電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)探討

樊鳳鳴 丁世瓊

摘要：電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化設(shè)計(jì)是以新一代智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的可視化技術(shù)平臺(tái)為基礎(chǔ)，通過(guò)有關(guān)方案設(shè)計(jì)和應(yīng)用，為電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)化與可視化監(jiān)控提供支持，從而促進(jìn)電力系統(tǒng)的更加安全與穩(wěn)定運(yùn)行。本文在對(duì)基于SCADA系統(tǒng)功能的電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析基礎(chǔ)上，對(duì)其在實(shí)際中應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);運(yùn)行;動(dòng)態(tài)監(jiān)視;可視化;設(shè)計(jì);實(shí)現(xiàn)

隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展以及電力市場(chǎng)的不斷完善，當(dāng)前電力系統(tǒng)的建設(shè)及其運(yùn)行管理的復(fù)雜性也越來(lái)越突出，在這種情況下，以廣域測(cè)量系統(tǒng)（SCADA）作為技術(shù)支持進(jìn)行電網(wǎng)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用，從而對(duì)我國(guó)電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定供電運(yùn)行進(jìn)行支持，具有十分積極的作用和意義。值得注意的是，結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用情況，由于基于SCADA應(yīng)用功能的電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)以及電網(wǎng)運(yùn)行有關(guān)的各類(lèi)關(guān)聯(lián)信息反映，具有較大的分散性，需要調(diào)度人員通過(guò)頻繁的界面操作以及切換控制來(lái)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)及其處理事件的完整信息獲取，從而導(dǎo)致其電網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)度決策以及事件處理能力均會(huì)受到相應(yīng)的不利影響。針對(duì)這一情況，基于新一代智能調(diào)度技術(shù)支撐系統(tǒng)的可視化平臺(tái)功能進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)，從而為其在電網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)化與可視化監(jiān)視應(yīng)用提供支持，具有十分積極的作用和意義。本文通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)建設(shè)的可視化設(shè)計(jì)研究，對(duì)其具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用進(jìn)行分析，以供參考。

1電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)

1.1整體框架設(shè)計(jì)

結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)和應(yīng)用情況，通常情況下，基于SCADA系統(tǒng)應(yīng)用功能的電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化功能主要包含告警信息匯總的可視化以及非告警類(lèi)應(yīng)用功能的可視化兩個(gè)部分，電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化系統(tǒng)運(yùn)行中，對(duì)其各有關(guān)后臺(tái)應(yīng)用的監(jiān)視及其監(jiān)視所獲取的告警信息或重要運(yùn)行信息，是通過(guò)向相對(duì)應(yīng)的可視化功能模塊發(fā)送，以滿(mǎn)足其相應(yīng)的可視化展示效果。如下圖1所示，為電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化功能整體框架結(jié)構(gòu)與流程示意圖。

根據(jù)上圖可以看出，電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化功能系統(tǒng)中，其告警信息匯總可視化功能部分，主要是針對(duì)現(xiàn)階段整個(gè)SCADA系統(tǒng)中主要應(yīng)用功能的重要告警信息進(jìn)行匯集和展示，從而為有關(guān)系統(tǒng)運(yùn)行人員清楚、明確的掌握整個(gè)系統(tǒng)的全部應(yīng)用告警信息提供支持，其中包含對(duì)動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視的可視化以及在線(xiàn)擾動(dòng)識(shí)別可視化、動(dòng)態(tài)電壓或頻率裕度可視化、低頻振蕩可視化等。此外，電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化功能系統(tǒng)中，非告警類(lèi)應(yīng)用功能的可視化功能部分主要是指不參與電網(wǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)視的整體可視化告警狀態(tài)判斷與展示的應(yīng)用信息類(lèi)型，現(xiàn)階段該部分的可視化功能實(shí)現(xiàn)是以并網(wǎng)機(jī)組性能監(jiān)視可視化為主，其中包含勵(lì)磁調(diào)節(jié)性能監(jiān)視可視化以及一次調(diào)頻性能監(jiān)視可視化、機(jī)組進(jìn)相運(yùn)行監(jiān)視可視化等。

1.2總體界面設(shè)計(jì)

根據(jù)上述對(duì)基于SCADA系統(tǒng)應(yīng)用功能的電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化系統(tǒng)的整體框架設(shè)計(jì)分析，在進(jìn)行基于新一代的智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)可視化平臺(tái)技術(shù)進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化總體界面設(shè)計(jì)中，其具體設(shè)計(jì)主要包含告警信息總覽面板以及地理潮流圖、動(dòng)態(tài)告警信息樹(shù)、多主體窗口共4個(gè)不同的功能結(jié)構(gòu)部分。

