基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)應(yīng)用①

祝國(guó)宇,沙樹(shù)名,宋少鋒,梁 陽(yáng)

1(南瑞集團(tuán)(國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院)有限公司,南京 211106)

2(南京南瑞信息通信科技有限公司,南京 211106)

1 引言

近年來(lái),隨著特高壓交直流互聯(lián)大電網(wǎng)建設(shè)的全面提速,大規(guī)模新能源的集中接入,電力市場(chǎng)化改革的深入推進(jìn),電網(wǎng)一體化運(yùn)行特征越來(lái)越明顯[1].一體化電網(wǎng)之間的協(xié)調(diào)控制需要多個(gè)調(diào)控中心調(diào)度控制系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)控系統(tǒng))的統(tǒng)一配合.但由于電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的廣度和深度日益復(fù)雜,且國(guó)家提倡的節(jié)能減排和能效提升政策使得調(diào)控系統(tǒng)對(duì)綜合能源的統(tǒng)一調(diào)度能力需進(jìn)一步優(yōu)化提升,傳統(tǒng)的調(diào)控系統(tǒng)電網(wǎng)圖形可視化展示程度已無(wú)法滿(mǎn)足實(shí)際工作要求[2].當(dāng)前,國(guó)家電力調(diào)度控制中心依托云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)IT 技術(shù)構(gòu)建生產(chǎn)控制云(簡(jiǎn)稱(chēng)調(diào)控云),使得調(diào)度各專(zhuān)業(yè)數(shù)據(jù)充分流通,電網(wǎng)各類(lèi)資源充分共享,因而基于調(diào)控云進(jìn)行應(yīng)用開(kāi)發(fā)具有良好的環(huán)境生態(tài)及發(fā)展前景[3].全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖作為基于調(diào)控云的電力信息可視化應(yīng)用服務(wù),依賴(lài)調(diào)控云的高速發(fā)展與大范圍推廣,為電網(wǎng)信息多元直觀展示的實(shí)現(xiàn)和宏觀整體把握電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其運(yùn)行狀態(tài)提供了良好基礎(chǔ).

隨著電網(wǎng)的發(fā)展,電網(wǎng)圖形對(duì)電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)的重要性日益凸顯,模型的可視化、圖形的共享均需要一套電網(wǎng)圖形應(yīng)用服務(wù)支撐.使用圖形來(lái)描述電力系統(tǒng),在一張圖上可以展示電網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)關(guān)系、各種電力業(yè)務(wù)場(chǎng)景,還可在Web 界面上直接編輯圖元,操作電力系統(tǒng)設(shè)備,疊加展示各種電力系統(tǒng)計(jì)算分析模塊的輸出,結(jié)果一目了然.因此,對(duì)圖形應(yīng)用的開(kāi)發(fā)已成為電力應(yīng)用軟件的關(guān)注重點(diǎn).文獻(xiàn)[4]提出了基于CIM/G 的電網(wǎng)圖形維護(hù)與共享方案,此方案實(shí)現(xiàn)了多個(gè)或多級(jí)調(diào)控中心之間電網(wǎng)圖形的一體化維護(hù)和實(shí)時(shí)在線(xiàn)調(diào)閱.文獻(xiàn)[5]通過(guò)圖形廣域維護(hù)與瀏覽技術(shù)實(shí)現(xiàn)了特高壓互聯(lián)電網(wǎng)關(guān)鍵設(shè)備的一體化監(jiān)視.文獻(xiàn)[6]實(shí)現(xiàn)了一種調(diào)控系統(tǒng)的Web 圖形展示技術(shù),確保I、III 區(qū)圖形展示的一致性.文獻(xiàn)[7]采用分區(qū)、分頁(yè)存儲(chǔ)技術(shù),設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)了面向?qū)ο蟮膬?nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù),用于大規(guī)模電網(wǎng)模型的高效緩存和檢索.文獻(xiàn)[8]介紹了一種全自動(dòng)圖形化的電網(wǎng)潮流斷面表示方法,可應(yīng)用于調(diào)控系統(tǒng)中圖形化監(jiān)控潮流斷面.文獻(xiàn)[9]實(shí)現(xiàn)了基于HTML5 的電網(wǎng)圖形軟件,可在瀏覽器中繪制廠站接線(xiàn)圖并操作圖元.

