正常稳定运行。

1.2可视化技术的基本发展情况

在现代社会发展中，科学技术已经成为第一生产力，信息化成为时代性的象征。从发展过程来看，信息化和自动化技术已经得到了广泛的应用，电力调度中的很多信息数据也变得越来越复杂和多样，有的甚至超出了调控人员的正常理解范围和能力。这就使得当前的信息数据分析和处理缺乏有效性，有的重要信息被无意间忽略，这对电力系统的调控来说是非常不利的。自从可视化系统被广泛的应用以来，调度运行中的各类信息被准确高效的抓取，同时通过计算机及信息技术的可靠性计算和分析，实现了较为简单直观的显示。

二、可能存在的问题

可视化技术在电力调度运行过程中不可避免地会存在一些问题。首先，在数据基础方面，可视化技术只是一种数据的展示、图形化的操作或信息检索方面的技术。虽然对于此技术的应用，国内外已有大量文献与软件系统可以作为参考，但这些应用还需要具备其必要的数据基础。电力调度中可视化应用技术的开展，对数据本身提出了较高的要求。数据范围的要求大幅增加，除系统频率、潮流、电压等电力调度运行的实时数据之外，仍需稳定限额、运行操作提示、各种设备参数、保护定值等方面的信息数据。另外，对于这些数据组织的要求也在大幅增加，例如对各类数据的完备性、一致性、时效性等的保持；其次，在可视化的界面组织方面，调度可视化的数据种类很多，为了尽量方便快捷地进行信息检索，可以建议尽量将信息集成在电气接线的界面，大屏接线可以运用地理接线图或者准地理接线图等，或者同一接线图的信息可以进行分层控制；第三，从可视化固有缺陷角度出发，可视化技术主要得益于人类对图形与图像数据的高效性处理，它可以帮助调度员极大的提高对电力运行整体情况的把握能力，也有助于调度员更迅速、更精确地作出分析与判断。这些都是可视化应用技术的优势，但长期的使用可视化技术也会不可避免地产生对细节关注趋于弱化的倾向。

三、电力调度自动化系统中的可视化技术具体应用

3.1二维可视化技术的应用简述

1）单拼图展现形式

将数据信息通过二维可视化技术中的单拼图形式进行展现，具体的技术操作步骤为:(1)先确定最大数据，然后通过矩形区域定位，并进行区域的背景填充。(2)根据实际的越限情况，在矩形区域内绘制内切圆，然后进行明确颜色的填充。(3)参考当前数据及最大数据设定值，进行扇形位置和比例的确定。(4)对确定的扇形区域进行颜色的填充。

2）等值线方式

在自动化系统中运用等值线法能够显示出多种不同类型的数据。要想方便认识和了解，数据应该对可视化手段进行合理的选择，让等值线能够清晰的显示出数据中的线路负载率、节点电压、变压器负载率等。等值线通常都会采用网格法。但是这种绘制方法较为复杂，计算机程序很难进行实现，而且绘制出来的图形也缺乏精确性，一般都比较适合在处理网格化数据中进行应用。所以，在系统功能的实现过程中，应该通过无网格或者栅格图形法来绘制等值线，而且编程的程序也极为简单便捷，不仅可以很容易进行程序设计，提高图形绘制的精确性，同时也不用受到网格结构的限制和约束，具有较强的通用性和一般性。

3.2三维可视化技术的应用阐述

1）单棒图的应用

单棒图在电力调度自动化系统中可以用来显示电容器无功备用情况、变压器无功备用情况、安全分析结果等内容．首先，电容器无功备用单棒图，一个单棒图表示一个电厂无功备用状况，其中总高代表无功补偿装置的最大安装容量，中间高度则代表当下系统无功补偿装置的投入状态。其次，变压器负载率单棒图．一个三维棒图代表一个厂站变压器负载率状况。

与普通棒图相比，单棒图主要在电力图形三维显示过程中使用，它通常由一个主棒和一个对比棒构成，其中主棒代表当下数据值，而对比棒则代表当下数据的最大极限值．当然在应用过程中，技术人员可以根据需要选择屏幕中是否显示对比棒．另外单棒图在应用过程中还可以根据实际需要使用不同的颜色来进行绘制，方便观察．结合当前计算机的应用，在进行单棒图绘制的过程中可以利用OpenGL技术，具体操作如下:(1)通过对当下透视角度分析来确定单棒图坐标值；(2)通过对单棒图坐标值分析来确定其显示的完整性，一旦被遮挡应当重新调整并绘制；(3)进行对比棒绘制；(4)以数据大小为依据，对主棒与对比棒的比例进行确定，并计算主棒的坐标；(5)结合数字越限情况选择主棒的颜色；(6)进行主棒的绘制。

2）图形三维旋转的应用

随着科学技术水平的不断提升，可视化技术得到了显著的发展，而且电力图也由原来的二维形式转变成三维形式，使得电力变得更加立体，方便操作人员更加及时准确的获取电力调度的具体情况，而且图形还可以进行三维旋转为操作人员提供更多的观察视角，在一定程度上降低了工作的难度。三维旋转的实现需要通过三维图形进行几何变换，以及计算机图形学方面的知识内容，主要就是指将三维图形进行平移和旋转之后能够形成全新的图形。其中对三维图形进行几何变换通常都是围绕坐标轴和坐标原点进行的，要注意在实际变化中尽量避免失准现象的发生。在变换的过程中，要全面分析图形每个点坐标位置，然后在根据新的坐标进行图形的重新绘制，从而获取旋转之后的新图形，方便操作人员进行观察，增强观察的全面性和针对性，方便调控人员及时发现电力系统运行中存在的故障，及时采取针对性的措施处理，不断提升电力系统的整体运行质量和效率。

结语：

电力系统所需处理的庞大信息使得调度自动化系统未来的发展趋势必然是与计算机进行联合。可视化技术有着十分强大的数据分析能力和图形展示能力，目前已广泛运用于各个领域。在电力调度自动化系统中融入可视化技术，采用单棒图、等值线、动态潮流以及图形三维旋转等可视化手段，可以有效提高电力系统调度效率，保证调度自动化系统可靠运行，其进一步的研究方向是３Ｄ显示与数据综合。 参考文献：     [1]袁西强.电网调度运行可视化系统在河池电网的应用[J].广西电力，2017（10）.     [2]邓晓青，周璇.如何做好电力调度运行的工作要点[J].科技风，2017（07）.