電力系統運行動態監視的可視化設計與實現探討

樊鳳鳴 丁世瓊

摘要：電力系統運行的動態監視可視化設計是以新一代智能電網調度技術支持系統的可視化技術平臺為基礎，通過有關方案設計和應用，為電力系統運行的動態化與可視化監控提供支持，從而促進電力系統的更加安全與穩定運行。本文在對基于SCADA系統功能的電網運行動態監視可視化設計進行分析基礎上，對其在實際中應用和實現進行研究，以供參考。

關鍵詞：電力系統;運行;動態監視;可視化;設計;實現

隨著我國電網建設的不斷發展以及電力市場的不斷完善，當前電力系統的建設及其運行管理的復雜性也越來越突出，在這種情況下，以廣域測量系統（SCADA）作為技術支持進行電網動態實時監測功能設計和應用，從而對我國電網的安全與穩定供電運行進行支持，具有十分積極的作用和意義。值得注意的是，結合電網運行動態監視系統的建設和應用情況，由于基于SCADA應用功能的電網運行動態監視系統在實際應用中對系統運行狀態以及電網運行有關的各類關聯信息反映，具有較大的分散性，需要調度人員通過頻繁的界面操作以及切換控制來實現電網動態運行狀態及其處理事件的完整信息獲取，從而導致其電網運行的調度決策以及事件處理能力均會受到相應的不利影響。針對這一情況，基于新一代智能調度技術支撐系統的可視化平臺功能進行電網運行動態監視的可視化設計，從而為其在電網運行的動態化與可視化監視應用提供支持，具有十分積極的作用和意義。本文通過對電力系統運行動態建設的可視化設計研究，對其具體設計實現和應用進行分析，以供參考。

1電力系統運行動態監視的可視化設計

1.1整體框架設計

結合電力系統運行動態監視的可視化設計和應用情況，通常情況下，基于SCADA系統應用功能的電網運行動態監視可視化功能主要包含告警信息匯總的可視化以及非告警類應用功能的可視化兩個部分，電網運行動態監視的可視化系統運行中，對其各有關后臺應用的監視及其監視所獲取的告警信息或重要運行信息，是通過向相對應的可視化功能模塊發送，以滿足其相應的可視化展示效果。如下圖1所示，為電網運行動態監視的可視化功能整體框架結構與流程示意圖。

根據上圖可以看出，電網運行動態監視的可視化功能系統中，其告警信息匯總可視化功能部分，主要是針對現階段整個SCADA系統中主要應用功能的重要告警信息進行匯集和展示，從而為有關系統運行人員清楚、明確的掌握整個系統的全部應用告警信息提供支持，其中包含對動態越限監視的可視化以及在線擾動識別可視化、動態電壓或頻率裕度可視化、低頻振蕩可視化等。此外，電網運行動態監視的可視化功能系統中，非告警類應用功能的可視化功能部分主要是指不參與電網動態監視的整體可視化告警狀態判斷與展示的應用信息類型，現階段該部分的可視化功能實現是以并網機組性能監視可視化為主，其中包含勵磁調節性能監視可視化以及一次調頻性能監視可視化、機組進相運行監視可視化等。

1.2總體界面設計

根據上述對基于SCADA系統應用功能的電網運行動態監視可視化系統的整體框架設計分析，在進行基于新一代的智能調度技術支持系統可視化平臺技術進行電網運行動態監視的可視化總體界面設計中，其具體設計主要包含告警信息總覽面板以及地理潮流圖、動態告警信息樹、多主體窗口共4個不同的功能結構部分。

其中，告警信息總覽面板在電網運行動態監視可視化功能的總體界面設計中，是采用不同顏色實現電網運行動態監視的整體應用功能狀態實時反映和呈現，通常情況下，在電網運行動態監視的可視化總界面無任何告警信息情況下，其告警信息的總覽面板即顯示為綠色;但在出現任一一般性的告警信息情況先，其面板即顯示為黃色;存在嚴重告警信息時，其界面面板顏色則顯示為紅色，并且在其應用運行狀態表現出異常的情況下，告警信息總覽面板的顏色也會顯示為灰色。