傳統(tǒng)的調(diào)控系統(tǒng)圖形采用CIM/G 格式進(jìn)行存儲(chǔ),有效的避免了電網(wǎng)圖形在I、III 區(qū)之間流轉(zhuǎn)時(shí)由于格式不一致導(dǎo)致的各種問(wèn)題,為電網(wǎng)運(yùn)行和管理提供了強(qiáng)有力的支撐,但其在各級(jí)調(diào)控中心應(yīng)用還存在以下不足:

(1) 目前III 區(qū)電網(wǎng)圖形主要來(lái)自I 區(qū)繪制的系統(tǒng)接線(xiàn)圖,其成圖時(shí)間晚,內(nèi)容樣式單一不夠靈活,難以滿(mǎn)足圖形應(yīng)用展示需要;

(2) 各級(jí)調(diào)控中心III 區(qū)圖形應(yīng)用服務(wù)多樣,導(dǎo)致電網(wǎng)圖形展示形式各異、信息不易共享;

(3) 當(dāng)前調(diào)控系統(tǒng)的電網(wǎng)圖形碎片化,難以整體把握電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),無(wú)法全方位展示各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景及其之間的關(guān)聯(lián)影響.

針對(duì)上述不足,本文提出了一種基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù),詳細(xì)闡述圖形多時(shí)態(tài)管控、圖形可視化、多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示等關(guān)鍵技術(shù),全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖利用調(diào)控云全網(wǎng)模型,擺脫了現(xiàn)有調(diào)控系統(tǒng)電網(wǎng)圖形只能片面有限地展示某些電壓下電網(wǎng)拓?fù)溥B接情況以及運(yùn)行狀況,以致無(wú)法整體全局把控不同時(shí)間段下電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的桎梏,在宏觀上依托各級(jí)調(diào)控中心管轄范圍內(nèi)的廠站、線(xiàn)路聯(lián)絡(luò)關(guān)系構(gòu)成一張電網(wǎng)圖形,統(tǒng)一了圖形展示形式,豐富了圖形應(yīng)用場(chǎng)景,極大提升了電網(wǎng)信息的直觀程度及共享水平.在此電網(wǎng)圖形基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示的目標(biāo),并且層層深入,逐步延伸,最終達(dá)成全網(wǎng)一張圖.

2 總體框架

如圖1所示,基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)依托省級(jí)云和國(guó)分云平臺(tái),分別匯集省、地、縣及國(guó)、分各級(jí)調(diào)控中心的電網(wǎng)模型數(shù)據(jù),通過(guò)模型狀態(tài)管理、圖形時(shí)態(tài)劃分等完成圖形分時(shí)態(tài)展示,進(jìn)而依托圖形可視化實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)場(chǎng)景再現(xiàn).電網(wǎng)圖形在國(guó)分云及省級(jí)云之間通過(guò)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳遞,最終形成宏觀電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)完備、與模型高度統(tǒng)一、可全局共享、實(shí)時(shí)反饋電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖.

圖1 基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示總體框架

全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖應(yīng)用是根據(jù)調(diào)控云全網(wǎng)模型狀態(tài)信息為不同圖形建立唯一時(shí)態(tài)標(biāo)識(shí),進(jìn)行圖模一體化管控[10],從而實(shí)現(xiàn)圖形分時(shí)態(tài)展示.

