淺析電力業(yè)務數據中心的動態(tài)可視化應用

陸曉嵐

[摘 ? ?要] 目前，隨著社會的進步和發(fā)展，計算機技術以及互聯網技術也逐漸發(fā)展壯大，一方面便于人們處理較為復雜的信息，另一方面便于人們對大量數據信息進行歸納、分析，從而得出數據信息隱藏下的本質特征和規(guī)律。為更好地了解數據之間的關系和特征，應用可視化技術具有積極意義。

[關鍵詞] 電力業(yè)務;數據處理;動態(tài)可視化

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2020. 23. 043

[中圖分類號] F270.7 ? ?[文獻標識碼] ?A ? ? ?[文章編號] ?1673 - 0194（2020）23- 0101- 03

0 ? ? ?引 ? ?言

在目前這個大數據時代，以往的數據儲存方式并不能滿足社會發(fā)展的需求，特別是在電力系統(tǒng)發(fā)展較為壯大的時候，大量數據無法進行有效分析和管理，無法發(fā)揮數據的價值。而通過可視化技術，將電力系統(tǒng)的各項數據進行展示，便于讓專業(yè)人士快速、準確地了解這些數據，進而提高解決電力系統(tǒng)問題的反應能力。

1 ? ? ?電力數據實時分析技術

1.1 ? 主要挑戰(zhàn)

Haddop批處理方式可以適用于電力大數據的歷史數據分析，但其采用的是先儲存后計算模式，需要頻繁的磁盤操作，難以滿足生產系統(tǒng)的需求。其主要面臨兩大挑戰(zhàn)，其一，大規(guī)模實施流數據調度、分析技術，為更好地保障電力系統(tǒng)數據的時效性，能夠對大規(guī)模實施流數據分析性能至關重要，需要保障流數據的實施處理效率;其二，利用大規(guī)模復雜細節(jié)多源數據的電力系統(tǒng)分析算法，在智能電網的環(huán)境下，智能電子設備、高級電表架構以及PMU提供了大規(guī)模可利用的復雜細節(jié)數據，這些數據為提高電力系統(tǒng)的操作水平提供了機遇和挑戰(zhàn)，需要尋求一種設計快速、高精度的安全穩(wěn)定分析算法來保障系統(tǒng)的實施性要求[1]。

1.2 ? 云計算技術

云計算技術是處理電力業(yè)務大數據的有效方式，結合開源技術Hadoop，借助虛擬化技術以及列存儲的數據管理模式來進行分析、儲存和管理，能夠保障電網海量狀態(tài)數據的可靠和高效管理[2]。在國外，通過分析電力系統(tǒng)中不同用戶的實施查詢需求，設計了用于實施數據管理的智能電網數據云模型，同時并根據該模型實現了實時數據的智能測量和管理系統(tǒng)。而在國內，隨著大數據在電力系統(tǒng)中的形成，對其研究也獲得了各方的關注。以往的潮流計算、靠性評估等方法具有算法復雜、處理數據有限等不足之處，并不能滿足現代社會的發(fā)展需求，故而，對電力業(yè)務數據的處理應當結合電力系統(tǒng)的特點，并與電力生產系統(tǒng)密切結合[3]。

數據實時分析技術為電力業(yè)務數據可視化應用提供基礎保障，通過數據實時分析技術，分析電網數據中心的業(yè)務數據，并通過可視化技術做展示，為電力企業(yè)提供輔助分析應用，進而提升業(yè)務部門工作效率。

2 ? ? ?電力數據下可視化的背景及意義

2.1 ? 可視化

可視化（Visualization），又稱之為數據可視化（Data Visualization），主要是利用計算機來對大量數據進行處理，并將其結果以圖形的方式展示出來。人們從外界獲得的信息方式有很多種，但視覺系統(tǒng)和獲得的數據占據比例較大，且更便于讓用戶掌握不能看見的數據間信息。

2.2 ? 意義

可視化技術是符合社會需求的。目前海量數據的誕生，給人們的日常工作增添了不少壓力，而利用現有的可視化技術，能夠更好地對數據模式和復雜的系統(tǒng)進行分析，便于獲得新的了解并根據結果進行有效的決策，有助于信息時代的進步和發(fā)展[4]。利用與生俱來的視覺功能來處理利用圖形圖像方式所展示的數據信息，便于發(fā)揮人體大腦和計算機量大信息處理系統(tǒng)的最大價值，讓信息獲取及分析變得更加簡單、直觀，能夠有效提高工作質量和效率。

