電網調度可視化技術研究與應用探討

李楊月 汪春燕

安徽繼遠軟件有限公司 安徽 合肥 230000

引言

就智能化電網調度發展而言，受到傳統調度方式限制無法實現高效管理，對于海量數據與信息的批量實時審核存在缺陷。經實際研究表明，人們對于可視化圖形的敏感程度遠高于傳統EMS軟件的數據分析，對于電網調度而言，將信息數據進行多維與動畫轉變，能夠極大提高電網調度效率與質量，因此從實際管理水平角度來看，圍繞電網調度可視化技術展開研究是至關重要的。

1 電網調度可視化技術

近年來可視化技術不斷成熟，國家電網大力推進調度可視化管理，在此環境下可視化技術不斷突破，并以現有技術為基礎，積極推進可視化轉變。

1.1 數據整合技術

在長期可視化技術研究中實現了深度數據挖掘，并不斷積累可視化技術研究經驗與教訓，充分結合現有多種技術展開優化，其中以EMS技術、WANS技術、TMR技術、發電計劃、定位技術、OMS技術、氣象技術為主，實現了綜合運用與統籌，圖1為可視化技術與現有技術間的轉變關系[1]。在全面數據整合中，可借助CIM模型為基礎構建全業務電網資源平臺，集物理模型、計算模型以及三維模型為一體，全面優化可視化調度數據，就歷史數據而言，可借助多層次數據端口完成訪問記錄與分析，實現靈活數據配置。在數據整合技術研發中，積極引入先進數據整合模型與平臺，將傳統數據模式逐漸演變為多維圖形，甚至可實現虛擬化數據漫游，為后續實際可視化技術的實際運用夯實基礎。

圖1 可視化技術與現有技術間的轉變關系

1.2 語音交互技術

語音交互技術建立在人機交互基礎上，據公開數據表示，2018年人工智能市場總經濟規模約220億元，其中語音交互技術市場份額占據人工智能的22%，即48億元，據IDC數據預算，到2022年能夠實現57%增速[2]。從可視化技術的實際運用方式來看，是借助視覺刺激完成信息傳遞，強調的是實際圖形或動畫的運用，隨著可視化技術的不斷完善，可在視覺基礎上實現聽覺刺激，語音交互則是在可視化技術基礎上的再次延伸，實現了多重可視化發展。從實際技術研發中可將其分為語音識別技術、語音合成技術，其中語音識別技術與可視化技術契合度較高，因此將識別技術作為實現可視化語音交互的關鍵技術，在可視化信息轉變與運用中實現語音識別，繼而實現了關鍵信息的語音直接傳輸，能夠實現高效數據運用，例如系統檢測到故障時，可直接發出語音實現故障預警。

1.3 自動繪圖技術

為確保可視化技術應用水平，應借助智能化自動繪圖技術完成，繼而實現數據高效保護與圖形維護，確保可視化信息數據的準確性。在可視化技術與自動繪圖技術融合中，將結合拓撲信息、配電網接線圖、廠站主接線圖等信息實現全面轉化繪制，相較于傳統繪圖方式而言，實現了全面效率提升，此外自動繪圖技術可由相關技術人員進行特定條件錄入，繼而針對所需圖形展開過濾處理，將信息數據的真實形態進行擬合，并將其轉變為所需圖片格式[3]。

2 電網調度可視化技術的具體應用途徑

2.1 構建智能監控平臺

智能監控平臺的構建是電網智慧調度的必經之路，尤其對于電力系統的穩定運轉尤為重要，對于電力系統而言，智能監控平臺可實現實時監測，基于電網綜合服務實現可視化數據展示。就全面可視化監控而言，主要從全網電壓狀態、全網潮流狀態、全網功角狀態三個方面實現電力系統安全監測，在智能監控平臺中設置相關數據與分類展示，例如電網調度可視化技術運用綠、黃、紅三色實現直接性能展示，若其綜合指標處于安全范圍內，指示燈則顯示為綠色，若全網電力數據處于危險狀態，但并未超出實際限額，則顯示為黃色，若某一安全性能指標已超出規定范圍，需及時展開查驗與檢修，指示燈顯示為紅色，圖2為電網狀態監視圖。

圖2 電網狀態監視圖

由上圖可直觀發現，借助可視化技術實現電網監控具有顯著優勢，相較于傳統數據采集與分析而言，實現了監控結果的直接顯示，例如圖2中總發電15516MW，總復合16133MW，頻率50.024Hz，并帶有詳細時間數據。智能監控平臺可根據系統設定實現全網數據展示或電網分區數據獨立展示，因此可根據數據需求進行適當調整，完成直觀性數據運用。