其中，告警信息總覽面板在電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化功能的總體界面設(shè)計(jì)中，是采用不同顏色實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的整體應(yīng)用功能狀態(tài)實(shí)時(shí)反映和呈現(xiàn)，通常情況下，在電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化總界面無(wú)任何告警信息情況下，其告警信息的總覽面板即顯示為綠色;但在出現(xiàn)任一一般性的告警信息情況先，其面板即顯示為黃色;存在嚴(yán)重告警信息時(shí)，其界面面板顏色則顯示為紅色，并且在其應(yīng)用運(yùn)行狀態(tài)表現(xiàn)出異常的情況下，告警信息總覽面板的顏色也會(huì)顯示為灰色。

電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化的總體面板設(shè)計(jì)中，動(dòng)態(tài)告警信息樹(shù)是以樹(shù)形的層次結(jié)構(gòu)形式在總體界面的左側(cè)進(jìn)行各類(lèi)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行告警信息匯總和展示，并且其信息展示是以關(guān)鍵設(shè)備或時(shí)間作為節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分層、分級(jí)關(guān)聯(lián)詳細(xì)的告警信息，其中包含越限設(shè)備以及實(shí)際值、廠(chǎng)站、限值、各類(lèi)性能參數(shù)、越限率等，對(duì)所匯總展示的告警信息則會(huì)通過(guò)較為醒目的顏色進(jìn)行有效區(qū)分和識(shí)別。

地理潮流圖在電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化總體界面設(shè)計(jì)中，是以中間地理潮流圖作為主要展示場(chǎng)景，其中包含電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的越限告警信息以及SCADA重要運(yùn)行信息的各類(lèi)可視化展示效果等，像設(shè)備的動(dòng)態(tài)定位以及公告板、3D柱圖、儀表圖、氣泡、等高線(xiàn)渲染等。

最后，電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化總體界面設(shè)計(jì)中，多主題窗口一般設(shè)置在總體界面的右側(cè)或者是下方，通過(guò)和告警信息樹(shù)的不同告警類(lèi)型以及設(shè)備等相互配合，在主題窗口的聯(lián)動(dòng)切換與展示下，實(shí)現(xiàn)與該告警事件相關(guān)的有關(guān)信息展示，其中包含相關(guān)的統(tǒng)計(jì)列表信息以及柱狀圖、動(dòng)態(tài)曲線(xiàn)、羅盤(pán)圖等。

2電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用分析

根據(jù)上述對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)分析，在具體設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，一般需要從電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的各可視化功能設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)上進(jìn)行分析。以電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視可視化功能設(shè)計(jì)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)為例，由于電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)中，對(duì)其動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)和應(yīng)用，是以通過(guò)對(duì)可視化技術(shù)手段的有效利用，實(shí)現(xiàn)基本PMU量測(cè)數(shù)據(jù)越限告警情況的有效展現(xiàn)，從而為電力系統(tǒng)工作運(yùn)行中調(diào)度人員快速過(guò)濾并對(duì)但其當(dāng)前系統(tǒng)運(yùn)行的重要越限信息進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注提供支持。需要注意的是，電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)中，動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視可視化主要包含功率越限告警可視化以及電壓越限告警可視化、功角越限告警可視化、相對(duì)角越限告警可視化、頻率越限告警可視化等越限告警信息的可視化展示。在電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化功能系統(tǒng)對(duì)上述越限告警信息進(jìn)行監(jiān)視并實(shí)現(xiàn)可視化呈現(xiàn)，能夠通過(guò)可視化界面告警動(dòng)態(tài)信息樹(shù)中的“動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視”功能對(duì)有關(guān)越限分類(lèi)節(jié)點(diǎn)在較為醒目的界面位置處進(jìn)行告警提示，同時(shí)通過(guò)對(duì)各類(lèi)越限層次節(jié)點(diǎn)以及下屬節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)擊，來(lái)實(shí)現(xiàn)有關(guān)更加詳細(xì)的越限信息展開(kāi)，其中包含越限設(shè)備以及當(dāng)前值、限額、越限率、所屬?gòu)S站、限額等，以在電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的越限監(jiān)視可視化基礎(chǔ)上，對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)監(jiān)視可視化功能需求進(jìn)行滿(mǎn)足，促進(jìn)其在電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)實(shí)踐中進(jìn)行推廣和應(yīng)用，促進(jìn)我國(guó)電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的良好與持續(xù)發(fā)展。此外，在電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，對(duì)動(dòng)態(tài)越限監(jiān)視可視化功能模塊的設(shè)計(jì)和應(yīng)用中，在鼠標(biāo)懸停至越限標(biāo)識(shí)圖表情況下，還能夠?qū)ζ湓较尢崾拘畔⑦M(jìn)行更為詳細(xì)的顯示，從而為電網(wǎng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)提供更加充分的條件和支持。

3結(jié)束語(yǔ)

總之，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行研究，有利于促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)視的可視化功能在實(shí)際中的進(jìn)一步應(yīng)用，為我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定供電運(yùn)行提供更加可靠的支持，推動(dòng)我國(guó)電力系統(tǒng)建設(shè)與電力行業(yè)發(fā)展，具有十分積極的作用和意義。

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