圖形多時(shí)態(tài)管控實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)圖形時(shí)態(tài)構(gòu)建、維護(hù)和同步功能.圖形根據(jù)模型狀態(tài)從調(diào)控云平臺(tái)全網(wǎng)模型中抽取某一時(shí)刻斷面模型數(shù)據(jù),并為每個(gè)圖形時(shí)態(tài)分配唯一標(biāo)識(shí)[11].維護(hù)人員指定圖形時(shí)態(tài)啟動(dòng)編輯模式,建立圖模維護(hù)任務(wù),于瀏覽器中統(tǒng)一繪制圖形,自動(dòng)更正圖模,保存至相應(yīng)時(shí)態(tài)下時(shí)生成模型變更記錄及圖形變更線(xiàn).在瀏覽器中進(jìn)行圖形編輯更輕量、靈活,方便了多個(gè)用戶(hù)同時(shí)進(jìn)行圖形維護(hù)操作.當(dāng)不同時(shí)態(tài)圖形審核通過(guò)后,可進(jìn)行圖形時(shí)態(tài)同步操作,將其他時(shí)態(tài)下圖形排布同步到當(dāng)前時(shí)態(tài),變更圖形布局,并觸發(fā)圖模變更任務(wù),同步設(shè)備狀態(tài)及投退信息,最后保存并歸檔,更新當(dāng)前時(shí)態(tài)圖形.圖形多時(shí)態(tài)管控大大減輕了電力工作人員周期性繪制電網(wǎng)接線(xiàn)圖的繁重工作量,方便其在線(xiàn)上快速進(jìn)行調(diào)整及周期性發(fā)布,是圖形可視化展示的基礎(chǔ).

圖形可視化通過(guò)對(duì)模型數(shù)據(jù)的處理將圖模信息互相關(guān)聯(lián),生成不同類(lèi)型的圖元,根據(jù)模型地理信息和模型之間的關(guān)聯(lián)信息,生成圖元邏輯布局和聯(lián)絡(luò)關(guān)系,對(duì)于圖元位置采用非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)MongoDB 的空間索引機(jī)制映射其邏輯坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)圖元快速索引布局,基于圖形ID 獲取關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)的模型數(shù)據(jù),達(dá)到同一時(shí)態(tài)圖模數(shù)據(jù)高效渲染展示,其充分展示了當(dāng)前調(diào)度機(jī)構(gòu)管轄區(qū)域下電網(wǎng)連接狀態(tài),分層展示不同電壓等級(jí)及區(qū)域的廠站和線(xiàn)路,統(tǒng)籌了圖形展示形式,整體把握了電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu).

多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示基于圖形可視化組件重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了模塊化的圖形應(yīng)用展示框架和業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析方法,具有高度可擴(kuò)展性及通用性[12,13].圖形應(yīng)用展示框架于圖形上實(shí)現(xiàn)了多可視化應(yīng)用集成或拆分展示,達(dá)到多業(yè)務(wù)場(chǎng)景銜接,再現(xiàn)電網(wǎng)某一斷面運(yùn)行狀態(tài);業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析是以模型為基礎(chǔ),通過(guò)分析不同時(shí)態(tài)下電網(wǎng)圖形中圖元連接關(guān)系,形成可視化應(yīng)用的過(guò)程.多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息話(huà)展示豐富了圖形應(yīng)用場(chǎng)景,全方位展示了電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài),宏觀把控了各種業(yè)務(wù)之間的關(guān)聯(lián)影響.

3 關(guān)鍵技術(shù)

電網(wǎng)接線(xiàn)圖的全息化展示是圖形應(yīng)用擴(kuò)展、業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析、圖模數(shù)據(jù)展示和圖形時(shí)態(tài)同步等模塊相互作用,共同支撐的結(jié)果.圖形多時(shí)態(tài)管控、圖形可視化和多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示等技術(shù)是電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示的核心技術(shù).

3.1 圖形多時(shí)態(tài)管控

3.1.1 圖形時(shí)態(tài)構(gòu)建

在調(diào)控云平臺(tái)環(huán)境中,根據(jù)模型狀態(tài)劃分不同時(shí)態(tài)圖形數(shù)據(jù),創(chuàng)建模型時(shí)態(tài)標(biāo)簽.以當(dāng)前模型數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),根據(jù)模型時(shí)態(tài)標(biāo)簽創(chuàng)建圖形時(shí)態(tài)唯一標(biāo)識(shí),構(gòu)建模型狀態(tài)判定標(biāo)準(zhǔn).通過(guò)模型狀態(tài)判定抽取電網(wǎng)斷面數(shù)據(jù),生成基態(tài)圖形并分配時(shí)態(tài)標(biāo)識(shí),構(gòu)成不同時(shí)態(tài)圖形如圖2所示.

