淺談數據可視化技術在電力行業的應用

（中國南方電網超高壓輸電公司，廣州 510000）

在20世紀80年代后期，隨著計算機技術的發展與應用，人們將不同的數據轉換成各種圖像，以滿足人作更直觀理解相關信息內容。這也從中使得人們越來越認識到數據應用的重要性，通過將數據轉換為簡單的畫面，以達到導致掌握數據的目的。為了更好地開展數據工作，我們加強了數據可視化領域的研究力度，出現了大量的技術數據的分析工具，從中也提升了人們的工作效率。數據可視化主要是以數據項為單元，將圖像的數據屬性顯示出來，通過對數據的觀察，達到深入分析數據的目的。

隨著我國電力行業的持續發展，其作為一個重要產業，面臨著當前能源短缺的局面，如何實現電網能源產業鏈成為了電網公司工作的重點。目前來說，伴隨著社會的迅速發展，可持續發展理念成為了一種主流，故對電力行業的智能化管理提出了更高的要求。因此，為了能夠實現電網的實時監測、自動調度和預警目標，應利用大數據，通過設立監控中心，通過其在實現可視化管理目標，其運行管理內容包括用戶分布、電網拓撲、電能質量、竊電嫌疑、安全防御等，通過對電網信息的監管，大大提高電力行業管理水平，確保電網的安全性、可靠性，進而提升電網企業的經濟效益。

1 數據可視化概述

數據可視化技術主要是指通過利用計算機處理技術，將數據轉換成圖像，滿足管理人員的需求，提升工作效率。目前來說，隨著我國數據化技術的迅速發展，人們加大了大數據的研究力度，可視化技術在各行各業中得到了廣泛的應用。數據可視化（Data Visualization）技術也隨之出現了。由于數據可視化涉及的內容眾多，包括圖像處理、計算機設計和人機交互技術等。故人們不再采用直觀的方式來識別數據，僅需要利用可視圖景進行數據分析，能夠直觀、迅速地掌握了分析數據和連接數據之間的關系。同時，還可以采用可視化圖象對數據進行分析，可迅速掌握不同數據之間的關系，使數據顯示更加直觀。

2 數據可視化組件實現

數據可視化主要通過對形狀、顏色和尺寸進行編碼，由視覺線索、坐標系、坐標系的分度、視覺線索和背景資料四個部分組成。

（1）視覺線索。可視化是一種顏色及圖形的數據的組合形式。當將數據分配給圖形時，若圖形未能形成一種視覺線索，將會返回至映射數據，可視化圖形就會成為了一種無用的圖形。視覺提示主要由多種因素組成，如圖形的位置、飽和度、大小和形狀等。

（2）坐標系。在進行數據編碼時，圖形放置應以預定的區域為主，在結構化的空間里面，將圖形和顏色的規則指定出，并將數據映射到矩形坐標、極坐標及地理坐標等坐標系上。

（3）坐標系的分度。坐標系主要是指可視化的尺寸，坐標系的分度主要主是將數據分配至坐標，確定每個坐標系內的位置。坐標系分度圖案位置起到關鍵作用。同時要分度分割線性標尺，并對坐度的標度進行分類，將數據的范圍展示出來。

（4）背景資料。為了更好掌握好數據中相關信息，包括對象、時間、地點等資料，使管理人員更加了解數據，為讀者提供引導。在數據可視化中，不能單獨使用各個部件，應將它們連接成完整的可視化圖形，如我們可以將直角坐標系與視覺線索的位置、長度進行組合，這樣可以得到更好的展示效果。

3 電力行業中數據應用中難點問題分析

數據可視化技術在電力行業中的應用，主要體現內部企業管理模式的優化以及增加對外增值業務量等方面。本文著重從內部企業管理的優化方面進行探討。

（1）系統的運行控制水平。在電網運行過程中，廣泛地應用了高容量、超高壓的特大電網。其主要是通過分區電網的支援、補充來達到穩定運行的目的。而近些年來，部分電網企業為了追求經濟效益，廣泛使用了大規模遠距離輸送電方式，這此方式面對于日益復雜的環境，需要在系統成員的類型情況下，提高系統的運行控制的水平。

