在電力調度自動化系統中可視化技術的應用

文/李翠紅，國網河南省電力公司漯河供電公司

1 引言

隨著電力系統的不斷擴大，其中存儲的信息越來越多樣化和海量化，如警報信息、故障信息以及狀態信息等，通過簡單的工具可以方便操作人員快速精確的找到故障位置以及了解故障情況，并且及時采取有效的應對措施加以解決。可視化技術是一種基于計算機圖形學的新技術它可以提供一種獨特的數據表示形式，在豐富信息展示類型的同時，更容易被人們接受，有利于電力調度效率的提升。

2 可視化技術分析

2.1 可視化技術的基本概述

電力系統中的可視化技術主要就是將電力系統的運行狀態、各種屬性等通過可視化技術中的各種先進技術和算法進行處理之后，以圖片、圖形的形式呈現出來，方便操作人員能夠具體的了解電力系統的實際運行狀態，從而采取針對性的措施。運用可視化技術具有多種功能：①它不僅可以將系統數據轉變成圖片和圖形的形式，豐富信息內容，方便操作人員更好的發展系統的運行規律；②操作人員開可以觀看可視化技術計算的全過程，并且能夠及時調整參數，使得結果更加合理科學；③提升處理數據的質量和效率，實現對信息數據的高效運用，及時發現自動化電力調度環境下出現的各種故障，并采取有效措施加以解決，保證電力系統的正常穩定運行。

2.2 可視化技術的基本發展情況

隨著科學技術水平的不斷提升，信息化成為了當今時代發展的主要特征，尤其是電力企業的信息化發展，各種大量信息數據逐漸涌現出來，并且已經超過了人們的理解范圍和處理能力，由于缺乏有效的信息數據分析和處理手段，大約會有90%左右的信息數據被忽略和浪費，在一定程度上限制了電力企業的發展。而可視化技術屬于計算機圖形學的一部分，它可以作為大量數據處理的有效手段，并且被應用到電力系統發展中去，對電力系統的運行效率有著重要的提升作用。

3 電力調度自動化系統中可視化技術的應用

3.1 二維可視化技術的應用

3.1.1 單品圖法。二維可視化技術中的單拼圖法能夠將數據信息內容呈現出來，其應用具體分為以下幾個步驟。①對單拼圖法下的最大數據進行明確，然后定位矩形區域，并對其背景進行填充；②要結合具體的越限情況，在確定的矩形區域內繪制內切圓，最后選擇規定的顏色進行填充；③在確定扇形位置和比例的過程中，應該參照最大值的設定和目前數據值進行明確；④在結合具體的越限情況確定區域的顏色，并繪制扇形和填充顏色。

3.1.2 等值線法。在自動化系統中運用等值線法能夠顯示出多種不同類型的數據。要想方便認識和了解，數據應該對可視化手段進行合理的選擇，讓等值線能夠清晰的顯示出數據中的線路負載率、節點電壓、變壓器負載率等。等值線通常都會采用網格法。但是這種繪制方法較為復雜，計算機程序很難進行實現，所以，在系統功能的實現過程中應該通過無網格或者柵格圖形法來繪制等值線，而且編程的程序也極為簡單便捷，不僅可以很容易進行程序設計，提高圖形繪制的精確性，同時也不用受到網格結構的限制和約束，具有較強的通用性和一般性。如表1所示。

表1 電力調度自動化系統運行情況的觀察表

3.1.3 動態潮流法。在電力調度的自動化系統中系統潮流是經常會涉及到的內容，通常都會運用潮流的流量和流動速度來表示負荷的大小，如果三角形較大，則表示流動速度較快通過可視化技術進行折線三角形的過程中，應該先將折線分成多個小段，并分別進行處理。同時還要通過設置步長參數來對三角形的流速進行有效控制，如果步長較大那么流速則較快。動態幀步在定時器中的繪制步驟為：繪制背景圖；參照相關的數值來明確三角形具體大小；通過越限數據來確定填充三角形的顏色。根據數值大小明確流動步長；按照步長和線段長度來確定三角形方位和數量。

3.2 三維可視化技術的應用

3.2.1 單棒圖。在自動化系統運行過程中，單棒圖能夠表示出變壓器、電容器等的無功備用狀況和相關的安全分析。一般情況下，都是由一個對比棒和一個主棒組合而成，其中主棒主要是將當前的實際數值顯示出來，對比棒則是對可能會實現的最大數值進行顯示，而且它能夠結合實際需要確定是否要顯示。運用單棒圖也需要對顏色和最大數值進行相應的設置。

3.2.2 圖形三維旋轉。隨著科學技術水平的不斷提升，可視化技術得到了顯著的發展，而且電力圖也由原來的二維形式轉變成三維形式，使得電力變得更加立體，在一定程度上降低了工作的難度。三維旋轉的實現需要通過三維圖形進行幾何變換，以及計算機圖形學方面的知識內容，主要就是指將三維圖形進行平移和旋轉之后能夠形成全新的圖形。

4 結論

總而言之，隨著電力企業的不斷發展，其電力系統的規模不斷擴大，各種警報信息、故障信息以及狀態信息等大量涌現出來，為操作人員的工作提供了極大的壓力。而可視化技術作為一種新型的技術，將其有效的運用到電力自動化系統中去，通過二維可視化和三維可視化手段，繪制電力信息數據圖像，將枯燥乏味的數據轉變成圖片、圖形等形式，更加方便操作人員的觀察，不僅有利于操作人員及時發現故障問題，采取針對性的措施加以解決，同時還減輕了操作人員的工作壓力和數量，有效提升了電力調度工作的水平和效率。