圖2 圖形時(shí)態(tài)構(gòu)建流程

圖形時(shí)態(tài)構(gòu)建時(shí),以電網(wǎng)的未來(lái)、規(guī)劃和運(yùn)行分別對(duì)應(yīng)不同的時(shí)態(tài)集合,每個(gè)時(shí)態(tài)集合各有一個(gè)變更線(xiàn),在各自時(shí)態(tài)基態(tài)圖形上進(jìn)行迭代更新,演化電網(wǎng)狀態(tài)變化.

圖形時(shí)態(tài)構(gòu)建后,以不同時(shí)態(tài)圖形集為基線(xiàn),記錄圖模變更記錄,可回溯圖形演變過(guò)程,追溯電網(wǎng)不同變化階段.圖形保存時(shí),將圖模數(shù)據(jù)寫(xiě)入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)并歸檔.3.1.2 圖形時(shí)態(tài)維護(hù)

在圖形時(shí)態(tài)維護(hù)環(huán)境中,通過(guò)指定時(shí)態(tài)啟動(dòng)圖形編輯,建立多分支差異化圖模維護(hù)任務(wù),以任務(wù)方式對(duì)圖模變更進(jìn)行管控,為多時(shí)態(tài)圖形并發(fā)維護(hù)提供相互隔離的數(shù)據(jù)讀寫(xiě)環(huán)境[14].當(dāng)某一時(shí)態(tài)圖形的全部圖模維護(hù)任務(wù)完成后,各分支不同維護(hù)任務(wù)合并,進(jìn)行差異性比對(duì),列出不同任務(wù)對(duì)圖形中相同圖元的特性化操作清單,選擇接受其中一種修改方式或放棄修改,處理完成后更新圖模信息,審核并發(fā)布圖形,生成記錄如圖3所示.

圖模維護(hù)以關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)為存儲(chǔ)介質(zhì),采用結(jié)構(gòu)化方式更新圖模數(shù)據(jù),以當(dāng)前時(shí)態(tài)圖形集為基準(zhǔn)線(xiàn),通過(guò)瀏覽器對(duì)相應(yīng)圖形時(shí)態(tài)維護(hù)環(huán)境中的圖形和模型進(jìn)行一體化維護(hù).

在瀏覽器中對(duì)圖元進(jìn)行操作時(shí),同步記錄模型變更信息,當(dāng)維護(hù)任務(wù)完成后,進(jìn)行統(tǒng)一模型變更和圖形繪制,實(shí)現(xiàn)圖模統(tǒng)一維護(hù).統(tǒng)一時(shí)態(tài)圖形維護(hù)環(huán)境下,圖形編輯保存通過(guò)任務(wù)鎖及差異比對(duì)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一,防止發(fā)生圖模更新沖突[15].只有當(dāng)前圖形通過(guò)審核并發(fā)布后,才可開(kāi)啟下一階段維護(hù)任務(wù),以保證模型變更記錄和圖形變更線(xiàn)一致.

圖3 圖形時(shí)態(tài)維護(hù)流程

3.1.3 圖形時(shí)態(tài)同步

圖形時(shí)態(tài)同步可分為兩個(gè)階段,分別進(jìn)行圖模同步和圖模變更.在圖模同步階段,基于臺(tái)賬設(shè)備模型抽取出不同時(shí)態(tài)圖形數(shù)據(jù),并在未來(lái)態(tài)及規(guī)劃態(tài)中分別導(dǎo)入規(guī)劃數(shù)據(jù)和新投、退役數(shù)據(jù)進(jìn)行圖模同步,得到未來(lái)態(tài)和規(guī)劃態(tài)圖形.在圖模變更階段,針對(duì)審核后的未來(lái)態(tài)圖形,引用其圖形排布,在規(guī)劃態(tài)變更圖模時(shí),改變圖形布局使其符合在未來(lái)態(tài)下規(guī)劃的排布,通過(guò)維護(hù)得到規(guī)劃態(tài)圖形.在規(guī)劃態(tài)圖形審核發(fā)布時(shí),由設(shè)備狀態(tài)變化觸發(fā)臺(tái)賬變更,引起運(yùn)行態(tài)圖形改變.運(yùn)行態(tài)圖形在引用規(guī)劃態(tài)圖形排布后,變更圖模信息,審核并發(fā)布后歸檔圖形如圖4所示.

