在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中可視化技術(shù)的應(yīng)用

文/李翠紅，國網(wǎng)河南省電力公司漯河供電公司

1 引言

隨著電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大，其中存儲的信息越來越多樣化和海量化，如警報信息、故障信息以及狀態(tài)信息等，通過簡單的工具可以方便操作人員快速精確的找到故障位置以及了解故障情況，并且及時采取有效的應(yīng)對措施加以解決。可視化技術(shù)是一種基于計算機(jī)圖形學(xué)的新技術(shù)它可以提供一種獨特的數(shù)據(jù)表示形式，在豐富信息展示類型的同時，更容易被人們接受，有利于電力調(diào)度效率的提升。

2 可視化技術(shù)分析

2.1 可視化技術(shù)的基本概述

電力系統(tǒng)中的可視化技術(shù)主要就是將電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)、各種屬性等通過可視化技術(shù)中的各種先進(jìn)技術(shù)和算法進(jìn)行處理之后，以圖片、圖形的形式呈現(xiàn)出來，方便操作人員能夠具體的了解電力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，從而采取針對性的措施。運用可視化技術(shù)具有多種功能：①它不僅可以將系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成圖片和圖形的形式，豐富信息內(nèi)容，方便操作人員更好的發(fā)展系統(tǒng)的運行規(guī)律；②操作人員開可以觀看可視化技術(shù)計算的全過程，并且能夠及時調(diào)整參數(shù)，使得結(jié)果更加合理科學(xué)；③提升處理數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效率，實現(xiàn)對信息數(shù)據(jù)的高效運用，及時發(fā)現(xiàn)自動化電力調(diào)度環(huán)境下出現(xiàn)的各種故障，并采取有效措施加以解決，保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行。

2.2 可視化技術(shù)的基本發(fā)展情況

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，信息化成為了當(dāng)今時代發(fā)展的主要特征，尤其是電力企業(yè)的信息化發(fā)展，各種大量信息數(shù)據(jù)逐漸涌現(xiàn)出來，并且已經(jīng)超過了人們的理解范圍和處理能力，由于缺乏有效的信息數(shù)據(jù)分析和處理手段，大約會有90%左右的信息數(shù)據(jù)被忽略和浪費，在一定程度上限制了電力企業(yè)的發(fā)展。而可視化技術(shù)屬于計算機(jī)圖形學(xué)的一部分，它可以作為大量數(shù)據(jù)處理的有效手段，并且被應(yīng)用到電力系統(tǒng)發(fā)展中去，對電力系統(tǒng)的運行效率有著重要的提升作用。

3 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.1 二維可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.1.1 單品圖法。二維可視化技術(shù)中的單拼圖法能夠?qū)?shù)據(jù)信息內(nèi)容呈現(xiàn)出來，其應(yīng)用具體分為以下幾個步驟。①對單拼圖法下的最大數(shù)據(jù)進(jìn)行明確，然后定位矩形區(qū)域，并對其背景進(jìn)行填充；②要結(jié)合具體的越限情況，在確定的矩形區(qū)域內(nèi)繪制內(nèi)切圓，最后選擇規(guī)定的顏色進(jìn)行填充；③在確定扇形位置和比例的過程中，應(yīng)該參照最大值的設(shè)定和目前數(shù)據(jù)值進(jìn)行明確；④在結(jié)合具體的越限情況確定區(qū)域的顏色，并繪制扇形和填充顏色。

3.1.2 等值線法。在自動化系統(tǒng)中運用等值線法能夠顯示出多種不同類型的數(shù)據(jù)。要想方便認(rèn)識和了解，數(shù)據(jù)應(yīng)該對可視化手段進(jìn)行合理的選擇，讓等值線能夠清晰的顯示出數(shù)據(jù)中的線路負(fù)載率、節(jié)點電壓、變壓器負(fù)載率等。等值線通常都會采用網(wǎng)格法。但是這種繪制方法較為復(fù)雜，計算機(jī)程序很難進(jìn)行實現(xiàn)，所以，在系統(tǒng)功能的實現(xiàn)過程中應(yīng)該通過無網(wǎng)格或者柵格圖形法來繪制等值線，而且編程的程序也極為簡單便捷，不僅可以很容易進(jìn)行程序設(shè)計，提高圖形繪制的精確性，同時也不用受到網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的限制和約束，具有較強(qiáng)的通用性和一般性。如表1所示。

表1 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行情況的觀察表

3.1.3 動態(tài)潮流法。在電力調(diào)度的自動化系統(tǒng)中系統(tǒng)潮流是經(jīng)常會涉及到的內(nèi)容，通常都會運用潮流的流量和流動速度來表示負(fù)荷的大小，如果三角形較大，則表示流動速度較快通過可視化技術(shù)進(jìn)行折線三角形的過程中，應(yīng)該先將折線分成多個小段，并分別進(jìn)行處理。同時還要通過設(shè)置步長參數(shù)來對三角形的流速進(jìn)行有效控制，如果步長較大那么流速則較快。動態(tài)幀步在定時器中的繪制步驟為：繪制背景圖；參照相關(guān)的數(shù)值來明確三角形具體大小；通過越限數(shù)據(jù)來確定填充三角形的顏色。根據(jù)數(shù)值大小明確流動步長；按照步長和線段長度來確定三角形方位和數(shù)量。

3.2 三維可視化技術(shù)的應(yīng)用

3.2.1 單棒圖。在自動化系統(tǒng)運行過程中，單棒圖能夠表示出變壓器、電容器等的無功備用狀況和相關(guān)的安全分析。一般情況下，都是由一個對比棒和一個主棒組合而成，其中主棒主要是將當(dāng)前的實際數(shù)值顯示出來，對比棒則是對可能會實現(xiàn)的最大數(shù)值進(jìn)行顯示，而且它能夠結(jié)合實際需要確定是否要顯示。運用單棒圖也需要對顏色和最大數(shù)值進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

3.2.2 圖形三維旋轉(zhuǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，可視化技術(shù)得到了顯著的發(fā)展，而且電力圖也由原來的二維形式轉(zhuǎn)變成三維形式，使得電力變得更加立體，在一定程度上降低了工作的難度。三維旋轉(zhuǎn)的實現(xiàn)需要通過三維圖形進(jìn)行幾何變換，以及計算機(jī)圖形學(xué)方面的知識內(nèi)容，主要就是指將三維圖形進(jìn)行平移和旋轉(zhuǎn)之后能夠形成全新的圖形。

4 結(jié)論

總而言之，隨著電力企業(yè)的不斷發(fā)展，其電力系統(tǒng)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，各種警報信息、故障信息以及狀態(tài)信息等大量涌現(xiàn)出來，為操作人員的工作提供了極大的壓力。而可視化技術(shù)作為一種新型的技術(shù)，將其有效的運用到電力自動化系統(tǒng)中去，通過二維可視化和三維可視化手段，繪制電力信息數(shù)據(jù)圖像，將枯燥乏味的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成圖片、圖形等形式，更加方便操作人員的觀察，不僅有利于操作人員及時發(fā)現(xiàn)故障問題，采取針對性的措施加以解決，同時還減輕了操作人員的工作壓力和數(shù)量，有效提升了電力調(diào)度工作的水平和效率。