基于電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)探討

李佳

摘要：電力企業(yè)作為我國重點(diǎn)發(fā)展的行業(yè)，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全、穩(wěn)定、正常方面都要給予最基本的保證，而如何才能有效提高電力系統(tǒng)運(yùn)行效率與質(zhì)量則是當(dāng)前最為關(guān)注的話題。隨著科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，信息技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到普及，并且獲得了人們的認(rèn)可與好評(píng)。電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行智能化、科學(xué)化，對(duì)提高電力運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率有很大的幫助，本文針對(duì)可視化技術(shù)進(jìn)行簡單介紹，并對(duì)可視化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；自動(dòng)化；科學(xué)化；可視化技術(shù)；數(shù)據(jù)圖形

人們的生活生產(chǎn)中對(duì)電能的需求量越來越大，為了更好地提高電力運(yùn)行效率，國家相關(guān)部門對(duì)電力調(diào)動(dòng)計(jì)劃有效研究，并制定了相關(guān)的實(shí)施方案，主要目標(biāo)是為實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化、科學(xué)化，以滿足社會(huì)對(duì)電能的需求。電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，所要管理內(nèi)容非常多，其中數(shù)據(jù)信息的管理不僅難度大，對(duì)其準(zhǔn)確性的要求也非常高，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，加強(qiáng)可視化技術(shù)與電力調(diào)度自動(dòng)化的功能融合，對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量有很大的作用。

一、可視化技術(shù)

1、基本概念

可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，有著明顯的作用，是將整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行情況以及屬性分析借助可視化技術(shù)進(jìn)行科學(xué)有效處理，再通過圖像技術(shù)將其顯示出來，操作人員可根據(jù)圖形顯示對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)了解，并且針對(duì)各種異常情況以及功能延續(xù)發(fā)展的決策進(jìn)行針對(duì)性的分析與研究，以保證系統(tǒng)運(yùn)行正常，不斷提升運(yùn)行效率?？梢暬夹g(shù)功能主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

一是將系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為可以看得見的圖片或者圖形的形式，將數(shù)據(jù)以一種可以從直觀上快速、有效分析的形式呈現(xiàn)出來，促進(jìn)操作人員更好的掌握系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律；二是可視化技術(shù)能夠?qū)⑾到y(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)通過相關(guān)的計(jì)算方法進(jìn)行全過程展示，可針對(duì)其中的錯(cuò)誤參數(shù)進(jìn)行及時(shí)修改，以保證數(shù)據(jù)正確，運(yùn)行正常；三是可視化技術(shù)與科學(xué)算法相結(jié)合，提高了數(shù)據(jù)處理的效率與質(zhì)量，以達(dá)到準(zhǔn)確數(shù)據(jù)運(yùn)用的效果，可根據(jù)數(shù)據(jù)顯示對(duì)其中存在的故障進(jìn)行原因分析，為作出有效的故障解決方案提供已知信息，實(shí)現(xiàn)可針對(duì)性的問題研究與解決。

2、現(xiàn)階段可視化技術(shù)發(fā)展情況

科學(xué)技術(shù)已在不斷提升，并在各領(lǐng)域中取得良好的應(yīng)用成績，信息化的應(yīng)用逐漸廣泛與普及，在電力系統(tǒng)中，信息化管理模式的應(yīng)用已不再是假設(shè)，隨著信息數(shù)據(jù)不斷增多，單靠人們的腦力、體力去快速、有效完成數(shù)據(jù)分析以及處理已經(jīng)不夠現(xiàn)實(shí)，并且在人們所能理解與處理的范圍內(nèi)也會(huì)常出現(xiàn)遺漏、錯(cuò)誤等現(xiàn)象，對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性不能提供基本保障。而在可視化技術(shù)的應(yīng)用下，利用技術(shù)功能和算法，將大量的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形和圖片的形式呈現(xiàn)出來，提高數(shù)據(jù)可分析的方便性、直接性，對(duì)數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性、準(zhǔn)確性也有所提高，目前已被電力系統(tǒng)廣泛應(yīng)用，并得到了電力企業(yè)的重視。可視化技術(shù)的形成主要是依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)以及相關(guān)知識(shí)的相結(jié)合，本文針對(duì)可視化技術(shù)發(fā)展情況作了一個(gè)簡單的調(diào)查與分析，并以表格的形式展現(xiàn)出來，如表1所示

二、可視化技術(shù)綜合應(yīng)用

可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中應(yīng)用，其主要應(yīng)用的發(fā)揮技術(shù)有計(jì)算機(jī)圖形可視化技術(shù)、與應(yīng)交互技術(shù)，并利用科學(xué)形式以及相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的相結(jié)合實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)，科學(xué)設(shè)備主要采用可視電話、單兵裝置、液晶大屏等，其形式是以可視化會(huì)議為主，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綜合性強(qiáng)、科學(xué)性好的可視化技術(shù)，在電力系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮這重要的作用，目前，電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)應(yīng)用主要有以下幾個(gè)功能模塊。