圖形時(shí)態(tài)同步根據(jù)不同時(shí)態(tài)間圖模轉(zhuǎn)換規(guī)則,將不同時(shí)態(tài)下圖模數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了原本彼此隔離的圖形信息之間的相互共享,避免了重復(fù)進(jìn)行圖形繪制的額外工作,為不同時(shí)態(tài)間圖形相互演化提供了通道,使得電網(wǎng)圖形未來(lái)轉(zhuǎn)運(yùn)行有了規(guī)劃判斷依據(jù).

電網(wǎng)圖形從未來(lái)態(tài)、規(guī)劃態(tài),到運(yùn)行態(tài)的全過(guò)程實(shí)時(shí)管控,記錄了電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)變化的整個(gè)過(guò)程,并實(shí)現(xiàn)了全網(wǎng)設(shè)備異動(dòng)的全程管理,滿(mǎn)足了圖形應(yīng)用的需求,是電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示的根基.

3.2 圖形可視化

傳統(tǒng)調(diào)控系統(tǒng)多采用基于XML 的SVG 圖形格式用于電網(wǎng)圖形展示,具有圖像質(zhì)量高,圖形小,保存方便,可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn),且其文件格式具有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,方便進(jìn)行交互和轉(zhuǎn)換[16,17].但當(dāng)SVG 圖形中元素過(guò)多時(shí),會(huì)出現(xiàn)圖形加載緩慢,圖元操作不便,動(dòng)態(tài)渲染卡頓等問(wèn)題,不利于通過(guò)瀏覽器進(jìn)行圖形維護(hù)及應(yīng)用專(zhuān)題擴(kuò)展,因此需要將圖形緩存,提高其渲染能力及應(yīng)用效果.

MongoDB[18]作為非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的典型代表,其不需要固定的表結(jié)構(gòu),數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式靈活,并且還具有大數(shù)據(jù)量高并發(fā)、讀取效率高、全索引等優(yōu)點(diǎn),能快速對(duì)圖模數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存.因此采用MongoDB 作為圖形緩存介質(zhì),通過(guò)其空間索引機(jī)制將緩存數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)推送到Web 前端,有效地提升了圖形的渲染效率及易擴(kuò)展性,并且可按電力系統(tǒng)資源配置的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)出用于交互的SVG 電網(wǎng)圖形.

圖形可視化[19]是Web 瀏覽器觸發(fā)指定時(shí)態(tài)圖形進(jìn)行模型數(shù)據(jù)處理、圖模數(shù)據(jù)緩存、圖形信息展示的過(guò)程.圖形可視化呈現(xiàn)不同時(shí)態(tài)圖模數(shù)據(jù)給用戶(hù),方便于其直觀追溯任意時(shí)刻電網(wǎng)狀態(tài),是各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示的有力支撐,圖形可視化流程如圖5所示.

Web 前端通過(guò)圖形索引頁(yè)面獲取不同時(shí)態(tài)圖形,訪問(wèn)指定圖形,通過(guò)其信息從MongoDB 緩存中查詢(xún)對(duì)應(yīng)的圖模數(shù)據(jù).如果緩存中無(wú)對(duì)應(yīng)圖模數(shù)據(jù),向后端發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求,后端接受請(qǐng)求后,處理圖模數(shù)據(jù)并推送至MongoDB 中,再次打開(kāi)同一幅圖形時(shí)直接從緩存中獲取數(shù)據(jù),無(wú)需向后端請(qǐng)求;如果緩存中存在對(duì)應(yīng)圖模數(shù)據(jù),直接從緩存中獲取.獲取到圖模數(shù)據(jù)后,通過(guò)MongoDB的空間索引機(jī)制將其映射到前端,生成對(duì)應(yīng)的圖元信息和圖形布局,刷新圖形畫(huà)面并展示.