（2）系統的綜合性分析。隨著我國電網建設規模的不斷擴大，電力系統的動態行為變得越來越復雜。氣象和環境條件導致了電力地理信息系統集成發生了較大的變化。隨著電力市場的不斷深入，出現了大量經濟類數據，加上電力市場的交易數據導致電網系統也變得日益復雜。

（3）數據量大。智能電子設備數據源的準確性，有利于數據采集規模的提升。隨著我國電力網絡建設規模的不斷擴大，導致數據采集量不斷增加，尤其是在采集數量和頻率上，產生了巨大的數據量，故我們需要加強對設備的數據分析與監控。

（4）對系統實時性和統一性較高。為了更好地滿足電網系統的實時性實現電網系統控制目標，我們需要對高密度相位測量單元進行采集，但在高速通信實時分析和遠程決策時，將難以達到要求。因此，我們要結合時間刻度，將靜態信息、動態信息相結合，以確保系統調度時能夠確保空間尺度上的協調性。從尺度角度上考慮，應將電力傳輸網和分配網相互組合，從經濟角度上考慮，應確保系統經濟的統一性。

（5）智能化調度的要求的提高。對電網實時監控是確保電網安全運行的基礎條件。這主要體現在以下兩點：一是工作人員在電網系統數據監控時，需要較長的時間，如果對網絡中的變化進行復測，就會增加系統調度的難度，且會增加工作人員的工作量，這樣將會削弱整體理解系統操作；二是在對抽象數據的電網運行的模式分析時，缺乏深入的分析，不能清晰表達相互之間的關系，導致難以呈現出集中的數據。這將不利到未來電網改變的分析，難以確保未來電力安全運行安全，故對智能調度要求不斷提升。

4 可視化技術在電力行業中的應用

在國外，可視化技術在電力行業中的應用較多，尤其是美國PJM互聯電網（PJM Interconnection）推出了先進的網格化管理系統，其控制中心主要是利用西門子共享平臺，采用Spectrum Power進行管理。此管理系統獨立運行能力較高，可以通過站點可通過設置相應的管理控制中心來實現虛擬網絡的控制。同時，系統具有上網功能，用戶可以通過界面框架來提高認知能力和情景識別，各個站點都具備數據可視化功能，能夠實施相關網站的訪問。PJM作為北美一家重要的電力公司，具有兩個主要控制中心，即使是控制中心發生或者分站點發生故障，都能夠確保電網系統的穩定運行。

在國內，電網運行公司通過電網運行管理系統以及工程進度、物資、成本等統計表，實現了關鍵數據的提取，并將它作為數據基礎進行每周數據統計與分析，確保工程管理信息得到快速反映，且可以實時對系統進行管控，且能夠做出合理的戰略決策，提升管理效果。同時，我們可以利用實時數進行多維度的線路負荷故障數據信息分析，以便采取相應的升級改造措施。另外，還可以通過數據印證和最新數據的實時記錄，迅速了解和掌握工程進度，提高管理效率，為電力用戶提供可靠、安全、優質的電力服務。

5 結束語

綜上所述，在電力系統可視化技術應用過程中，我們可以實現電力系統元件的可視化管理目標。近年來隨著我國計算機技術的不斷發展，電力工作人員能夠通過新的方法來幫助調度員迅速評估電力系統狀態，確保電網的安全穩定運行。同時，隨著電網建設規模不斷擴大，電網調度作為確保電網穩定運行的前提條件，在智能電網發展的過程中，通過引入可視化技術，實現了電網運營數據的智能化管理，滿足智能調度系統下電力企業的發展要求。