電力系統(tǒng)信息集成的可視化展示框架設(shè)計(jì)

廖榮濤　余錚　馮浩

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，電力系統(tǒng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，所使用的信息采集方式也更加豐富，各種專業(yè)方向的電力運(yùn)行和管理系統(tǒng)也逐漸增多。基于這樣的現(xiàn)狀，所出現(xiàn)的問題就是海量的數(shù)據(jù)和信息孤島之間的矛盾，弱化了電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，使得原始數(shù)據(jù)將運(yùn)行人員實(shí)際關(guān)注的信息數(shù)據(jù)所覆蓋，又由于所呈現(xiàn)出的數(shù)據(jù)分析不夠精簡、綜合性和代表性較低，降低了運(yùn)行人員對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的掌握的及時(shí)性。本文就電力系統(tǒng)信息集成的可視化展示框架設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的分析和論述。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；信息集成；可視化

中圖分類號(hào)TM7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2016）06-0066-01

電力系統(tǒng)的運(yùn)行管理水平與信息技術(shù)的發(fā)展，兩者之間具有互相促進(jìn)、互相影響的關(guān)系，因?yàn)樾畔⒓夹g(shù)的發(fā)展，可以有效推動(dòng)各類型電網(wǎng)運(yùn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的改善和發(fā)展，電力系統(tǒng)管理水平的提高，則為信息技術(shù)提出了更高的要求，所以兩者相輔相成，謀求電力系統(tǒng)管理水平更高、信息技術(shù)發(fā)展更快更好。筆者通過對(duì)多方面相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，同時(shí)對(duì)其相應(yīng)的應(yīng)用需求也做了橫向與縱向的對(duì)比，在做了充分的準(zhǔn)備工作的前提下，設(shè)計(jì)了相應(yīng)的信息集成和可視化展示框架，這一設(shè)計(jì)可以有效解決或者緩解目前電力系統(tǒng)運(yùn)行中存在的一些問題。

目前較為明顯的大量數(shù)據(jù)與信息之間數(shù)量和系統(tǒng)管理的不平衡和不匹配，導(dǎo)致了系統(tǒng)管理人員對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際情況沒有清晰明確的掌握和認(rèn)識(shí)，對(duì)相關(guān)的發(fā)展方向和潛在的風(fēng)險(xiǎn)等方面的認(rèn)知度就更低了，然而由于技術(shù)水平不夠高，就使得信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和功能相對(duì)單一。電力系統(tǒng)可以說是我國國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，在日益發(fā)達(dá)的社會(huì)大環(huán)境下，電網(wǎng)的規(guī)模在不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的互聯(lián)功能也有了非常明顯的提升；為保證電網(wǎng)在大規(guī)模的的環(huán)境下正常運(yùn)行，需要建立起多方面與電力系統(tǒng)相匹配的管理系統(tǒng)，筆者認(rèn)為實(shí)現(xiàn)可視化展示框架的設(shè)計(jì)，需要先將各種電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和相關(guān)的信息進(jìn)行整合，然后對(duì)其進(jìn)行全面、深度的分析，最終講可視化的效果呈現(xiàn)于用戶眼前，同時(shí)提供相應(yīng)的操作說明；使得用戶在設(shè)定的權(quán)限內(nèi)，通過對(duì)信息的查看，就可以對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的掌握和了解。

1.可視化展示框架介紹

本展示框架包含有系統(tǒng)集成層、智能信息引擎層和可視化展示層3個(gè)層次，如圖1所示。其中系統(tǒng)集成層，主要通過多種方式渠道，將相關(guān)的運(yùn)行和管理的信息數(shù)據(jù)做一個(gè)集成，這一層面的集成，不是依靠簡單的將多方面的系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集集合，而是電網(wǎng)的全景模式下，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行抽取、過濾，最后存儲(chǔ)；將大多數(shù)據(jù)之間存在的差異進(jìn)行弱化處理，以更更好地可視化效果向用戶呈現(xiàn)出更為具體和實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)。

智能信息引擎層包含有多個(gè)關(guān)鍵性較強(qiáng)的性能指標(biāo)，主要有分析引擎、操作控制引擎、狀態(tài)感知、決策分析等功能，通過諸多動(dòng)能指標(biāo)的運(yùn)行，幫助實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的順利運(yùn)行。可視化展示層，從多個(gè)角度、多個(gè)層面對(duì)電網(wǎng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)進(jìn)行充分的展示；展示的角度從基于全景的整體視圖到更具針對(duì)性質(zhì)的基于主題的專題視圖，從基于全景信息的綜合展示和異常告警信息的關(guān)聯(lián)展示等多方面綜合與具體相結(jié)合的展示方式，完成可視化的展示功能。