3.3 多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示

電網(wǎng)接線(xiàn)圖的多業(yè)務(wù)場(chǎng)景全息化展示能實(shí)現(xiàn)歷史和未來(lái)模型的可視化以及檢修計(jì)劃、故障預(yù)案、斷面極限、保護(hù)配置等管理數(shù)據(jù)以圖形方式直觀展示[20].通過(guò)圖形發(fā)布時(shí)間標(biāo)簽,進(jìn)行圖形溯源,反演歷史場(chǎng)景時(shí)調(diào)用運(yùn)行態(tài)已歸檔圖形展示;監(jiān)控實(shí)時(shí)狀態(tài)時(shí)調(diào)用運(yùn)行態(tài)當(dāng)前圖形展示;分析未來(lái)方式時(shí)首先調(diào)用規(guī)劃態(tài)圖形,如果規(guī)劃態(tài)中不存在再去未來(lái)態(tài)中查找圖形,以此達(dá)到某一時(shí)刻斷面電網(wǎng)圖模數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)一致,真實(shí)地反映電網(wǎng)情況,準(zhǔn)確地展示任意時(shí)刻電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài).

圖4 圖形時(shí)態(tài)同步流程

圖5 圖形可視化流程

在圖形多時(shí)態(tài)管控及可視化的基礎(chǔ)上,通過(guò)瀏覽器進(jìn)行展示,利于各種電網(wǎng)信息在圖形上疊加.且由于電網(wǎng)接線(xiàn)圖是從整體宏觀角度全面展示電網(wǎng)的連接情況、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),展示層次逐級(jí)深入,由全網(wǎng)向省、地、縣級(jí)網(wǎng)延伸,豐富了圖形的應(yīng)用場(chǎng)景,提升了各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的展示程度,圖形全息化展示流程如圖6所示.

圖6 圖形全息化展示流程

瀏覽器打開(kāi)圖形,在進(jìn)行圖模數(shù)據(jù)解析時(shí),調(diào)用管理數(shù)據(jù)服務(wù)訪問(wèn)接口,獲取圖模數(shù)據(jù)中模型ID 相關(guān)的管理數(shù)據(jù)進(jìn)行業(yè)務(wù)場(chǎng)景分析,形成專(zhuān)題應(yīng)用并在經(jīng)過(guò)模型數(shù)據(jù)處理及圖形信息分析后的圖形可視化組件上擴(kuò)展,實(shí)現(xiàn)全息化展示.

基于調(diào)控云的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù),在電網(wǎng)全模型自動(dòng)成圖及圖形分層分區(qū)管理維護(hù)基礎(chǔ)上疊加電網(wǎng)接線(xiàn)方式和運(yùn)行方式、疊加電網(wǎng)潮流分布、疊加綜合智能告警、疊加設(shè)備故障與缺陷信息、疊加保護(hù)配置信息、疊加設(shè)備檢修信息等.從各專(zhuān)業(yè)角度組合觀察電網(wǎng)及運(yùn)行狀態(tài),為專(zhuān)業(yè)應(yīng)用提供準(zhǔn)確全面基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和可視化支撐,形成檢修可視化、潮流可視化、故障可視化等應(yīng)用模塊,全面展示了電網(wǎng)實(shí)時(shí)或某一歷史斷面狀態(tài)下拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式.電網(wǎng)接線(xiàn)圖能有效支撐多種電力業(yè)務(wù)場(chǎng)景的全息化展示,為電力工作人員確認(rèn)電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及運(yùn)行狀態(tài),快速開(kāi)展工作提供了強(qiáng)有力的保障[21].電網(wǎng)接線(xiàn)圖展示成果如圖7所示.

圖7 電網(wǎng)接線(xiàn)圖

4 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

傳統(tǒng)調(diào)控系統(tǒng)中電網(wǎng)接線(xiàn)圖如圖8所示.由圖8可知,以往電網(wǎng)接線(xiàn)圖樣式單一,僅展示有限電壓等級(jí)的電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)信息片面,無(wú)法宏觀把握整個(gè)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行狀態(tài),且存在只能展示單一應(yīng)用場(chǎng)景的局限,難以滿(mǎn)足潮流、檢修、故障等各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景貫通的需要.

