可视化技术在电力调度中的应用探讨

可视化技术在电力调度中的应用探讨

杨建华钱锦祥李春华

国网启东市供电公司226200

摘要：伴随电力网络的日趋完备及电力规模的逐渐扩大，其运行状态呈现复杂化，调度人员在工作当中需处理庞大数据，任务繁重；另随着能量管理系统(EMS)等软件不断运用，产生了诸多分析计算数据，原有的电力调度调控系统已经难以满足现实需求，至此，将系统运行当中的诸多数据合理显示出来，提升人机交互灵敏度与性能，提升工作效率，减轻调度人员工作负担，乃是当前所需迫切解决的难点问题。本文首先对可视化进行简单分类，探讨可视化技术在电力调度调控中的应用功效，最后就应用可视化可能遇到问题作以分析。

关键词：可视化；电力调度；运行

针对传统类型的SCADA/EMS系统而言，其在数据展示上多通过曲线、表格及数字等组合完成，伴随电网系统规模的持续扩大，各项运行数据的持续增加，这不仅造成调度人员在所需分析的数据量上不断增加，随着工作量的增加，调度人员需花费诸多精力于电网局部，而对系统整体运行的掌握却逐渐弱化；此外，传统类型的SCADA/EMS系统展示较为抽象，且方法单一，数据间缺乏有效关联性，不能基于全局对电网运行状态给予有效揭示，具有先天的局限性。而电力系统可视化能够运用可视化技术，以图形化方式展示电力系统的整体运行状况，调度人员还可对电网进行更为直观及全局性的检测与分析。

1.可视化应用的分类

可视化在应用上能够划分为三种类型，其一，科学数据的可视化。其主要目的在于对海量数据当中所隐藏的蕴含模式及整体特征以较快速度进行抽取，此乃“可视化”最容易让人接受的内在含义，多应用于电压分布及全网潮流走向等；（2）应用系统在人机界面上的可视化。通过提供更为优质的人机交互接口，便于系统操作；（3）信息检索的可视化。此类型主要目的在于利用图形，经一定程度及步骤集成大量的信息索引，主要应用有设备信息的可视化、保护定值及稳定限额等。

2.电力系统调度调控可视化技术的应用

2.1地理接线图的可视化

所谓地理接线图实际上就是把地理信息系统与电力系统相融合，将电力系统的运行状况真实的反映在地理图上，如线路走向及厂站位置等。电力系统地理接线图在整个可视化应用当中具有基础性作用，许多可视化应用，均将力系统地理接线图作为其底版，然后再以分层方式展示信息。

2.2电力系统实时运行状态监视的可视化

（1）电压监控的可视化。节点电压所能够反映的乃是整个电力系统电压所具有的局部性特征，但在诸多情况下，电力调度员需要了解及实时掌握的乃是全网的电压状况。所以找寻一种能够帮助调度员对电压整体状况实时掌握的手段尤为重要与必要。等高线和云图作为一种针对连续空间的连续数据，分析其分布情况的有效方法，现今已经在此领域得到广泛应用。通过等高线和云图的运用，除了能够对连续数据空间分布所持有的整体性特征快速掌握之外，还能对特定的数据块及数据点进行快速定位，而上述优势对于电网电压的整体状况分析非常适宜。（2）潮流监控的可视化。潮流通过可视化之后，除了能够将潮流走向予以动态展示之外，还可比较清晰的展现出潮流所具有的限额裕度，能够帮助并引导调度员，更加直观快速的对重载潮流断面进行准确判断。（3）旋转备用的可视化。旋转备用乃是评价电力系统是否可靠及可靠程度的关键性指标，整个系统当中留存有相应旋转备用容量，当电网运行机组出现故障并停止运行时，能够将旋转备用机组的出力及时发出，以此来防止由于频率过低而导致的拉限电状况。（4）其它方面的运行状态参数的可视化。除了与系统运行紧密相关（潮流、电压等）的参数之外，实时监控的可视化还包含有如下内容：厂站无功备用监控可视化、发电机有功无功出力展示、变压器负载3D展示及短路电流可视化等，其中除了短路电流以饼图形式展示之外，其它运行参数展示方式均为三维柱状图。

2.3恢复控制、紧急及预防的可视化

预防控制实际上就是实时扫描电网故障与否，且实施潮流计算，乃是一种具有实时性的事故预想。而可视化就是把经预防控制计算及分析所得出的结果，以一种直观方式展示出来。恢复控制及紧急控制乃是在系统出现异常状况或事故时，调整系统运行方式的一种有效辅助分析方法。针对异常情况处理及事故处理当中的恢复控制及紧急控制而言，其乃是整个调度调控运行当中要求时效性最高的业务类型，通过可视化的应用，能够辅助调度人员在最短时间内以最直观及最快的方法，实施有效的辅助决策。

2.4WAMAP可视化展示

WAMAP系统实际上就是利用PMU动态数据，于在线情况下，开展系统稳定性分析，解决重点为在线辅助优化决策、实时预警、电压稳定及暂态稳定等，首次在电网控制领域及动态监视方面取得实质性突破。所谓WAMAP的可视化展示，就是可视化展示WAMAP的分析结果，如低频振荡监视、暂态频率裕度、暂态电压裕度及暂态功角裕度等的可视化。

2.5调度操作的可视化

调度操作主要有两部分组成，即电气相关操作与电气相关操作。在电气相关操作方面，电气操作的执行以及操作票的编写与发布乃是其主要需求。而针对非电气相关操作，电能交易输入与执行、电能计划修改及机炉的启停乃是其主要需求。可视化技术本质上就是为调度调控操作，提供可视化、直观化的的应用界面，并且提供现场设备、继保、稳定、调度操作规定、通信及注意点等方面的可视化展示。

3.可视化应用所需注意问题分析

（1）数椐基础。可视化本质上就是一种信息检索、图形化操作及数据展示的技术类型。针对此技术的实际应用而言，国内外已有诸多研究及软件应用为依照，但此些应用均需具有与之对应的数据基础。应用调度调控可视化，这为数据的采集与获取提出了更高要求。在数据需求范围上得到较大程度增加，不仅要有电网运行实时数据，如潮流、电压及频率等，还需具有诸多信息数据，如运行操作提示、各种设备参数、保护定值及稳定限额等。此外，这些数据在组织要求方面也得到大幅增强，比如要求各类数据具有时效性、完备性及一致性等。（2）可视化界面组织。调度可视化具有多种数据类型，为了能够更好的进行信息检索，可做到如下几点：尽可能在电气接线界面集成信息，如各厂站接线及大屏接线；对于大屏接线而言，可选用准地理接线图或地理接线图；针对同一接线图内的信息，可选用分层控制方式。

4.结语

总而言之，可视化技术能够将全网信息及运行状态直观明了的展示出来，为电力系统对全面开展全方位、多角度数据分析提供有效依据及保障。可视化平台能够为调度调控提供全流程服务，如日常调度操作、辅助服务、分析决策及运行监控等，能够就调度掌控大型电网的能力给予显著提升，有利于电网的安全与稳定。

参考文献：

[1]宋晓旭.智能调度大数据的可视化技术研究[D].华北电力大学,2015.

[2]欧昌岑.电网调度可视化预警系统[J].中国电力企业管理,2010(7):84-85.

[3]张桂芹,王振华.浅谈大屏可视化系统在电网中的应用[J].电气应用,2015(7):44-48.