在這一框架設(shè)計(jì)下，不同應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)有機(jī)集成在數(shù)據(jù)中心，通過全景視圖的方式對(duì)外發(fā)布，智能信息引擎對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和提煉，以可視化的方式將電網(wǎng)的狀態(tài)信息展示給客戶。達(dá)到的效果則是用戶不再面對(duì)零散的多個(gè)系統(tǒng)和海量的原始數(shù)據(jù)，而是有效組織電網(wǎng)的全景數(shù)據(jù)和經(jīng)過提煉的電網(wǎng)狀態(tài)信息。

2.框架各層的設(shè)計(jì)組成及功能分析

以提出的結(jié)構(gòu)框架為基礎(chǔ)，對(duì)各層的設(shè)計(jì)組成及功能進(jìn)行詳細(xì)的介紹。

2.1系統(tǒng)集成層

系統(tǒng)集成層內(nèi)部的數(shù)據(jù)獲取層，其主要功能是，將各個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用中的數(shù)據(jù)，采用ETL技術(shù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，由于電力系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源渠道和文件格式參差不齊，差異性較大，所以在獲取數(shù)據(jù)之后，需要通過指定的技術(shù)將數(shù)據(jù)進(jìn)行合理統(tǒng)一的轉(zhuǎn)換；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層的功能定義很簡單，就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的處理過程，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中出現(xiàn)的數(shù)據(jù)和信息較為復(fù)雜混亂，沒有具體統(tǒng)一的定義，為實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一管理與調(diào)取，則需要對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)發(fā)布層是在企業(yè)服務(wù)總線的基礎(chǔ)上，對(duì)多種文件、信息、數(shù)據(jù)的發(fā)布進(jìn)行具體相應(yīng)的安排和設(shè)定，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行更具開放性和可擴(kuò)展性。

2.2智能信息引擎層

在可視化展示框架中，智能信息引擎層是其核心內(nèi)容，是一個(gè)連接上下層的橋梁樞紐；這一層主要包含有指標(biāo)分析引擎、決策分析引擎和操作控制引擎，其中指標(biāo)分析引擎是對(duì)相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行抽取、分析和預(yù)警3方面，首先抽取是指通過一個(gè)統(tǒng)一的接口，從信息集成層獲取信息；指標(biāo)分析是通過固有的規(guī)則或算法，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行中多方面應(yīng)有的狀態(tài)指標(biāo)進(jìn)行具有針對(duì)性的分析；指標(biāo)預(yù)警是在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，時(shí)刻對(duì)其進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有指標(biāo)異常或安全穩(wěn)定等方面問題時(shí)，啟動(dòng)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的分析決策功能，幫助運(yùn)行人員在解決問題時(shí)有據(jù)可循。

決策分析引擎主要是為了在電網(wǎng)運(yùn)行中，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的操控，并且具有較高的事故分析、決策和處理的能力。操作控制引擎主要是根據(jù)已經(jīng)確定的操控流程運(yùn)行，在具體的任務(wù)導(dǎo)向下完成流程化的控制任務(wù)；操作控制引擎可以為任務(wù)的執(zhí)行提供操作界面、發(fā)送具體的執(zhí)行命令，并且監(jiān)控任務(wù)完成的整個(gè)過程，并且最終生成具體的任務(wù)記錄。

2.3可視化展示層

目前，我國電網(wǎng)行業(yè)的可視化技術(shù)發(fā)展迅速，通過與信息引擎層的交互，將分析的結(jié)果以可視化的方式展示出來；筆者所這幾的框架在實(shí)現(xiàn)可視化數(shù)據(jù)信息的展示過程中，更注重對(duì)所展示信息與實(shí)際的電力信息之間的相符度，以增加系統(tǒng)的可行性和準(zhǔn)確性。

3.結(jié)論

針對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)目前的現(xiàn)狀，存在應(yīng)用系統(tǒng)種類、數(shù)量繁多，不具有統(tǒng)一規(guī)劃的性能，使得運(yùn)行人員在管控的過程中存在大量的不確定性，包括其他方面的問題，筆者提出設(shè)計(jì)的這一電力系統(tǒng)信息集成的可視化展示框架，可以將多類型數(shù)據(jù)集成顯示于全景模型中，經(jīng)過智能信息引擎的具體分析，最終講數(shù)據(jù)信息以可視化的形式展現(xiàn)于用戶眼前，使得系統(tǒng)的運(yùn)行、數(shù)據(jù)的分析、工作人員的管理都變得更加簡單統(tǒng)一，尤其還可以幫助運(yùn)行人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行精確、及時(shí)的了解和掌握。