SVG在電力調度自動化中的應用

龔智敏，馮 闖

（國網淮南供電公司調控中心，安徽 淮南 232000）

電力調度是有效控制整個電網運行狀態的有效方法之一，在維持電網系統安全性、穩定性方面發揮著保障性作用。可縮放矢量圖形（SVG）是國家相關部門對外正式推薦的圖形格式之一，SVG自帶的優勢特征是其他圖形格式不能比的。怎樣合理地將SVG用于電力調度自動化領域中，是業內人員高度關注的問題之一。既往研究發現[1]，在電力系統中SVG能提供可視化的數據圖形，改善電網系統圖形階段其在可遷移性、可拓展性等方面表現出良好效能，可顯著提升工作效率，值得在電力領域中普及應用。

1 SVG概述

SVG 為一種應用XML 去描述二維圖像的語言，IEC組織明確要求將SVG作為公共圖形交互的標準。最新頒發的標準允許基于SVG 格式交換不同EMS廠商的圖形文件，借此方式去提高圖形資源的共享效率，等同于利用SVG格式存儲、互換圖形，EMS系統有輸入/輸出SVG 圖形文件的功能，并在標準SVG瀏覽器內經其轉變成內部圖形格式以后，對圖形進行瀏覽或者操作其內設備。SVG圖形的主要特征如下：

XML 標準為基準。XML 是當下世界上各個國家公認的具有無限生命力的一種網絡標記語言，其伸縮性、靈活性均處于較高層次上。

矢量圖形。矢量圖形呈現出的規格大小能進行無級式縮放，做出任何改變后均不會影響圖形質量。

文本是構成圖形的主要因素。只在一臺平板電腦的協助下便能形成一個完整的SVG圖像，以文本格式為基礎建設出的SVG圖形，為后期修正與更新相關內容創造了極大便利條件。

支持交互過程。SVG 配置了完善度很高的DOM接口，便于各種類型編程、腳本語言快捷地操作自身內的各個元素；內部設置了對JavaScript的支持屬性，在JavaScript 的協助下能為SVG 增設交互程序[2]。

文件格式的靈活性較高。SVG敏捷、靈活的拓展了圖形的文件格式，具體是由矢量圖形、文字與點陣圖像3大部分構成。

2 電力調度自動化的技術分析

2.1 模塊化和分布式技術

對于電力系統內的調度工作，為達到自動化處理，重要的問題便是怎樣應對模塊化功能與分布式處置。分析電力系統的構成，組件能較高效、獨立的落實處理工作，在各種組件的協助下，結構的分布式處理工作也會有效落實。不同組件對應的系統功能存在差異，不同層次上的構件若能處理好異構數據之間的交互問題，則有助于提升電力系統調度的自動化水平。

2.2 面向對象技術

“對象”是具有屬性、動作的一個邏輯個體。面向對象技術，等同于把工作的處理轉變成處理對象，而后在計算機的控制下達到自動化調度的目的。在電力系統調度工作中，須動態采集與分析各項運行數據，可以配合使用面向對象技術去優化相關數據，處理過程十分便捷，電力系統內各種數據實現對象化處理，能規避數據混淆問題，為系統調度自動化實現提供更可靠、全面的數據支撐[3]。

2.3 綜合自動化技術

電力調度自身就是面向整個系統的一個協調工作，調度工作自身也有綜合化管理的現實需求。構建全局數據庫系統，能夠整體錄入電力系統的可協調內容信息，為電力系統自動化調度提供更全面的數據信息作參考，規避因片面運行相關調度工作而對電力系統內部分流程的運作安全性形成不良影響。

2.4 值守模式

自動化調度的終極目標是實現無人操作，從理論上分析，完全的無人操作不利于電力系統的安全、穩定運行。但是站在電網調度的視角出發，加強自動化技術的應用，是建設無人值守工作模式的重要基礎，有益于提升電力系統的運作效率，實時監控電網的運行狀態。

3 電力調度自動化中SVG的應用分析

3.1 圖元建模

圖元（或者符號），是用來闡述電力系統不同對象在圖形中的呈現方式，比如可以把開關顯示成小車形狀，也可以顯示成標準式開關形狀，在接收方準許不使用該項內容，或者是將其替換成自己設計出的符號內容[4]。

首先，通過分析電力接線圖示，各個電氣元件均是由數個基本的結合圖形構成，利用科學合理的方式組合SVG 提供的6 個基本圖形元素，能夠對外清晰地呈現出電網內的各類電氣器件，而后利用SVG 技術內的標簽功能，即使用標簽對不同器件一一標識，把各個電氣元件設計成一個組（group），比如變壓器原圖便是由2 個圓構成的，這樣便能用SVG 圖形描述電力系統內不同器件的圖元。事實上，每個器件均會和一個數字模型存在相互對應關系，借此方式使系統內各器件的描述均具備著現實意義。

