SVG在電力調(diào)度自動化中的應用

龔智敏，馮 闖

（國網(wǎng)淮南供電公司調(diào)控中心，安徽 淮南 232000）

電力調(diào)度是有效控制整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的有效方法之一，在維持電網(wǎng)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性方面發(fā)揮著保障性作用?？煽s放矢量圖形（SVG）是國家相關(guān)部門對外正式推薦的圖形格式之一，SVG自帶的優(yōu)勢特征是其他圖形格式不能比的。怎樣合理地將SVG用于電力調(diào)度自動化領(lǐng)域中，是業(yè)內(nèi)人員高度關(guān)注的問題之一。既往研究發(fā)現(xiàn)[1]，在電力系統(tǒng)中SVG能提供可視化的數(shù)據(jù)圖形，改善電網(wǎng)系統(tǒng)圖形階段其在可遷移性、可拓展性等方面表現(xiàn)出良好效能，可顯著提升工作效率，值得在電力領(lǐng)域中普及應用。

1 SVG概述

SVG 為一種應用XML 去描述二維圖像的語言，IEC組織明確要求將SVG作為公共圖形交互的標準。最新頒發(fā)的標準允許基于SVG 格式交換不同EMS廠商的圖形文件，借此方式去提高圖形資源的共享效率，等同于利用SVG格式存儲、互換圖形，EMS系統(tǒng)有輸入/輸出SVG 圖形文件的功能，并在標準SVG瀏覽器內(nèi)經(jīng)其轉(zhuǎn)變成內(nèi)部圖形格式以后，對圖形進行瀏覽或者操作其內(nèi)設(shè)備。SVG圖形的主要特征如下：

XML 標準為基準。XML 是當下世界上各個國家公認的具有無限生命力的一種網(wǎng)絡(luò)標記語言，其伸縮性、靈活性均處于較高層次上。

矢量圖形。矢量圖形呈現(xiàn)出的規(guī)格大小能進行無級式縮放，做出任何改變后均不會影響圖形質(zhì)量。

文本是構(gòu)成圖形的主要因素。只在一臺平板電腦的協(xié)助下便能形成一個完整的SVG圖像，以文本格式為基礎(chǔ)建設(shè)出的SVG圖形，為后期修正與更新相關(guān)內(nèi)容創(chuàng)造了極大便利條件。

支持交互過程。SVG 配置了完善度很高的DOM接口，便于各種類型編程、腳本語言快捷地操作自身內(nèi)的各個元素；內(nèi)部設(shè)置了對JavaScript的支持屬性，在JavaScript 的協(xié)助下能為SVG 增設(shè)交互程序[2]。

文件格式的靈活性較高。SVG敏捷、靈活的拓展了圖形的文件格式，具體是由矢量圖形、文字與點陣圖像3大部分構(gòu)成。

2 電力調(diào)度自動化的技術(shù)分析

2.1 模塊化和分布式技術(shù)

對于電力系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)度工作，為達到自動化處理，重要的問題便是怎樣應對模塊化功能與分布式處置。分析電力系統(tǒng)的構(gòu)成，組件能較高效、獨立的落實處理工作，在各種組件的協(xié)助下，結(jié)構(gòu)的分布式處理工作也會有效落實。不同組件對應的系統(tǒng)功能存在差異，不同層次上的構(gòu)件若能處理好異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的交互問題，則有助于提升電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化水平。

2.2 面向?qū)ο蠹夹g(shù)

“對象”是具有屬性、動作的一個邏輯個體。面向?qū)ο蠹夹g(shù)，等同于把工作的處理轉(zhuǎn)變成處理對象，而后在計算機的控制下達到自動化調(diào)度的目的。在電力系統(tǒng)調(diào)度工作中，須動態(tài)采集與分析各項運行數(shù)據(jù)，可以配合使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)去優(yōu)化相關(guān)數(shù)據(jù)，處理過程十分便捷，電力系統(tǒng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對象化處理，能規(guī)避數(shù)據(jù)混淆問題，為系統(tǒng)調(diào)度自動化實現(xiàn)提供更可靠、全面的數(shù)據(jù)支撐[3]。

2.3 綜合自動化技術(shù)

電力調(diào)度自身就是面向整個系統(tǒng)的一個協(xié)調(diào)工作，調(diào)度工作自身也有綜合化管理的現(xiàn)實需求。構(gòu)建全局數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，能夠整體錄入電力系統(tǒng)的可協(xié)調(diào)內(nèi)容信息，為電力系統(tǒng)自動化調(diào)度提供更全面的數(shù)據(jù)信息作參考，規(guī)避因片面運行相關(guān)調(diào)度工作而對電力系統(tǒng)內(nèi)部分流程的運作安全性形成不良影響。

