電力工程建設可視化技術應用淺談

魏穎豪 楊晴

摘 要：隨著經濟發(fā)展和進步，我國電力企業(yè)得到了很快的發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模也在不斷提升，電力工程建設成了倍受社會關注的焦點。目前，在電力工程建設過程中，電網調度實現(xiàn)了自動化，但在產生故障的時候，會增加操作人員工作難度。而可視化技術，作為一種先進技術，可以很好的將數(shù)據展示出來，與自動化系統(tǒng)有機進行結合，從而在很大程度上降低了操作人員的工作壓力。基于此，本文結合工作經驗，對可視化技術應用進行了深入的研究。

關鍵詞：電力；自動化系統(tǒng)；可視化技術；遙視；應用

1 引言

電力系統(tǒng)高速發(fā)展的今天，信息儲存內容也向著多樣性和海量化發(fā)展，最常見的報警、故障及狀態(tài)信息等，都是需要電力調度人員進行有效處理的信息。如何能夠通過簡單的信息診斷，精準的確定故障發(fā)生位置并能夠及時處理，是當前電力調度自動化系統(tǒng)發(fā)展應該具有的功能?？梢暬夹g是從計算機圖形角度發(fā)展起來的一種新型技術，它能夠將枯燥的數(shù)據信息轉化為圖形或者圖片，從而讓操作人員能夠更直觀的進行信息判斷和處理。

2 可視化技術的基本概述

電力調度系統(tǒng)的可視化技術主要是通過對電力系統(tǒng)運行的數(shù)據分析處理，將各類信息以圖片形式進行展現(xiàn)。以提供給操作人員更為直觀的信息觀察和更為明確的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分析，從而實現(xiàn)更加高效的問題處理效率?？梢暬夹g的功能較多，主要為：將系統(tǒng)性的數(shù)據轉化為直觀的圖片或者圖形，讓信息內容變的豐富，極大的方便了操作人員對系統(tǒng)運行規(guī)律的總結；操作人員可以借助可視化技術進行全過程的觀察，并能夠通過參數(shù)的調整來實現(xiàn)更加精確的結果獲??；通過高效的信息數(shù)據處理，能夠提升調度效率和質量，確保自動化調度環(huán)境中的故障得到及時有效的解決。

3 可視化技術的經歷的發(fā)展過程

在現(xiàn)代的社會發(fā)展中，科學技術已經成為第一生產力，信息化成為時代性的象征。從典禮上也發(fā)展過程來看，信息化和自動化技術已經得到了廣泛的應用，電力調度中的很多信息數(shù)據也變得越來越復雜和多樣，有的甚至超出了操作人員的正常理解范圍和能力。這就使得當前的信息數(shù)據分析和處理缺乏有效性，有的重要信息被無意間忽略，這對電力系統(tǒng)的運行調度來說是非常不利的。自從可視化系統(tǒng)被廣泛的應用以來，調度運行中的各類信息被準確高效的抓取，同時通過計算機及信息技術的可靠性計算和分析，實現(xiàn)了較為簡單直觀的結果顯示。這就使得當前的電力調度自動化系統(tǒng)運行呈現(xiàn)了前所未有的高科技形式。

4 數(shù)據可視化組件實現(xiàn)

數(shù)據可視化是用形狀、尺寸和顏色進行數(shù)據的編碼，數(shù)據可視化分為四個部分：視覺線索、坐標系、坐標系的分度和背景信息。無論可視化的結果如何，數(shù)據可視化都可以分解為這四個基礎部分。

（1）視覺線索?？梢暬窃诤唵蔚念伾约昂唵螆D形的數(shù)據進行合成的形式。當數(shù)據被分配給圖形時，如果該圖形不能形成一種視覺線索返回到所映射數(shù)據本體，那么可視化圖形就是一堆無用的圖形。視覺提示包括位置、飽和度、角度、長度、方向、大小、面積、形狀和色調等因素組成。

（2）坐標系。當編碼數(shù)據時，圖形始終以預定的位置放置，即指定在一個結構化的空間內，同時指定圖形和顏色的規(guī)則，將數(shù)據其中映射到坐標系上。坐標系一般為矩形的坐標系、極坐標系和以及所述地理坐標系。

（3）坐標系的分度。坐標系指定的可視化的尺寸，然后坐標系的分度則將輸入的數(shù)據分配到具體的坐標，也就是每個坐標系內的具體位置。坐標系和分度共同決定了圖案位置和投影的信息。分度分割線性標尺，對坐度的標度進行分類，以充分展示所示數(shù)據的范圍和以及其具體分度。