其次，使用SVG圖形技術的另一個目的是實現圖模一體化，“圖”實質上就是SVG圖形，“模”是以CM 為基礎建成的數據庫，建設圖模一體的圖形資源模型，是提升電力系統圖形應用級別的前提條件。可以利用文檔對象與Java 語言建模，依照前期設定的具體目標去解讀文件格式的科學性，繼而把其轉變成為可視化標準，而后在該標準的協助下把圖形模型傳送至服務器與瀏覽器內。

電力調度系統監控畫面內的圖元主要有靜態文本、電氣元件圖元2種類型，前者的作用主要是闡釋說明，在SVG文件內與之相對應的便是一個，監控畫面內其是恒定不變的，無需進行動態呈現；后者屬于實時顯示圖元，在數據庫內各圖元均對應一個id，在SVG 文件內也有一個和其相對應的id，以上2 個id 設置實現統一化，建設數據庫與監控畫面上的圖元的對應關系，便能實現圖模一體化[5]。

最后，關于發布模式的問題，外聯法、內嵌法均是可供選擇的方法，前者能直接把信息數據存儲到數據庫內，縣級目標與數據庫內的屬性數據，參照前期設定的關系，有針對性的從數據庫內提取有關數據信息；內嵌法是現有文件內清晰標注SVG圖形，并直接進行存儲。相比較之下，外聯法的應用頻率相對較高。

4 基于SVG圖形的Web發布系統

B/S和C/S結構均是傳統數據發布結構的常見類型，C/S 結構應用階段要求務必將相關軟件裝設在客戶端上，增加了系統維護和管理的難度；B/S 結構使用簡便、便于管理控制、對客戶端提出的要求較低，有逐漸將C/S結構取代的趨勢。利用C/S 3層結構建設實時數據發布系統，如圖1所示[6]。只需要將SVG 插件安裝到瀏覽器內，Adobe SVG Viewer3.0。

圖1 實時數據發布系統

4.1 動態發布數據

為能確保設備裝置實時呈現出最新的狀態，需對設備當下狀態數據進行刷新處理，通常而言，定時刷新頁面是較容易操作的方法。當服務器接收到有關刷新命令后，便會再度生成新的SVG圖形，而后把SVG圖形完整的傳送到瀏覽器內。但以上這種形式運行階段暴露出如下兩點不足：

刷新階段，瀏覽器頁面會有閃爍表現；

因服務器生成了SVG圖形，鑒于服務器須處理內容繁多的現實狀況，這在很大程度上添加服務器的工作負荷。

為應對如上問題，利用XML封裝處理設備的最新狀態是有效方法之一，具體是利用LOAD 函數去求算出服務器的最新狀態數據，DOM分析處理這些數據，而后有針對性、實時地整改SVG圖形。

在不同方式下調取使用LOAD函數獲得新數據，可能會因網絡延遲而造成瀏覽器無響應，而若能改用異步方式讀取數據，則能有效規避以上問題。在調用LOAD函數后，JavaScript依然會持續執行，數據被讀取后，系統將會自動把Real TimeData對象的readState 屬性設定成“complete”，提示數據讀取工作結束。

關于設備狀態數據的封裝方法，根標簽采用表示；第二級標簽代表設備的所屬類型；第三級標簽表示的是設備的名稱，使用id 號；第四級標簽代表的是設備的當下的運作狀態。比如[7]：

代表的是變壓器#1所處的運行狀態，以上這些數據均是服務器實時生成的。

4.2 報警功能

監控系統對設備運行反常狀態提醒的時效性提出較高要求。若現實操作存在偏差或者信道傳送極端出現干擾因素，均可能導致抵達設備的操控命令失真，不利于設備安全、常態運作。在這樣的工況下，調度端設備圖元會參照預先設定的報警等級，第一時間傳送出報警聲音，通知調度端盡早做出決策進行處理。該項功能是利用SVG 引用外界的WAV 或者MP3 等格式相配套的聲音文件，通過設置元素的屬性去發揮自身的報警功能[8]。使用該項功能階段，須采用xlink:href去指明所須播放的外部聲音文件的URL，volume主要用于指明聲音播放時音量強弱程度，該項指標對應值越大，音量也就越大。Begin 主要用于設定聲音文件開始播放的具體時間點，在接收到報警指示命令時便對外發出報警聲音，repeateCount 決定報警信號的發出次數，通常會被設定為“無限次”，但有電網調度工作人員點擊該設備圖元時方暫停播放。

5 結束語

SVG圖形界面優美、闡述能力強，能夠實現平滑縮放且具備較好的開放性等優勢，為不同廠商之間的圖形信息互換創造了便利條件，提升了圖形信息資源的共享效率。基于SVG制定的實時數據發布方案采用了實時數據庫，客戶端基于SVG圖形格式進行顯示。以上這種數據發布方案有呈現效果清楚、快速及實現流程快捷及可遷移性等特征。

在電力調度自動化系統內，SVG 圖形技術有著廣闊的應用前景，科東公司在全面分析SVG 標準，歸納國內外EMS 圖形支持平臺研發經驗的技術上，利用Java、SVG 技術等研發出和SVG 技術標準相配套的新型EMS 圖形交換接口，成為了SVG 走向工程應用領域中的一項重要標志，有較高的推廣價值。