基于電網監控的可視化控制系統研究及應用

禚傳奇

摘要：為滿足電力調控中心對電網運行信息的展示需求，并解決傳統可視化控制系統在靈活性、交互性、擴展性方面的問題，結合當前最新的可視化控制系統技術，采用一體化控制、高清展示、模塊化控制等技術，提出一種基于電網監控的可視化控制系統架構。該系統為調控人員提供了高分辨率的點對點可視化畫面展示，畫面組合靈活，操作控制便捷，易于擴展維護，系統運行穩定。該系統已在省級調控中心成功應用，其可行性和適用性得到了驗證。

關鍵詞：電網監控;可視化控制;電網綜合信息;一體化控制

一、智能電網技術的主要性能

1.1智能電網更加安全可靠

智能電網最主要的性能就是安全性和可靠性。智能電網是高安全性和穩定性的電力系統，其自身的安全穩定控制裝備十分齊全，并且擁有較強抵抗外界風險的能力。一方面，智能電網技術能夠分析電網設備中故障的類型、歷史狀態以及運行參數之間的相關性，能夠精準預判電網發生故障的規律。另一方面，智能電網通過評估風險，能夠對風險提前發出預警，使得相關人員能夠提前做好準備工作，防止重大安全問題的發生。即使在電力系統運行的過程中，出現了緊急情況，也不會造成大面積的電路癱瘓，進一步保障了人民的用電安全，為經濟發展奠定了穩定的電力基礎。

1.2電網數據可視化

與傳統的電網設備相比，智能電網技術能夠實現電網數據的可視化，更加直觀清晰的展現居民或企業的用電情況，為日后的電力勘測提供數據。在智能電網的應用中，運用相關的軟件分析輸配電、發電和用戶大數據，能夠清晰全面的展示電網運行的每一個細節，為日后電力企業的決策提供依據。電網數據具有數據大、類型多、變化速度快的特征，全社會的用電數據能夠為國家宏觀的經濟決策奠定技術，幫助電力企業發現數據的價值。

1.3較強的自我修復性能

智能電網技術還擁有較強的自我修復性能，在一定情況下，其工作狀態可以實現無人化。節省了人力物力資源，保證了電力企業運行的安全性。一方面，智能電網技術可以進行自我檢查，及時發現系統中存在的問題，依靠系統中的技術進行自我修復。另一方面，在無人監控的情況下，智能電網可以實現全天候在線，并記錄電力系統的運行狀況。因此，智能電網可以實現自我修復，將電網恢復如初。

1.4智能電網擁有較高的智能性

智能電網也就是電網的智能化，發展智能電網是經濟社會發展的必然選擇，能夠實現清潔能源的開發，并且擁有較強抵御自然災害的能力。一方面，智能電網可以通過智能化手段降低電力企業的運營成本，同時能夠對用電設備進行智能控制。另一方面，隨著經濟的快速發展，未來電網需要處理的數據將會越來越復雜，信息之間的關聯也日漸緊密，而智能電網能夠有效的從海量信息中挖掘出資源，并加以利用，實現信息的智能調度。

二、新型可視化控制系統的設計原則

2.1實用性

可視化控制系統根據用戶需求進行升級，在新型系統設計過程中應該考慮到可視化展示平臺使用需求，設計工作必須遵循實用性原則，對軟件與硬件平臺界面進行設計，讓其擁有易學易用、圖像清晰、使用便捷等優勢。使用統一的通信協議與系統標準，讓子系統具備良好的關聯性，實現互聯互控，進一步優化系統的應用功能。

2.2可靠性

可視化控制系統在設計環節中，需要對關鍵部件完成雙重化設置，考慮到傳輸屏幕與處理器一一對應方式存在的短板，為防止處理器發生故障后干擾顯示屏展示效果，通過關鍵部件雙重化設計，使系統可以在運行過程中記錄數據，在發生異常狀況后，能夠及時通過備用數據恢復系統運行。從軟件與硬件兩個維度分析干擾系統運行的因素，在保證硬件與軟件相互協同、良好運行的前提下，對參數進行修改，將外因對系統運行造成的影響降至最低。

三、電網實施監控的可視化實現方案

3.1遙測與遙信數據可視化的實現方案

對于電網模型而言，潮流圖是最為常見的表現形式之一，其不僅能夠直觀、形象地對電網的框架結構進行表現，還能對遙測、遙信等數據進行顯示。在潮流圖上，可將遙信數據抽象為矩形或是圓點，而遙測數據則可用具有流動性特點的箭頭進行表達。因電壓本身具有連續分布的特征，故此可通過等高線對電壓進行直觀表示。

3.2計算點的可視化實現方案

通常情況下，可以借助具有通用性特點的圖元對計算點進行表達，如棒圖、雷達圖等等。由于圖元的適用范圍較廣，加之各種新形式的不斷涌現，故此可將其應用到電網實時監控可視化實現方案當中。在某些特定的條件下，以圖元對計算點進行表示時，要對該點發生的地理位置進行突出顯示。對此，可將圖元與潮流圖相結合。

3.3告警數據可視化

雖然通過相關的技術手段，能夠對電網中的各種數據進行可視化顯示，但這種可視化卻很難有效地發現存在于電網中的一些薄弱環節，而想要實現這一目標，則需要對告警信息進行可視化展示。在大數據的背景下，可將電網中的告警信息視作為一條異常記錄，在該記錄中包含的主要信息有時間、地點、事件。電網的調度人員在平時的工作中，較為關心的告警信息有以下幾類：電力設備故障告警、系統運行異常告警、預警、計劃告警、氣象告警等等。這些告警信息均可通過潮流圖，以掛牌的方式進行可視化顯示。例如，當電網中出現電力設備故障告警時，可在地理圖上對該設備所在的廠站進行定位及掛牌顯示，為引起電網調度人員對異常情況的注意，在可視化實現的過程中，可加入高亮或是聚閃等特殊效果。掛牌顯示的優勢體現在形式的多樣化上，即，可結合告警事件的類型，對掛牌的具體樣式進行設計。

總結：

考慮到我國可視化控制系統在地鐵供電網、特高壓電網等區域得到廣泛應用的實際情況，為防止系統出現技術障礙，必須進一步提高系統的穩定性、可靠性，加強各項參數配置的合理性，以技術作為系統運行的支撐，優化可視化控制系統各項參數。

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