全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖相比傳統(tǒng)電網(wǎng)圖形達(dá)成了基于調(diào)控云的圖形時(shí)態(tài)管控,其圖元樣式多樣,圖形信息可動(dòng)態(tài)加載,能夠定制展示風(fēng)格,展示形式豐富,且在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地區(qū)亦能快速渲染展示,解決III 區(qū)傳統(tǒng)電網(wǎng)圖形實(shí)時(shí)狀態(tài)反饋滯后的問(wèn)題,及時(shí)把控電網(wǎng)運(yùn)行狀況.通過(guò)全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖,各個(gè)調(diào)控中心能夠形成各自特色的電網(wǎng)圖形,且在其上達(dá)成自身管理業(yè)務(wù)需要的各個(gè)場(chǎng)景,實(shí)現(xiàn)了各業(yè)務(wù)場(chǎng)景貫通的全息化展示.并且,全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖在不同級(jí)別調(diào)控中心之間可縱向互聯(lián),在同一級(jí)別調(diào)控中心之間可橫向延伸,實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)圖形在不同地區(qū)間的遠(yuǎn)程調(diào)閱.電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)與傳統(tǒng)方法比較結(jié)果如表1所示.

圖8 調(diào)控系統(tǒng)電網(wǎng)圖形

表1 電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)與傳統(tǒng)方法對(duì)比

5 應(yīng)用實(shí)例

本文提出的基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)已成功應(yīng)用在多個(gè)地區(qū)的省級(jí)及以上調(diào)控中心,根據(jù)國(guó)分省一體化調(diào)度的要求,全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖應(yīng)用服務(wù)分別部署在國(guó)分云及省級(jí)云環(huán)境下,可通過(guò)瀏覽器直接訪問(wèn).

電網(wǎng)接線(xiàn)圖在國(guó)分云已生成華東分中心電網(wǎng)圖形,并且在多個(gè)省級(jí)云部署,在浙江正式上線(xiàn).國(guó)、分、省、地、縣各級(jí)調(diào)控中心分別生成各自的電網(wǎng)圖形,在Web 界面中編輯維護(hù),利用與已有模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系同步更新模型數(shù)據(jù),建立了國(guó)、分、省及省、地、縣兩級(jí)數(shù)據(jù)同步機(jī)制,實(shí)現(xiàn)圖模的共享以及按調(diào)度級(jí)別分層分區(qū)維護(hù).

電網(wǎng)接線(xiàn)圖疊加各種電網(wǎng)信息,展示多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景,宏觀整體把控各級(jí)調(diào)控中心管轄范圍內(nèi)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及狀態(tài),達(dá)到了各種電網(wǎng)信息全息化展示的目標(biāo).應(yīng)用可視化展示的部分效果如圖9所示.

圖9 應(yīng)用可視化

6 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用結(jié)果顯示,本文提出的基于調(diào)控云的電網(wǎng)接線(xiàn)圖全息化展示技術(shù)探索了國(guó)分省地縣一體化圖模多時(shí)態(tài)管控機(jī)制,國(guó)分省地縣圖形融洽銜接,實(shí)現(xiàn)可縱向擴(kuò)展、橫向延展的電網(wǎng)接線(xiàn)圖,統(tǒng)一了各級(jí)調(diào)控中心圖形展示形式,方便了信息的共享.通過(guò)圖形時(shí)態(tài)維護(hù)同步及時(shí)從源端維護(hù)未來(lái)態(tài)、規(guī)劃態(tài)、運(yùn)行態(tài)的圖模;基于調(diào)控云全網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)及電網(wǎng)斷面數(shù)據(jù),開(kāi)發(fā)全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖應(yīng)用,豐富了圖形展示內(nèi)容及樣式,極大滿(mǎn)足了III 區(qū)各種業(yè)務(wù)場(chǎng)景展示的需要.全息電網(wǎng)接線(xiàn)圖全尺度全方位展示電網(wǎng)接線(xiàn)方式及運(yùn)行方式,強(qiáng)有力地推進(jìn)了電網(wǎng)圖形可視化展示程度以及極大地提升了調(diào)控中心對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的全過(guò)程管控能力.