2.3 ? 可視化技術在電力系統(tǒng)的應用情況

在國外，不少大學電力系統(tǒng)工程研究中心，就可視化這一領域開展了許多開創(chuàng)性的研究工作，并就該領域提出了許多新的理論和方法，如電壓等位線實施技術。而在國內，許多高校也就電力系統(tǒng)的可視化進行研究。電力系統(tǒng)可視化的關鍵在于，能夠通過計算將所得的數據進行挖掘及總結，從而發(fā)現數據背后實質，并能準確得到有關表示系統(tǒng)狀態(tài)的間接指標，從而推動電力系統(tǒng)的進步和發(fā)展[5]。

在電力企業(yè)，可通過利用現有信息系統(tǒng)建設成果，實時匯總業(yè)務數據，基于數據中心與海量平臺，全面監(jiān)控企業(yè)運營狀況、關鍵業(yè)務流程以及關鍵指標，為企業(yè)提供決策支持。構建企業(yè)運營駕駛艙，借助可視化工具，通過儀表盤、柱狀、地理圖方式，展示戰(zhàn)略關鍵指標、重點關注指標、總體電網規(guī)模，利用數字化手段為企業(yè)精益管理提供決策支持;在故障搶修業(yè)務中，基于地理圖的故障搶修情況監(jiān)控與可視化展示，實現在地理圖實時動態(tài)展示故障地點、故障狀態(tài)、故障復電情況、搶修人員安排及搶修人員到達現場情況、車輛位置等信息展示，使調度值班人員能直觀掌握現場故障搶修情況，為調度員提供決策支持;在跳閘事件通知方面，通過集成地調自動化系統(tǒng)、計量自動化相關數據，根據開關狀態(tài)、電壓及電流進行告警提醒，并在大屏展示，使調度員實時掌握電網運行情況。

3 ? ? ?可視化所用到技術

主要包括AJAX技術、地圖API以及AVG等。

3.1 ? AJAX技術

AJAX（Asynchronous JavaScript and XML）主要關注的幾個問題：首先，能夠借助異步功能，通過JavaScript來實現服務器與瀏覽器之間的數據交互，通過局部操作就可以向服務器發(fā)送請求，最后獲取到服務器響應的數據;其次，AJAX對XML文檔的支持，能夠有效發(fā)揮其數據解析和處理功效;最后，其不是一種編程語言，是基于JavaScript語言下的一種異步的技術，其最大的優(yōu)勢在于不需要依賴于任何瀏覽器插件，利用其技術異步的特性，實現各種數據展示的功能[6]。

3.2 ? 地圖API

在手機上較為常見的百度地圖、高德地圖等軟件，為地圖可視化提供著較為成熟的可視化技術，地圖功能完備，能夠實現近距離的查看、視野內搜索及地圖縮放等一系列使用功效。以百度地圖為例，包含Android SDK、Web服務API、車聯網API等多種開發(fā)工具與服務，適用于多種設備如PC端、移動端等，以及多種操作系統(tǒng)下的地圖應用開發(fā)。

3.3 ? SVG 技術

SVG是一種矢量圖形格式，主要是利用文本格式的描述語言來對圖像進行描述，能夠進行有效的編輯和修改，還能對圖像等文件進行可讀操做。SVG圖像各項可以方便地建立文字索引，能夠對圖像所展示的具體內容進行搜索;可以使用文本、圖像及適量圖形形狀這3種圖像;還能對圖像進可任何變化、風格化;其可以進行特性化設置，包括剪輯的路徑、濾波效果等優(yōu)勢。SVG圖像文件可以非常方便、動態(tài)地由計算機程序設計語言來完成，齊聚友展示動態(tài)圖的優(yōu)勢，便于將數據庫中的數據進行實時低、動態(tài)地顯示[7]。

4 ? ? ?可視化實現方法

4.1 ? 基礎圖表可視化方法

基礎數據可視化利用基礎的展示手段，將所獲得的數據以圖形、表格方式進行展示，能夠使人較為方便地獲取數據，有助于發(fā)現數據間的聯系和特征。在這方面主要使用了表格、折線圖以及柱狀圖三種可視化展示方法，其中柱狀圖，通過設置不同顏色，將不同數據放置在同一個柱狀圖中進行比較，便于工作者直觀地看出二者數量上的差別;折線圖主要應用于時間序列數據，利用折線圖記錄實時的數據變化，便于查看某個時間節(jié)點上數據的具體變化;表格能直觀地展現每一條記錄的各項數據，通過數據的查看，能夠獲得較為詳細的具體數據[8]。電力業(yè)務數據中心通過多維條形圖定時更新及展示當前行政區(qū)域的雙覆蓋率情況，包括智能電網覆蓋率、低壓集抄覆蓋率、自動抄表率、電子化結算率的情況，并通過省級的數據進行對標，顯示各區(qū)域的排名，如智能電表覆蓋率方面可以直觀看到城市不同區(qū)的不同覆蓋率情況。

