電力大數據可視化研究設計

孫夢覺+徐敏++牛斌

摘 要本文在分析和研究電力大數據和可視化技術的基礎上，對基于DataV的電力大數據可視化設計與實現進行了分析，并通過實際系統設計進行了成果展示的描述。DataV大屏展示是實際大電網在虛擬世界的全信息仿真，可在任一時段，采集任一地區電力生產運行的詳細資料；在電腦上清楚直觀地展現電網綜合統計數據，實時運行數據和設備監控數據，統計電網所有的雷害區、鳥害區、污閃區，并且可以直觀的展現電網預警情況，隨時取得電網運行的最新數據。

【關鍵詞】DataV 電力大數據 可視化

電力大數據是大數據理念、技術和方法在電力行業的實踐，是大數據應用的重點領域之一。相比于傳統圖表與數據儀表盤，如今的數據可視化致力于用更生動、友好的形式，即時呈現隱藏在瞬息萬變且龐雜數據背后的業務洞察。DataV旨在讓更多的人看到數據可視化的魅力，幫助非專業的工程師通過圖形化的界面輕松搭建專業水準的可視化應用。提供豐富的可視化模板，滿足會議展覽、業務監控、風險預警、地理信息分析等多種業務的展示需求。

電力系統運行狀態的特點是數據海量，每時每刻都有各種各樣的分析計算結果源源不斷地產生。隨著系統的廣泛互聯和電力市場化的推進，數據量更是呈指數級增長。現有能量管理系統在處理和顯示這些數據時顯得力不從心，如何借助可視化技術高效地組織和顯示海量數據成為當前研究的熱點。

1 輸變電數據可視化研究思路

根據輸變電數據可視化實際情況，電力大數據可視化組件的總體架構如圖1（包含和其它外部系統的整合關系）。

電力大數據可視化組件研發完成后，其它電網系統只要將該組件加入到系統中并且做少量配置就可以無縫集成多數據源配置管理、數據分析流程化可視化等功能。需要對外提供一些接口，這些接口包括后端的接口，也包括前端的接口。各種類型的接口都有合理的分類，接口中心可以實現對接口的管理和查詢。會產生很多與外部系統或者是套件之間的交互操作，接口體系負責封裝這些交互所需的數據和服務。涉及到對電力大數據相關服務的調用，也涉及到對外提供標準化的數據接口，這兩者之間的整合需要涉及到數據過濾、數據適配等功能和步驟。

對于一些基礎功能，組件會提供一些關鍵參數的配置。對于一些特殊功能，組件不僅會提供參數配置，還會提供可插拔的控制配置，讓用戶自由使用和加載組件體系里的一些特殊功能。

電力大數據可視化組件主要提供的是可視化相關的一些功能，至于數據計算、挖掘等大數據分析相關的一些功能，該組件需要調用相關的分布式服務才能完成。和底層大數據相關的分布式服務的交互等功能將會被封裝在該體系里。

2 DataV應用場景分析

從使用dataV這個角度來講，需要涉及到三個方面的內容：設計、部署、數據方面；下面對這三方面的一個簡單概述。

設計方面，提供運營動態直播、數據綜合展示、設備監控預警等多種場景模板，稍加修改就能夠直接服務于可視化需求。通過拖拽即可實現靈活的可視化布局，在模板的基礎上任何人都能夠發揮創意，實現您自己的可視化應用。

以WebGL技術作為支撐，能夠繪制海量數據下的地理軌跡、飛線、熱力、區塊、3D地圖/地球，支持多層疊加。

部署方面，第一，創建的可視化應用能夠發布分享，通過URL參數控制數據變量，讓不同的用戶看到不同的數據頁面。第二，將配置好的應用進行本地化部署（需要安裝DataV Server），便于互聯網連接受限的場景使用。

數據方面，多數據源整合，支持阿里云分析數據庫、關系型數據庫、Restful API、CSV、靜態JSON等多種數據來源，且能夠動態輪詢。能夠實現多個數據源匯聚于一個可視化界面中。

DataV產品適合用于大屏展示，也就是使用該產品，指定一些展示樣式和配置一些數據源后，使用DataV的前端和后端的服務將數據以圖形的方式展現在大屏上。

3 電力大數據可視化分析

電力大數據可視化主要涉及到電網資產管理統計分析，電網實時運行數據統計分析，電網設備狀態監控等幾方面的數據。

電網資產管理統計分析主要目的是將電網系統經過分析、計算、統計之后得到的結果展示給用戶，其本身更專注于友好的數據展現方式和美觀的展現界面。

電網實時運行數據統計分析是電網中實時產生的一些數據，通過大數據平臺獲取、存儲、處理之后，可以動態的傳輸給DataV相關的組件，對這些實時的數據做一個統計和展示。電網實時運營數據有很多種類，例如：電廠的實時發電量、輸電線路的實時輸電量、用電客戶的實時耗電情況等。

電網中的很多設備需要監控故障情況，這些監控設施產生的一些監控數據需要經過一定的處理和分析用來判斷設備是否有異常發生，類似的情況可以使用DataV對這些監控時發現的異常數據做相關的統計和展現，從而達到對設備監控的目的。

4 電力大數據DataV展示設計

由于篇幅限制，本文將主要從電網資產管理統計分析，電網實時運行數據統計分析，電網設備狀態監控等幾個方面抽取設備裝備規模統計，缺陷分布，山火信息，電網潮流等幾個指標展現。

4.1 設備裝備規模

根據電壓等級統計全網各種設備類別的設備數量及其分布情況，以折線圖和柱狀圖組合的雙坐標展現電網設備裝備規模見圖2。

4.2 缺陷分布展示

以供電局為統計單位，展現電網輸變電缺陷的分布，便于分析缺陷及缺陷消除。以多維柱狀圖或者各供電局循環播放的形式展現缺陷統計情況，缺陷等級指標維度統計缺陷分布情況見圖3。

4.3 山火信息展示

展示全省范圍內實時山火情況以及全年山火區域見圖4。

4.4 電網潮流展示

在輸變電網的網架基礎上結合調度和計量數據，繪制電網動態潮流圖。以某種速度和箭頭及其顏色來表示電流潮流的方向和負荷大小見圖5。

將電網統計數據綜合展示、電網實時運營數據展示、設備監控相關數據展示等展示指標結合DataV的功能用大屏的方式全屏展現電力大數據，效果圖如圖6。

5 總結與展望

本文在分析和研究電力大數據和可視化技術的基礎上，對基于DataV的電力大數據可視化需求的設計與實現進行了分析，并通過實際系統設計進行了成果展示的描述。本文分析電力大數據可視化需求的總體設計思路、原則以及軟硬件系統組成，介紹了電網可視化的必要性。該系統的工程實踐結果表明，其具有較好的應用前景與深入研究價值，為進一步發展智能電網提供了技術支持。

參考文獻

[1]McCormickBH DeFantiTA BrownMD etal.VisualizationinScientificComputingComputerGraphics，1987，21（06）.

[2]DeFantiT A Brown M D McCormick B H.Visualization：ExpandingScientificand Engineering Research Opportunities.IEEEComputer，1989 22（08）：12-25.

[3]韓幀祥，呂捷，邱家駒.（Hanzhenxiang L Jie CiuJia u）科學計算可視化及其在電力系統中的應用前景（VisualizationinScientific Computing and Its Application Aspectsin PowerSystem）電網技術（PowerSystem Technology），1996，20（07）：22-27.

作者單位

1.云南電網有限責任公司信息中心 云南省昆明市 650217

2.昆明能訊科技有限責任公司 云南省昆明市 650217