電力調(diào)度中的可視化技術(shù)淺析

黃鋒華（國(guó)家電網(wǎng)江西省電力公司，江西南昌 330000）

電力調(diào)度中的可視化技術(shù)淺析

黃鋒華
（國(guó)家電網(wǎng)江西省電力公司，江西南昌 330000）

電力調(diào)度是電力系統(tǒng)日常運(yùn)營(yíng)的重要工作，其主要負(fù)責(zé)電能資源的科學(xué)調(diào)動(dòng)和分配，而可視化技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用，發(fā)揮了非常重要的作用，提高了電力調(diào)度的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，結(jié)合我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀，仔細(xì)分析和研究可視化技術(shù)，不斷提高電力調(diào)度水平。本文簡(jiǎn)要介紹了可視化技術(shù)，分析了電力調(diào)度中的可視化技術(shù)應(yīng)用，以供參考。

電力調(diào)度 可視化技術(shù) 分析

近年來(lái)，我國(guó)電網(wǎng)快速發(fā)展，建設(shè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，電力信息和數(shù)據(jù)越來(lái)越復(fù)雜，這對(duì)于電力調(diào)度提出了更高的要求。電力調(diào)度關(guān)系著各地區(qū)供電可靠性，還關(guān)系著電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)合電力調(diào)度的實(shí)際需求，全面了解和熟悉可視化技術(shù)，將可視化技術(shù)和電力調(diào)度充分融合起來(lái)，降低事故發(fā)生率。

1 可視化技術(shù)簡(jiǎn)介

可視化技術(shù)是一種集圖像處理技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、信息采集技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等為一體的綜合性技術(shù)，其通俗易懂，形象非常具體，直觀性很強(qiáng)，這種技術(shù)經(jīng)歷了科學(xué)計(jì)算可視化、數(shù)據(jù)可視化、信息可視化和知識(shí)可視化的發(fā)展歷程，近年來(lái)，可視化技術(shù)越來(lái)越成熟，其在很多領(lǐng)域和行業(yè)都發(fā)揮著重要作用，取得了顯著的成果，企業(yè)的生存和發(fā)展離不開(kāi)大量的市場(chǎng)信息，而可視化技術(shù)將一些繁雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單易懂的可視化信息，并且呈現(xiàn)出不同信息之間的聯(lián)系，運(yùn)用視覺(jué)表征方法，實(shí)現(xiàn)群體知識(shí)和創(chuàng)新和傳播，同時(shí)可視化技術(shù)在電力行業(yè)中的應(yīng)用，有著其它技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，其通過(guò)非接觸式的特殊模式可以準(zhǔn)確、迅速地解讀電網(wǎng)相關(guān)信息，為電力調(diào)度提供科學(xué)的參考意見(jiàn)，提高電力調(diào)度的合理性、安全性和準(zhǔn)確性。為了充分發(fā)揮可視化技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用作用，應(yīng)結(jié)合可視化技術(shù)特點(diǎn)，形成健全的應(yīng)用方法和技術(shù)體系，運(yùn)用有效的輔助和支撐措施，全面提高電力調(diào)度的品質(zhì)和質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)電力行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展，滿足社會(huì)不斷增長(zhǎng)的用電需求。

2 電力調(diào)度中的可視化技術(shù)應(yīng)用

2.1 二維可視化技術(shù)

（1）二維反時(shí)限曲線。在電力調(diào)度系統(tǒng)中應(yīng)用可視化技術(shù)，這種二維可視化技術(shù)中的二維反時(shí)限曲線主要用于監(jiān)視電力系統(tǒng)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)，變壓器在電力調(diào)度系統(tǒng)中有可能會(huì)出現(xiàn)瞬間過(guò)載的情況，一旦變壓器過(guò)載超出反時(shí)限曲線范圍，會(huì)嚴(yán)重影響電力調(diào)度的正常進(jìn)行，嚴(yán)重?fù)p害電力調(diào)度系統(tǒng)，甚至整個(gè)電力系統(tǒng)。所以需要設(shè)定反時(shí)限曲線和主變實(shí)時(shí)狀態(tài)之間的對(duì)比，動(dòng)態(tài)計(jì)算主變的過(guò)載大小和過(guò)載時(shí)間，避免由于變壓器過(guò)載影響電力系統(tǒng)主變壓器的正常運(yùn)行，降低對(duì)于電力系統(tǒng)的損害。反時(shí)限曲線在實(shí)際應(yīng)用中，其限值變化范圍比較大，形狀變化比較特殊，通過(guò)曲線坐標(biāo)、曲線點(diǎn)數(shù)、存盤間隔等形式，描述報(bào)警范圍、設(shè)計(jì)報(bào)警點(diǎn)和繪制反時(shí)限曲線，在電力調(diào)度過(guò)程中通過(guò)對(duì)比電網(wǎng)的實(shí)際負(fù)荷曲線和反時(shí)限曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力調(diào)度狀態(tài)，當(dāng)實(shí)際負(fù)荷曲線達(dá)到報(bào)警點(diǎn)或者接近報(bào)警范圍時(shí)，立即發(fā)出報(bào)警信號(hào)，及時(shí)調(diào)整電力調(diào)度，保障電網(wǎng)的運(yùn)行安全。