2.4 值守模式

自動化調(diào)度的終極目標是實現(xiàn)無人操作，從理論上分析，完全的無人操作不利于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。但是站在電網(wǎng)調(diào)度的視角出發(fā)，加強自動化技術(shù)的應用，是建設(shè)無人值守工作模式的重要基礎(chǔ)，有益于提升電力系統(tǒng)的運作效率，實時監(jiān)控電網(wǎng)的運行狀態(tài)。

3 電力調(diào)度自動化中SVG的應用分析

3.1 圖元建模

圖元（或者符號），是用來闡述電力系統(tǒng)不同對象在圖形中的呈現(xiàn)方式，比如可以把開關(guān)顯示成小車形狀，也可以顯示成標準式開關(guān)形狀，在接收方準許不使用該項內(nèi)容，或者是將其替換成自己設(shè)計出的符號內(nèi)容[4]。

首先，通過分析電力接線圖示，各個電氣元件均是由數(shù)個基本的結(jié)合圖形構(gòu)成，利用科學合理的方式組合SVG 提供的6 個基本圖形元素，能夠?qū)ν馇逦爻尸F(xiàn)出電網(wǎng)內(nèi)的各類電氣器件，而后利用SVG 技術(shù)內(nèi)的標簽功能，即使用標簽對不同器件一一標識，把各個電氣元件設(shè)計成一個組（group），比如變壓器原圖便是由2 個圓構(gòu)成的，這樣便能用SVG 圖形描述電力系統(tǒng)內(nèi)不同器件的圖元。事實上，每個器件均會和一個數(shù)字模型存在相互對應關(guān)系，借此方式使系統(tǒng)內(nèi)各器件的描述均具備著現(xiàn)實意義。

其次，使用SVG圖形技術(shù)的另一個目的是實現(xiàn)圖模一體化，“圖”實質(zhì)上就是SVG圖形，“?！笔且訡M 為基礎(chǔ)建成的數(shù)據(jù)庫，建設(shè)圖模一體的圖形資源模型，是提升電力系統(tǒng)圖形應用級別的前提條件?？梢岳梦臋n對象與Java 語言建模，依照前期設(shè)定的具體目標去解讀文件格式的科學性，繼而把其轉(zhuǎn)變成為可視化標準，而后在該標準的協(xié)助下把圖形模型傳送至服務器與瀏覽器內(nèi)。

電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)控畫面內(nèi)的圖元主要有靜態(tài)文本、電氣元件圖元2種類型，前者的作用主要是闡釋說明，在SVG文件內(nèi)與之相對應的便是一個，監(jiān)控畫面內(nèi)其是恒定不變的，無需進行動態(tài)呈現(xiàn)；后者屬于實時顯示圖元，在數(shù)據(jù)庫內(nèi)各圖元均對應一個id，在SVG 文件內(nèi)也有一個和其相對應的id，以上2 個id 設(shè)置實現(xiàn)統(tǒng)一化，建設(shè)數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控畫面上的圖元的對應關(guān)系，便能實現(xiàn)圖模一體化[5]。

最后，關(guān)于發(fā)布模式的問題，外聯(lián)法、內(nèi)嵌法均是可供選擇的方法，前者能直接把信息數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi)，縣級目標與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的屬性數(shù)據(jù)，參照前期設(shè)定的關(guān)系，有針對性的從數(shù)據(jù)庫內(nèi)提取有關(guān)數(shù)據(jù)信息；內(nèi)嵌法是現(xiàn)有文件內(nèi)清晰標注SVG圖形，并直接進行存儲。相比較之下，外聯(lián)法的應用頻率相對較高。

4 基于SVG圖形的Web發(fā)布系統(tǒng)

B/S和C/S結(jié)構(gòu)均是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)布結(jié)構(gòu)的常見類型，C/S 結(jié)構(gòu)應用階段要求務必將相關(guān)軟件裝設(shè)在客戶端上，增加了系統(tǒng)維護和管理的難度；B/S 結(jié)構(gòu)使用簡便、便于管理控制、對客戶端提出的要求較低，有逐漸將C/S結(jié)構(gòu)取代的趨勢。利用C/S 3層結(jié)構(gòu)建設(shè)實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)，如圖1所示[6]。只需要將SVG 插件安裝到瀏覽器內(nèi)，Adobe SVG Viewer3.0。

