可视化技术在电力调度自动化中的应用

可视化技术在电力调度自动化中的应用

吴光樟

国网福建省电力有限公司永安市供电公司 , 福建省 永安市 366000

摘要：随着电力市场改革不断深入，电力系统中的海量数据也随之产生，如何在竞争日益激烈的市场环境下完成基于电网大数据的总体架构和层次间的交互设计，建立数据可视化子系统，有效分析和管理电力系统中各类数据成为了亟待解决的问题。运用可视化技术解决电力数据展示问题，能够提高相关人员对电力系统问题的反应能力，通过了解数据意义，最终提高电网企业的市场竞争力。文章立足于电力调度的角度，通过对可视化技术进行分析，探索其在电力调度自动化中的应用，以促进我国电力系统的进一步完善。

关键词：电力调度；自动化；可视化技术

1 引言

随着三维建模技术、三维成像技术的日益成熟，大数据、云计算的蓬勃发展，两化融合的全面推进，三维可视化技术的定义正在被逐渐丰富和重新定义。三维可视化技术在各行各业中进行融合，例如：三维可视化+医疗培训，三维可视化+机械原理仿真，三维可视化+应急救援培训，但是，目前三维可视化的应用还主要处于“离线状态”，多是用于仿真、培训和离线展示，与信息化系统进行融合方面还比较少，特别是基于三维可视化技术的信息化管控。

2 可视化技术

在实际的电力自动化系统当中应用可视化技术，主要是为了对电力系统中庞大的信息进行更好形态的展示，在对这些数据信息以及系统属性进行算法和技术处理之后，能够将其转化为图片和图形的形式给相关操作人员观看，从而使操作人员可以更加准确更加清晰地对电力系统状况或是电力系统在运行中产生的问题进行处理，使其针对电力系统的运行提出更好地控制措施。这种技术的主要作用有以下几点：（1）首先就是上文中所说的数据向图像的转换，使操作人员更好地了解系统运行规律；（2）其次是整个可视化技术的实际运行都可以被操作人员看到，操作人员能够对其运行过程进行控制，包括参数的调整等，通过这种形式使可视化技术的结果更加准确；（3）最后就是可视化技术的使用使整个电力系统的数据处理更加高效、更加准确，在这种有准确数据为工作基础的前提下，操作人员在对系统故障进行处理的时候就更加简单。

3 电网可视化数据分类

综合市场战略和市场竞争力情况，根据行业市场竞争维度及构成要素，结合电力市场特性，以电网企业真实数据为核心，展示分析售电市场不同发展阶段存量电力用户（年用电量、电压等级、用户性质等）和增量电力用户的流失风险，各售电主体在产品（电量及增值服务）、价格、质量（如供电可靠性）、服务（如缩短报装时限）、技术（如智能电网、智能营销系统）、资本（如人员配置、资产总额、营业收入）、规则（国家、湖北省、国家电网等出台的相关政策）等层面进行市场竞争的整体态势及趋势分析，以可视化的界面设计为导向辅助决策，使电网公司获得可持续发展的竞争优势。近年来，随着国内外对可视化研究的不断重视，电网系统中可视化技术的应用也愈发广泛，在电网系统日常运行过程中，涉及包括500kV电网信息、220kV电网信息、有功量测、电压量测、断面信息、站内信息等数据的不同层展示。基于电网企业视角的市场竞争力可从售电主体竞争力和外部环境两方面对指标进行展示。电网可视化数据展示主要以各主配电系统数据和电能质量数据为基础，包括但不限于智能电网运行概况、设备负载情况、故障分布信息等。

4 可视化技术在电力调度自动化中的应用

4.1 单变量饼图

在实际的电力系统自动化当中，经常会应用单变量饼图来完成工作，通过对单变量饼图的应用可以更加清楚明确地对线路进行表示，同时对于变压器参数表示来说也更为便利。变压器的负载情况如何与单变量饼图的颜色以及面积直接相关，用其改变以及实际的变化组合能够更加简洁地表示出负载的变化以及大小，在这种情况下相关工作人员就可以够更加高效地完成数据分析和数据控制工作。普通的饼图和单变量饼图之间有着一定的不同之处，单饼图的应用主要是为了表现单个特殊数据的变动趋势，并不反映多组数据中的关系以及具体的比例，实际的单变量饼图的绘制必须设定阈值，通过对实际情况的完全了解来合理地设置单变量饼图的颜色和面积最大化，通过对这二者的科学化应用来保证系统数据的变化。

4.2 基建可视化

该系统主要通过三位可视化技术实现基建期的人、机、物、法、环的可视化管控。基建三维数字化技术中所有数据信息及图元信息可指导采购、施工、检修等。数字化技术是将工程项目中包含的每一个细节数据及信息都汇集在模型中，三维模型已提供图纸为依据，详细的材料清册、完善的施工指导、强大的数据管理方式，都是以深层次的数据信息为基础作为整个项目的支撑。对于庞大的工程项目而言，时刻保持项目信息的实时性尤为重要。项目信息从发生变更到落实通知，往往会经过漫长而复杂的传递过程，这将大大降低工程项目的进展。数字化工程技术会把发生变更的信息，第一时间落实在实体数据模型，并会提供给相关人员，以减少数据传递的时间。系统可实现在三维场景的选择、漫游等操作，在三维场景中切面，显示电厂的断面分析图，在图中可以查看设施、设备、管道等对象的坐标、属性等数据。方便地实现对电厂地上、地下设施情况的探查。使模型与数据综合展示，实现对管线、设备信息的可视化管理操作。

4.3 状态监测

与三维平台进行集成，通过对企业转动设备当前运行状态的数据采集（动态信息，如：机械振动谱分析数据）、数字化管理、高性能故障分析诊断方法以及设备管理人员的全员参与，实现对设备运行状态的管理做到心中有数、所管辖的设备处于动态受控，同时为所有设备管理人员提供了一个对其所管辖的设备运行状态监测级别的预警、专业人员的分析参考、处理过程以及最终效果共享的工作平台，提高工作效率。及时发现设备运行的潜在故障，根据生产及设备安全运行情况决定设备停检的最佳时间，大幅降低设备维修费及维护费用，由设备计划维修向设备的预知维修迈进。用户在三维场景中，可以快速定位设备位置信息，直观查看转动设备运行状态。

4.4 维修可视化

系统以安全管理系统为基础，主要通过三维动画对电厂中设计的维修工艺进行仿真和展示，并结合人机交互方式，对维修进行培训。该模块主要利用人机交互或三维动画等方式对现场的指定检修工艺或者设备拆装工艺进行虚拟培训、预演和练习。旨在对现场事故进行查询与动画预演。该动画目前可暂不考虑。通过对事故进行仿真预演，进而将统计数据以及分析结果以图表的方式浮现在窗口进行展示。

5 结束语

本文首先介绍了可视化技术的概念、作用以及发展情况，在此基础上完成了对可视化过程以及可视化方法的简要探讨，最后对可视化技术在电力调度自动化中的应用进行探讨。总而言之，在现阶段可视化技术对于电力调度自动化而言有着举足轻重的作用，在进行实际的调度工作以及故障处理等工作时，需要用可视化技术来提供更为准确和直观的数据，从而保证电力系统运行的安全性和高效性。

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