4.2 ? SVG可視化方法

通過SVG文件進行電力大數據的顯示，主要是在進行區(qū)域內數據統(tǒng)計之后，根據某項電力指標對各個區(qū)域的顏色深淺進行調整，便于人們直觀地看出不同區(qū)域間具體數據值的變化，且從SVG文件本身所具有的優(yōu)良特性出發(fā)，其在展示可視化的同時，還能將展示結果進行交互，能夠發(fā)現更為細節(jié)的信息，能夠更好地發(fā)現數據掩藏下的實質問題[9]。

4.3 ? 地圖可視化方法

電網系統(tǒng)數據工作處理并不是將大量用戶的用電數據進行統(tǒng)計歸納，而是在進行傳統(tǒng)的數據對比同時，將其引用到地圖當中，并進行特性化的顯示，能夠更加直觀地體現出數據的特點，便于用戶對信息有一個整體的把控，直觀地看出各項數據的變化以及變化程度。利用地圖可視化，能夠較為直觀地展示出某片區(qū)域的用電情況，可以細化到具體用戶，甚至可以對具體用戶下的單個用電設備進行實時展示，顯示當前該設備的具體用電信息，這樣展示能夠對大量數據進行整體查看。電力業(yè)務數據中心利用該可視化方法，實施監(jiān)控故障搶修信息，通過可視化展示故障搶修進度情況，并搜索地點、設備、精確定位等。停復電信息實施提醒，監(jiān)控人員可以及時了解停復電狀態(tài)及過程處置情況。

5 ? ? ?小 ? ?結

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網設備種類越來越多，其所產生的數據也在急劇增加，而普通的數據展示無法滿足電力系統(tǒng)的需求。數據可視化是依據計算機技術的進步所提出來的數據展示方法，包括基礎圖表可視化、SVG可視化以及地圖可視化。基礎圖表可視化可負責基礎數據以及運轉監(jiān)控的可視化展示，SVG可視化可針對區(qū)域的統(tǒng)計信息進行可視化，地圖可視化，方便查看具體的設備的運行數據，三者各具有一定的優(yōu)勢，展示效果良好，能夠滿足社會需求。

主要參考文獻

[1]李莉， 朱永利， 宋亞奇. 電力設備監(jiān)測數據的流式計算與動態(tài)可視化展示[J]. 電力建設， 2017，38（5）：91-97.

[2]王德文，劉庭輝.電力全業(yè)務統(tǒng)一數據中心突發(fā)性數據處理任務調度方法[J]. 電力系統(tǒng)自動化， 2018，42（8）：177-184.

[3]楊捷， 段明明， 李沛霖，等. 電網客戶最小服務單元數據分析和展現技術研究和應用[J]. 數字化用戶， 2018，24（51）：21，26.

[4]ISHIZAWA，Kaya， BABAZONO，et al.The Relationship between Diabetes Mellitus and Depression： Analysis Using the Diabetes Study from the Center of Tokyo Womens Medical University （DIACET）[J].Journal of Tokyo Womens Medical University， 2017， 87.

[5]張飛飛， 高志， 樊銳軼，等. 國網河北省面向調控運行的全電網大數據平臺的構建及可視化展示[J].電力大數據，2019（2）：41-46.

[6]賈曉， 汪悅生， 何怡燕，等. 可視化技術在電網信息通信專業(yè)展示中的應用[J]. 電力系統(tǒng)裝備， 2019（3）：197-198.

[7]談韻， 萬順， 張謝，等. 基于大數據的電網規(guī)劃精益分析平臺研究與應用[J]. 電力大數據， 2019， 22（2）：40-46.

[8]劉子良， 徐群， 陳琛，等. 基于可視化技術的電力智能監(jiān)測分析平臺設計與實現[J]. 農村電氣化， 2017（6）：7-8.

[9]朱碧欽， 吳飛， 羅富財. 基于大數據的全業(yè)務統(tǒng)一數據中心數據分析域建設研究[J]. 電力信息與通信技術，2017，15（2）：91-96.

[10]Collins， Mudenda， Mirriam，et al. The Relationship between Emotional Intelligence of Managers and Employee Performance-A Case Study of a Power Company[J]. International Review of Management & Business Research， 2016， 5.