圖1 實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)

4.1 動態(tài)發(fā)布數(shù)據(jù)

為能確保設(shè)備裝置實時呈現(xiàn)出最新的狀態(tài)，需對設(shè)備當下狀態(tài)數(shù)據(jù)進行刷新處理，通常而言，定時刷新頁面是較容易操作的方法。當服務器接收到有關(guān)刷新命令后，便會再度生成新的SVG圖形，而后把SVG圖形完整的傳送到瀏覽器內(nèi)。但以上這種形式運行階段暴露出如下兩點不足：

刷新階段，瀏覽器頁面會有閃爍表現(xiàn)；

因服務器生成了SVG圖形，鑒于服務器須處理內(nèi)容繁多的現(xiàn)實狀況，這在很大程度上添加服務器的工作負荷。

為應對如上問題，利用XML封裝處理設(shè)備的最新狀態(tài)是有效方法之一，具體是利用LOAD 函數(shù)去求算出服務器的最新狀態(tài)數(shù)據(jù)，DOM分析處理這些數(shù)據(jù)，而后有針對性、實時地整改SVG圖形。

在不同方式下調(diào)取使用LOAD函數(shù)獲得新數(shù)據(jù)，可能會因網(wǎng)絡(luò)延遲而造成瀏覽器無響應，而若能改用異步方式讀取數(shù)據(jù)，則能有效規(guī)避以上問題。在調(diào)用LOAD函數(shù)后，JavaScript依然會持續(xù)執(zhí)行，數(shù)據(jù)被讀取后，系統(tǒng)將會自動把Real TimeData對象的readState 屬性設(shè)定成“complete”，提示數(shù)據(jù)讀取工作結(jié)束。

關(guān)于設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的封裝方法，根標簽采用表示；第二級標簽代表設(shè)備的所屬類型；第三級標簽表示的是設(shè)備的名稱，使用id 號；第四級標簽代表的是設(shè)備的當下的運作狀態(tài)。比如[7]：

代表的是變壓器#1所處的運行狀態(tài)，以上這些數(shù)據(jù)均是服務器實時生成的。

4.2 報警功能

監(jiān)控系統(tǒng)對設(shè)備運行反常狀態(tài)提醒的時效性提出較高要求。若現(xiàn)實操作存在偏差或者信道傳送極端出現(xiàn)干擾因素，均可能導致抵達設(shè)備的操控命令失真，不利于設(shè)備安全、常態(tài)運作。在這樣的工況下，調(diào)度端設(shè)備圖元會參照預先設(shè)定的報警等級，第一時間傳送出報警聲音，通知調(diào)度端盡早做出決策進行處理。該項功能是利用SVG 引用外界的WAV 或者MP3 等格式相配套的聲音文件，通過設(shè)置元素的屬性去發(fā)揮自身的報警功能[8]。使用該項功能階段，須采用xlink:href去指明所須播放的外部聲音文件的URL，volume主要用于指明聲音播放時音量強弱程度，該項指標對應值越大，音量也就越大。Begin 主要用于設(shè)定聲音文件開始播放的具體時間點，在接收到報警指示命令時便對外發(fā)出報警聲音，repeateCount 決定報警信號的發(fā)出次數(shù)，通常會被設(shè)定為“無限次”，但有電網(wǎng)調(diào)度工作人員點擊該設(shè)備圖元時方暫停播放。

5 結(jié)束語

SVG圖形界面優(yōu)美、闡述能力強，能夠?qū)崿F(xiàn)平滑縮放且具備較好的開放性等優(yōu)勢，為不同廠商之間的圖形信息互換創(chuàng)造了便利條件，提升了圖形信息資源的共享效率?；赟VG制定的實時數(shù)據(jù)發(fā)布方案采用了實時數(shù)據(jù)庫，客戶端基于SVG圖形格式進行顯示。以上這種數(shù)據(jù)發(fā)布方案有呈現(xiàn)效果清楚、快速及實現(xiàn)流程快捷及可遷移性等特征。

在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi)，SVG 圖形技術(shù)有著廣闊的應用前景，科東公司在全面分析SVG 標準，歸納國內(nèi)外EMS 圖形支持平臺研發(fā)經(jīng)驗的技術(shù)上，利用Java、SVG 技術(shù)等研發(fā)出和SVG 技術(shù)標準相配套的新型EMS 圖形交換接口，成為了SVG 走向工程應用領(lǐng)域中的一項重要標志，有較高的推廣價值。