2.2 故障動態預警分析

電網調度主要作用為確保電力工作的有序進行，確保可靠性供電與電網穩定運轉，經過多次智能調度數據測試，以故障數據界限控制為基礎，對母線電壓與增幅進行定義，將故障時容易引起數據失常的設備統一記錄，實現可視化動態預警，主要從事故嚴重程度、元件脆弱性角度展開可視化分析。

事故嚴重程度主要借助可視化技術進行交互式分層處理，將動態數據進行綜合轉化，并結合實際事故電壓與潮流情況，將故障信息詳細轉變為可視化圖形，為確保精確化表達數據信息，借助等高線方式顯示數據增幅圖像，對于故障信息與位置進行高亮處理，調度員可直觀性進行數據錄入與故障處理。元件脆弱性主要代表電網的故障程度，以元件的損壞程度為依據展開數據顯示，根據其圖形數據顯示程度可將其分為概述與詳述。概述內容以電網元件故障數量與程度為主，主要表達事故具體個數與真實故障程度；詳述內容則以電網元件的實際地理位置為主，能夠給予調度員有效地理信息，更便于實質性檢修與處理。

2.3 提高審批調度效率

電網穩定性直接影響到用電質量，在實際城市建設中，在某種情況下需安排電網設備停電，例如新建線路施工時，為確保施工跨越安全，需將部分設備停電。受到電網管理程序指導，設備停電等工作需提前進行調度工作申請簽署，隨著城市電網的改革創新與發展，調度申請單的簽署工作數量逐年增加，以實際數據例，其調度中心每年平均簽署約4000份申請單據，給予相關人員較大工作壓力。

可視化技術的運用借助智能系統極大提高了調度工作申請審批速度，并有效規避人工失誤，實現了統一審批制度，借助智能化系統推動電網調度配置管理高效化。由技術人員對可視化操作系統進行數據錄入，并實現專用線路檢修，工作人員可結合實際申請審批分類實現高效審批，點擊系統菜單后即可自動化生成意見，以實際電網調度可視化技術應用為例，對于2714開關的檢修申請，工作人員經過可視化操作后可自動生成“2714線路開關由運行狀態轉為檢修狀態”，實現可視化界面顯示，使相關工作人員通過可視化系統了解具體電網狀態[4]。

2.4 運用穩定限額庫

電網調度限額管理需以實際年度運行數據為基準，在此基礎上將限額變動通知下發相關部門，導致限額數據傳遞較慢，尤其在現階段電網發達環境下，穩定限額要求逐步增多，同時其相關數據更新較快，在電網檢修頻繁時期，甚至可出現每日限額變更情況，調度員限額管理需及時查詢紙質報告，因此導致其工作效率降低，同時受到傳統紙質限額報告限制，存在一定數信息泄露風險，繼而導致安全隱患存在。

電網調度可視化技術的不斷成熟，可借助可視化智能系統構建正常限額庫，將機組有功限額及單線載流、錄入電網斷面限額等數據上傳至可視化智能系統，實現了詳細數據展示，極大提高限額管理效率。以實際電網斷面限額為例，基于可視化智能系統，相關工作人員可通過詳細查詢限額變化與斷面描述，同時可結合季節與投運時間了解正負限額數據，實現高效率限額查詢，繼而保障電網運行穩定。

2.5 智能檢修與編制

對于智能檢修與編制而言，可借助甘特圖展開標志，隨著社會經濟的發展，電網規模隨之增大，以實際可視化技術應用為例，月檢修項目約200條，運用甘特圖的形式可實現檢修項目的智能化分配，由于總量較大，人工搜索與檢修編制方式仍需消耗過多人力成本與時間成本。在可視化技術運用下，借助可視化系統完成智能檢修任務編制，例如：檢修項目2737、2779、2758線路具有時間重疊，借助可視化界面可完成任務智能化引導，其界面詳細顯示風險時間段，并記錄檢修日期與類型，相關工作人員可借助可視化智能檢修系統了解自身任務，根據檢修票號與設備名稱明確檢修內容，同時可視化智能檢修系統可自動化形成薄弱斷面、同時停電等檢修風險提示。

3 結束語

綜上所述，電網調度致力于智能化發展，從數據整合技術、語音交互技術、自動繪圖技術展開可視化技術研究，以數據圖形轉換為基礎深入分析，旨在構建高效可視化分析平臺與系統。為更好地將可視化技術運用到實際電網調度中，以可視化技術研究為基準，可實現智能監控平臺構建，實現動態化故障預警，在可視化技術指導下展開高效審批，繼而實現高效編制與檢修。