青海能源電力一體化平臺建設與應用

田旭 劉飛 李揚 楊曦 張君

（1、國網青海電力公司經濟技術研究院，青海 西寧810001 2、北京洛斯達數字遙感技術有限公司，北京100120）

1 概述

1.1 目的和意義

隨著國家電網公司“三型兩網”戰略的不斷推進，進一步提高電能利用效率以及電網運行性能，為實現高效展示現研究成果，充分挖掘大數據價值，協同各業務板塊協同工作，需要建設能源電力一體化平臺。

本項目以青海省電力公司經濟技術研究院生產指揮大廳為背景，實施建設青海新能源開發利用、電網規劃、科技創新、項目評審、單位推介等5 類展示場景，包含文字、圖片、視頻、圖表、地圖等數據形式，最終在生產指揮大廳的大屏投影使用，全面、系統、生動的展示青海新能源發展的情況。

1.2 大屏硬件現狀

DLP（“Digital Lighting Progress”的縮寫）背投拼接屏，支持接入各類視頻信號，實現超大屏清晰顯示，并可以對畫面加以分割、組合、縮放等控制[1]。青海生產指揮大廳大屏由6*2，共12 塊1400*1050 的DLP 屏幕組成，硬件分辨率為8400*2100，屏幕橫縱比為4:1。

1.3 建設原則

1.3.1 易用性

平臺的應用和維護應方便、靈活、易用。例如，復雜功能盡可能的通過向導方式引導用戶使用；展示內容盡可能通過圖表和文字說明兩種方式反映給用戶。

1.3.2 統一性

考慮到盡可能降低系統集成和數據操作管理服務等帶來的技術復雜性，在軟件配置、硬件配置、數據生產和管理、軟件開發等方面，依據相關規定和服務要求，制定完備、統一的數據標準、技術標準，真正做到標準先行。

1.3.3 開放性

平臺在運行環境的軟、硬件平臺選擇上要符合工業標準，具有良好的兼容性和可擴充性，能夠較為容易地實現系統的升級和擴充。在技術選擇上應具有較強的開放性和可擴展性，為技術更新和功能升級留有余地。

1.3.4 先進性

平臺涉及到電網規劃業務數據、地理信息數據等數據類型，數據種類多，數據量大，需要保證平臺的運行速度，滿足性能要求。

2 建設內容

2.1 總體功能架構

利用微軟新一代圖形界面（Windows Presentation Foundation以下簡稱WPF）和跨平臺開發語言（以下簡稱JAVA）異構體系結合是信息可視化展現平臺的重要特點[2]。利用WPF 優秀的展現技術和JAVA 構建穩定、安全可靠的后臺服務技術，保障了系統的美觀和穩定。采用Prism/MVVM架構，使得開發邏輯和UI 分離，加強平臺各模塊邏輯性，明確職責分工，縮短開發流程

[3]（圖1）。

平臺主要包括6 類功能模塊：

（1）單位推介

從研究院簡介、單位文化、部門機構、研究愿景等方面，文字結合相關圖片的方式對清潔能源研究院的基本情況進行介紹。

（2）青海清潔能源開發

通過地理信息、圖表及文字等豐富的形式對太陽能、風能、水資源、多能互補等清潔能源資源情況進行分析展示，包括青海省自然資源總體情況、各類清潔資源的稟賦及發電特性、清潔能源互補特性等。

對現狀年及規劃年各類電源（包括清潔能源和火電）的裝機規模進行分析統計；同時，可以對現狀年及規劃年的新能源消納水平及各類新能源的占比進行分析和統計。

（3）電網規劃成果展示

展示電源負荷信息，包括現狀年及規劃年青海省的分地區負荷、電源裝機、發用電情況及冬夏季的大小方式信息。展示主配網規劃成果，包括逐年的規劃網架、重點工程及規劃成效等；同時展示青海省十三五期間的電網建設規模及投資規模。

（4）科技創新成果展示

對研究的各類專題研究成果進行分類梳理，形成研究方向樹形圖，對專題方向、專題名稱、專題詳情進行查看和統計。

（5）評審成果查詢統計

對規劃評審中心的各類評審項目的基本信息和成果進行查看，也可以對評審項目按年份、類型等條件進行統計。

（6）后臺維護管理工具

為運維人員提供后臺配套的數據發布工具，包括數據整理的模板、發布工具等等，運維人員定期將信息通過數據發布工具進行推送。

圖2 部署架構圖

2.2 硬件大屏設計

大屏硬件部署如圖2 所示，外部大廳部署大屏硬件、大屏控制軟件所在的計算機、圖像輸入端電腦；大屏矩陣切換器、網絡交換設備、大屏控制臺均放在機房內。

圖形工作站通過VGA 信號線將圖像輸入到大屏矩陣切換器，通過大屏控制臺軟件進行畫面分割、布置、處理等，實現在大屏DLP 顯示器上播放。大屏DLP 顯示器與大屏矩陣切換器通過VGA 和RJ45 信號線連接[4]，達到控制、信號傳輸的目的。

根據硬件條件，進行定制化開發，使平臺在大屏上運行，得到最佳的效果。大屏硬件分辨率如下圖所示，橫向分辨率為8400，縱向分辨率為2100，橫縱比為4:1。

圖3 大屏分辨率

保證投影畫面不變形，輸入分辨率的橫縱比必須也為4:1。通過計算，橫向分辨率為1920*3，縱向分辨率為1440*1，總分辨率為5760*1440[5]。基于高性能圖形工作站，確定采用3 通道輸出，采用GPU 同步技術，實現3 通道圖像的同步渲染與輸出，保障大屏圖形圖像的同步。

2.3 物理部署設計

平臺采用Client/Server 架構，系統部署于服務器端，用戶通過客戶端訪問平臺，平臺與數據庫采用分布式部署，分別部署于不同的服務器；網絡采用現有公司現有的網絡模型，分配相應的內網網絡地址。

2.4 實現效果示意

平臺設計主要針對大屏，采用統一的樣式布局，整合到同一個主題，對于所有功能模塊完成配色方案制定，保證整體風格統一，實現效果如圖4～8 所示。

3 結論

本項目以青海省電力公司經濟技術研究院生產指揮大廳為背景，實施建設新能源開發利用、電網規劃、科技創新、項目評審、單位推介5 類模塊主題界面，通過應用大數據技術、可視化分析、新一代大屏展示等技術手段，最終在超大屏投放使用。

平臺的建成展示了青海省能源、電網、科技創新、項目評審的發展成果，動態全面的呈現了青海能源電力實體，積極的發揮了對外宣傳展示作用。

圖4 平臺首頁

圖5 單位介紹

圖6 電網規劃

圖7 科技創新

圖8 項目評審