1、數(shù)據(jù)圖形展示

（1）二維圖形展示

二維圖形展示是通過對(duì)數(shù)據(jù)信息的收集、處理，形成可視的圖形并呈現(xiàn)出來的整個(gè)過程，通常有三種方法可供應(yīng)用，分別是：單拼圖法、等值線法和動(dòng)態(tài)潮流發(fā)，其中單拼圖法主要是以呈現(xiàn)數(shù)據(jù)信息為主，通常有四個(gè)步驟：第一步針對(duì)單拼圖法的應(yīng)用，要明確最大數(shù)據(jù)內(nèi)容，接著要定位矩形區(qū)域，填充背景；第二步對(duì)越限情況全部了解，并能夠根據(jù)越限情況在矩形區(qū)域?qū)嵤﹥?nèi)切圓繪制；第三步，明確扇形位置、比例，主要是以最大設(shè)定值和數(shù)據(jù)為分析依據(jù)；第四步繪制扇形和顏色填充。而等值線法具有顯示各種類型的數(shù)據(jù)作用，對(duì)線路負(fù)載率、節(jié)點(diǎn)電壓、變壓器負(fù)載率等清新顯示。動(dòng)態(tài)潮流法在電力系統(tǒng)可視化技術(shù)中應(yīng)用率非常高，主要是利用潮流的流量與流速進(jìn)行負(fù)荷情況確定與表示，若三角形處于較大狀態(tài)，則可以確定流速也相對(duì)較快。而根據(jù)數(shù)值大小便可以推斷出流動(dòng)步長，再根據(jù)步長和線段值進(jìn)行方位與數(shù)量推算。二維圖形的最大作用就是可以利用圖形顯示功能為操作人員提供數(shù)據(jù)信息，并從數(shù)據(jù)信息中掌握電力運(yùn)行狀態(tài)，包括電力調(diào)度總體規(guī)劃。

（2）三維圖形展示

在二維圖形展示的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)三維圖形展示功能的增強(qiáng)，二維圖形展示與三維圖形展示是電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)功能發(fā)揮的關(guān)鍵，最為主要功能要素，對(duì)其應(yīng)用原理以及功能更應(yīng)該加以了解。圖形展示的形式一般以單棒圖、三維圖形旋轉(zhuǎn)為主，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度對(duì)圖形數(shù)據(jù)的觀察，更方便于操作人員掌握電力調(diào)度數(shù)據(jù)，以保證信息的全面性、完整性，二維圖形展示具有極強(qiáng)的立體感、直觀感，并且繪圖、制作相對(duì)簡單、快速，有效形成可直觀觀看的電力數(shù)據(jù)圖形。再借助操作人員的觀察、分析能力，對(duì)數(shù)據(jù)變化規(guī)律更好的掌握，以便更好地對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行合理分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其中存在的錯(cuò)誤。

2、實(shí)時(shí)調(diào)度監(jiān)控可視化

通過各種可視化技術(shù)和計(jì)算方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)調(diào)度數(shù)據(jù)的直觀顯示，對(duì)象包括線路有功情況、變電站負(fù)載、發(fā)電廠出力等，通過線路潮流圖、柱狀圖、餅狀圖等形式，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件或液晶大屏中展示實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，方便調(diào)度員實(shí)時(shí)觀測。通過可視化實(shí)時(shí)分析，能夠方便調(diào)度員實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)，如通過對(duì)電壓分析結(jié)果、靈敏度分析結(jié)果等進(jìn)行綜合動(dòng)態(tài)排序，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分析界面構(gòu)建，使電網(wǎng)基于分析結(jié)果實(shí)現(xiàn)更加高效的可視化效果展示。

3、綜合智能告警

綜合智能告警機(jī)制是指將穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、動(dòng)態(tài)監(jiān)控、故障錄波、告警直傳等報(bào)警信息統(tǒng)一匯總分析展示，能夠準(zhǔn)確推理出設(shè)備故障、系統(tǒng)異常、系統(tǒng)預(yù)警等，通過可視化效果窗口工具如液晶大屏、電腦顯示屏等展示調(diào)度員關(guān)注的畫面信息，利于調(diào)度員及時(shí)作出部署和決策。當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，告警燈會(huì)閃爍，左側(cè)可以查看告警原因，通過地理圖定位故障詳細(xì)信息，再通過可視化會(huì)議或可視電話等形式進(jìn)行決策部署。智能告警可視化具有以下功能：預(yù)警報(bào)警，采用棒圖顯示越線百分比，主要顯示網(wǎng)絡(luò)分析計(jì)算結(jié)果，提醒調(diào)度員潛在危險(xiǎn)；故障告警，會(huì)通過可視化設(shè)備顯示故障原因，方便調(diào)度員進(jìn)行決策；告警定位，在可視化地理效果圖中，能夠明確該故障地理位置定位，方便調(diào)度員快速掌握故障地相關(guān)信息。

結(jié)語：電力系統(tǒng)運(yùn)行是否正常、穩(wěn)定直接影響電力輸送效率，進(jìn)而對(duì)電力企業(yè)發(fā)展也能構(gòu)成極強(qiáng)的影響，為了更好的促進(jìn)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力調(diào)度自動(dòng)化的可視化技術(shù)應(yīng)用，在很大程度上可以降低傳統(tǒng)數(shù)據(jù)分析的難度，并且提高數(shù)據(jù)處理的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，為操作人員提供可靠的分析數(shù)據(jù)，并在二維可視化技術(shù)與三維可視化技術(shù)的作用下，將數(shù)據(jù)以圖像的形式呈現(xiàn)出來，更好的促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行可視化優(yōu)勢，為降低故障問題提供保障。