（4）背景資料。更好地理解數(shù)據5W相關信息，是誰、是什么、何時、何地、為什么相關的背景資料，使數(shù)據更清晰，能正確引導讀者。

5 電力調度自動化系統(tǒng)中的可視化技術具體應用

5.1 二維可視化技術的應用簡述

5.1.1 單拼圖展現(xiàn)形式

將數(shù)據信息通過二維可視化技術中的單拼圖形式進行展現(xiàn)，具體的技術操作步驟為：（1）先確定最大數(shù)據，然后通過矩形區(qū)域定位，并進行區(qū)域的背景填充。（2）根據實際的越限情況，在矩形區(qū)域內繪制內切圓，然后進行明確顏色的填充。（3）參考當前數(shù)據及最大數(shù)據設定值，進行扇形位置和比例的確定。（4）對確定的扇形區(qū)域進行顏色的填充。

5.1.2 等值線方式

等值線能夠對自動化系統(tǒng)中的不同數(shù)據類型進行顯示，并且能夠對數(shù)據中的線路負載率、節(jié)點電壓及變壓器負載率等進行清晰的展示。由于等值線繪制比較復雜，通常主要運用在網格化數(shù)據處理中。對于系統(tǒng)動能的實現(xiàn)來說，可以以無網格或者柵格圖形進行等值線的繪制，一次來簡化程序的同時提升圖形繪制精度。

5.1.3 動態(tài)潮流方式

電力調度的自動化系統(tǒng)運行中，經常涉及到系統(tǒng)潮流。電力系統(tǒng)負荷大小也通常以潮流的流量及流動速度來進行體現(xiàn)。比如三角形的代表較快的流動速度。在進行可視化技術的折線三角形處理中，需要先將折線分成多個小段，對各小段進行分別處理。然后再以步長參數(shù)來進行三角形流速控制，步長較大流速就會較快。以動態(tài)幀步進行定時器的繪制時，相關的步驟應該是：先繪制背景圖，然后參照實際數(shù)據參數(shù)來進行三角形的大小確定；根據越限數(shù)據來確定三角形的填充顏色。以數(shù)據大小來確定流動步長，以步長和線段長度來進行三角形位置和數(shù)量的確定。

5.2 三維可視化技術的應用闡述

5.2.1 單棒圖形式

在電力調動的自動化系統(tǒng)運行中，單棒圖能夠對電容、變壓器等無功設備的狀態(tài)及安全進行直觀的分析。通常在一個對比棒和一個主棒組合的情況下，主棒能夠將當前的實際數(shù)值進行現(xiàn)實，對比棒則可能會顯示最大的數(shù)值，且能夠以實際情況為需要來確定是否需要顯示。單棒圖也需要進行對應顏色和最大數(shù)值的設置。圖形繪制中，需要以透視角度和實際狀況，進行準確的坐標位置確定，然后結合坐標來進行其他棒圖的分析，確定其是否需要遮掩。在不存在遮擋情況下，就可以進行數(shù)值預測和對比棒的繪制，然后通過對比棒和實際數(shù)值的對應和比較，進行主棒大小和坐標的明確，并填充上正確的顏色，繪制出主棒。

5.2.2 圖形三維旋轉

隨著科技的而不斷進步，可視化技術已經得到了非常顯著的提升，電力圖展現(xiàn)上從二維發(fā)展到三維圖形，電力調度現(xiàn)實更加立體化。這就更加提升了操作人員進行準確電力調度情況的準確掌握率，同時三維旋轉技術的實現(xiàn)，還方便了操作人員從多個角度進行靈活的圖形觀察和分析，有效的降低了數(shù)據分析的工作量和難度。三維旋轉主要是以三維圖形的幾何圖形變化，并通過計算機圖形學的輔助，進行三維圖形的位置移動和角度轉換后形成的全新圖形。圖形旋轉主要是圍繞坐標軸和原點進行的，變換過程中需要對每個坐標位置進行全滿分析，然后進行新圖形的變換。這就增強了操作人員問題發(fā)現(xiàn)的準確率和針對性，從而也能夠提出針對性的問題處理措施，這對電力系統(tǒng)的運行質量和效率都是有非常重要的意義的。

6 結語

總而言之，電力調度自動化系統(tǒng)中，將二維及三維的可視化技術加以應用，讓電力工作人員能夠對電力調度的圖形信息有個更加直觀和精細的掌握。能夠使得一些復雜的數(shù)據信息可以一目了然地得到了解。這不僅有利于電力調度中問題的發(fā)現(xiàn)和處理，還使得操作人員的勞動量有所降低。從而有效地提升了電力調度自動化系統(tǒng)的工作效率和整體調度水平。

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