（2）二維單餅圖。電力調(diào)度系統(tǒng)中應(yīng)用二維單餅圖，變壓器和線路的負(fù)載占比通過(guò)單變量餅圖顯示出來(lái)，根據(jù)二維單餅圖能夠直觀地了解電力系統(tǒng)的負(fù)載率，并且有些二維餅圖可以根據(jù)電力系統(tǒng)的各級(jí)負(fù)載率，顯示不同的顏色，隨著電力系統(tǒng)負(fù)載率的升高，二維餅圖中相應(yīng)模塊的顏色越突出，能夠快速引起電力調(diào)度人員的注意。在實(shí)際應(yīng)用中，二維單餅圖代表著電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)，可以明確顯示出實(shí)際負(fù)載率和預(yù)定負(fù)載率最大值之間的差距，從而通過(guò)科學(xué)合理的電力調(diào)度，有效控制電力系統(tǒng)的負(fù)載率。在電力調(diào)度具體操作過(guò)程中應(yīng)科學(xué)確定負(fù)載率和負(fù)載值的位置和比例，結(jié)合超限時(shí)餅圖的警示聲音和警示顏色，實(shí)時(shí)繪制二維單餅圖，有助于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電力調(diào)度狀態(tài)。

（3）二維動(dòng)態(tài)潮流。二維動(dòng)態(tài)潮流在電力調(diào)度中的應(yīng)用，利用三角形大小代表電力系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷卡流速、負(fù)荷情況等，利用三角形指示電力系統(tǒng)的潮流流動(dòng)，潮流方向和三角形箭頭方向保持一致，結(jié)合電力系統(tǒng)數(shù)值越限情況，合理繪制二維動(dòng)態(tài)潮流，選擇合適的三角形顏色，通過(guò)不同數(shù)值代表流動(dòng)速度，結(jié)合三角形流動(dòng)步長(zhǎng)和線段長(zhǎng)度，科學(xué)確定三角形繪制位置和個(gè)數(shù)，利用二維動(dòng)態(tài)潮流動(dòng)態(tài)、準(zhǔn)確地反應(yīng)電力系統(tǒng)實(shí)際的動(dòng)態(tài)潮流情況，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化地進(jìn)行電力調(diào)度可視化調(diào)節(jié)。

（4）二維等值線。二維等值線在電力調(diào)度中的應(yīng)用，通過(guò)等值線形式顯示線路負(fù)載率、變壓器負(fù)載率和節(jié)點(diǎn)電壓，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度的自動(dòng)化控制。電力人員可以根據(jù)二維等值線科學(xué)判斷電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)處理特殊情況。采用網(wǎng)格法繪制二維等值線，通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)方法和規(guī)范手段進(jìn)行繪制，確保圖形繪制的精確度，更加直觀、準(zhǔn)確地顯示線路負(fù)載率、變壓器負(fù)載率、節(jié)點(diǎn)電壓等，順利開(kāi)展電力調(diào)度工作。

2.2 三維可視化技術(shù)

（1） 圖形三維旋轉(zhuǎn)。圖形三維旋轉(zhuǎn)是一種立體圖形，可以多方面進(jìn)行觀察，運(yùn)用三維圖幾何變換方法，采用旋轉(zhuǎn)、比例、平移等方法形成新圖形，根據(jù)不同類型計(jì)算圖元各點(diǎn)坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)坐標(biāo)換算得到三維新坐標(biāo)，在內(nèi)存位圖中繪制圖元新坐標(biāo)，立體展現(xiàn)三維位圖。

（2）單棒圖。利用三維單棒圖展示變壓器和電容器的無(wú)功情況，每個(gè)單棒圖代表一個(gè)無(wú)功備用情況，中間高度代表無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投入狀況，總高代表無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備最大容量，結(jié)合不同的數(shù)值，確定對(duì)比棒和主棒的比例，準(zhǔn)確計(jì)算主棒坐標(biāo)，全面掌握變壓器無(wú)功備用狀況，有效提高電力調(diào)度水平。

3 結(jié)語(yǔ)

可視化技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用，運(yùn)用二維可視化、三維可視化技術(shù)，結(jié)合電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，充分發(fā)揮可視化技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，直觀化、快速化、精準(zhǔn)化地進(jìn)行電力調(diào)度，全面提高電力調(diào)度的質(zhì)量。

［1］甘家峰.可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用［D］.天津大學(xué)，2007.

［2］馮平.可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用分析［J］.機(jī)電信息，2014，30:87-88.

［3］劉璐，任坤龍，聶文昭.可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，29:180.

［4］邢永旭.電力運(yùn)行狀態(tài)可視化技術(shù)研究［D］.山東大學(xué)，2009.

黃鋒華（1985—），男，湖北大冶人，學(xué)歷：碩士，研究方向：電力系統(tǒng)調(diào)度。