電網運行動態監視可視化的總體面板設計中，動態告警信息樹是以樹形的層次結構形式在總體界面的左側進行各類電網動態運行告警信息匯總和展示，并且其信息展示是以關鍵設備或時間作為節點進行分層、分級關聯詳細的告警信息，其中包含越限設備以及實際值、廠站、限值、各類性能參數、越限率等，對所匯總展示的告警信息則會通過較為醒目的顏色進行有效區分和識別。

地理潮流圖在電網運行動態監視的可視化總體界面設計中，是以中間地理潮流圖作為主要展示場景，其中包含電網運行動態監視的越限告警信息以及SCADA重要運行信息的各類可視化展示效果等，像設備的動態定位以及公告板、3D柱圖、儀表圖、氣泡、等高線渲染等。

最后，電網運行動態監視的可視化總體界面設計中，多主題窗口一般設置在總體界面的右側或者是下方，通過和告警信息樹的不同告警類型以及設備等相互配合，在主題窗口的聯動切換與展示下，實現與該告警事件相關的有關信息展示，其中包含相關的統計列表信息以及柱狀圖、動態曲線、羅盤圖等。

2電力系統運行動態監視的可視化設計實現與應用分析

根據上述對電力系統運行動態監視的可視化設計分析，在具體設計和應用中，一般需要從電力系統運行動態監視的各可視化功能設計和實現上進行分析。以電力系統運行動態監視的動態越限監視可視化功能設計和應用實現為例，由于電力系統運行動態監視的可視化設計中，對其動態越限監視的可視化設計和應用，是以通過對可視化技術手段的有效利用，實現基本PMU量測數據越限告警情況的有效展現，從而為電力系統工作運行中調度人員快速過濾并對但其當前系統運行的重要越限信息進行重點關注提供支持。需要注意的是，電力系統運行動態監視的可視化設計中，動態越限監視可視化主要包含功率越限告警可視化以及電壓越限告警可視化、功角越限告警可視化、相對角越限告警可視化、頻率越限告警可視化等越限告警信息的可視化展示。在電力系統運行動態監視的可視化功能系統對上述越限告警信息進行監視并實現可視化呈現，能夠通過可視化界面告警動態信息樹中的“動態越限監視”功能對有關越限分類節點在較為醒目的界面位置處進行告警提示，同時通過對各類越限層次節點以及下屬節點的點擊，來實現有關更加詳細的越限信息展開，其中包含越限設備以及當前值、限額、越限率、所屬廠站、限額等，以在電網運行動態監視的越限監視可視化基礎上，對整個電力系統運行的動態監視可視化功能需求進行滿足，促進其在電力系統運行動態監視的可視化設計實踐中進行推廣和應用，促進我國電力系統的安全、穩定運行，推動我國電力事業的良好與持續發展。此外，在電力系統運行動態監視的可視化設計和實現中，對動態越限監視可視化功能模塊的設計和應用中，在鼠標懸停至越限標識圖表情況下，還能夠對其越限提示信息進行更為詳細的顯示，從而為電網運行動態監視的可視化設計及實現提供更加充分的條件和支持。

3結束語

總之，對電力系統運行動態監視的可視化設計與實現進行研究，有利于促進電力系統運行動態監視的可視化功能在實際中的進一步應用，為我國電網系統的安全、穩定供電運行提供更加可靠的支持，推動我國電力系統建設與電力行業發展，具有十分積極的作用和意義。

參考文獻

[1]彭志強，卜強生，袁宇波，等.電網側儲能電站監控系統體系架構及關鍵技術[J].電力系統保護與控制，2020，（10）：61-70.

[2]陳立新，張穎，姚旭，等.基于BS架構的可視化技術在配電網的應用[J].電工技術，2019，（4）：45-46.

[3]王軼禹，王晶，馮長有，等.電網系統保護在線監視研究及典型應用[J].電力工程技術，2019，（5）：63-70.