电力调度自动化中可视化技术的应用_黄钲洋.pdf

研 发 应 用产业创新研究 2023.7 第14 期96作者简介：黄钲洋，男，江苏江阴人，助理工程师；研究方向：电力调度。电力调度自动化中可视化技术的应用黄钲洋（国网江苏省电力有限公司江阴市供电分公司，江苏无锡 214400）摘要：可视化技术能够有效提高电力调度效率，应当在电力调度自动化系统中加强对可视化技术的应用。本文分析了可视化技术的类型，介绍了二维可视化技术中的等值线、二维反时限曲线、单变量饼图以及三角形图，介绍了三维可视化技术中的单棒图和三维图，还介绍了颜色映射法。深入探究可视化技术在电力调动自动化中的应用策略，通过可视化技术实现数据图形展示、实时监测、智能报警、系统连接、监督分析。关键词：电力调度；自动化；可视化技术一、引言电网系统运行过程中会产生较多的数据信息，为了更好地监测、控制和管理电网系统，需要对数据信息进行采集和分析，可视化技术能够以更加直观的形式展示系统的运行数据，帮助工作人员了解电网系统的运行情况，为电力调度自动化提供帮助，有效完成电力调度工作，充分发挥可视化技术的作用，形成更加完善的电力调度自动化系统。二、电力调度自动化中可视化技术的类型（一）二维可视化技术1.等值线在电力调度自动化运行期间，很容易发生电力超载的问题，出现该问题后，电力系统将无法稳定运行，为了更好地控制电力系统，使电力系统恢复到正常的运行状态，可以对二维可视化技术进行应用，利用该技术进行分析，掌握系统当前的运行情况。工作人员可以对二维可视化技术中的等值线进行应用，利用该方法获取节点电压数据，还可以通过等值线分析电力系统变压器的负载情况。工作人员可以根据等值线了解各个设备的运行状况，获取实时数据，掌握负载情况，对电压进行控制，确保各个参数符合相关规范和有关标准。为了保证数据的精度，要采用科学的等值线绘图方法，如格栅图形法。2.二维反时限曲线工作人员可以运用二维可视化技术中的二维反时限曲线，根据该曲线进行分析。在实际应用中，要明确电流变化情况，进行比较分析，对电力数据进行分析，发现电力超载问题后，需要分析具体的超载情况。对系统的运行过程进行控制，通过二维反时限曲线保证电力调度自动化的有效性与安全性。运用该方法时，需要注意电力极限值的变化情况，该数值往往会受到其他因素影响，电力极限值变化后，反时限曲线也会受到影响。工作人员要注意坐标，明确曲线坐标点，对反时限曲线的数值进行分析，确定决定警告点所在的具体位置，保证反时限曲线的合理性。电力调度自动化系统可以对反时限曲线进行分析，与预定的数值范围进行比较，如果超出预设的数值，系统会立即发出报警信号，工作人员接收到报警信号后，会主动查看异常数据，分析异常数据的形成原因，采取有效的处理措施。3.单变量饼图在电力调动自动化系统中应用单变量饼图，利用该图展示系统运行过程中的数据，工作人员可以在单变量饼图中查看变压器负载数据，还可以查看电力系统中各个线路的数据。系统可以根据数据快速生成饼状图，在饼状图中显示设备运行数据，用不同颜色表示不同的统计信息，用饼状图展示各个设备的参数，为工作人员提供参考。绘制单变量饼图时，需要注意该图和普通饼状图的不同之处，对于单变量饼状图来说，该图并不会展示各个数据的具体比例，但是能够展示出各个数据的大小。对单变量饼图进行绘制的过程中，需要关注饼状图中各个模块的颜色，还要注意各模块的面积大小。该图能够在电力调度自动化系统中发挥关键的作用，对数据进行收集和处理，将其设置为不同的颜色，对饼状图进行标注，合理划分各个扇形区域，将各个扇形区域设置成不同颜色，以此来进行区分。在绘制饼状图的过程中，还要确定变量的最大值，掌握各个变研 发 应 用INDUSTRIAL INNOVATION 产业创新研究97量的具体情况，当电路发生变化时，可以根据饼状图掌握电路变化状况1。4.三角形图二维可视化技术中还包含三角形图，三角形图能够准确展示出供电负荷速度，还可以根据二维动态潮流设计图表示潮流态势。在供电系统的运行过程中，可以利用三角形图表示极限数值状态，明确该系统的运行情况。绘制三角形图时，要注意三角形坐标，为了使三角形图更加清晰，可以将坐标设置为不同的颜色，使流动速度更加清晰。在绘制的过程中，要注意坐标位置，控制三角形数量，合理安排各个线段的长度，通过三角形图展示动态潮流信息，为工作人员提供参考。（二）三维可视化技术1.单棒图单棒图属于三维可视化技术，对电力系统运行的安全性进行分析，可以利用单棒图展示安全分析结果，还可以利用单棒图显示该系统的务工备用分析结果。单棒图由两个部分构成，一部分是主棒，这一部分能够展示实时数据，显示电力安全分析结果。另一部分是对比棒，这一部分主要具备对比功能，对数据进行计算和分析后，展示出有可能出现的情况，通过对比棒预测主棒数据的最大值。工作人员绘制单棒图的时候，可以运用透视角技术，在该技术的应用中明确图形坐标的位置，不可以遮挡坐标，避免单棒图受到其他因素的影响。工作人员可以根据对比棒数值明确坐标，在单棒图中填充颜色，使单棒图更加清晰，具有一定的实用性。2.三维图三维可视化技术还包含三维图，三维图比二维图具有更大的优势，可以在电力调度自动化系统中运用三维图，根据三维图分析电力系统的运行参数，得到准确的电力图，为工作人员提供更加准确的参考信息，更有效地控制电力系统。三维图能够准确表示空间位置，还能够展示出系统当前的运行状况，为工作人员提供更加完整、准确的电力调度信息。在三维图的应用中，需要运用图形三维旋转技术，使用该技术时，需要掌握一定的图形知识，操控图形，对其进行旋转，或者移动图形，将图形控制成自己想要的效果，根据三维图进行分析。需要注意的是，如果三维图发生变化，就要变换对应的坐标，还要调整数轴，确保关键坐标点足够精准。三维图能够从不同层面展示系统运行情况，工作人员可以根据三维图了解系统运行中的问题，对系统进行调控，做好调度管理工作2。（三）颜色映射法在可视化技术的不断发展中，出现了更加先进的技术，可以利用颜色映射法对电力调度自动化系统进行分析，利用不同颜色表示数据，使颜色和数据相互对应，确保颜色和数据之间能够形成映射关系，得到电力调度自动化系统中的数据后，直接将数据映射为对应的颜色，充分发挥颜色映射法的作用。基于颜色映射法进行绘图时，应当明确数据的具体位置，还要确定数据的具体类型，分析不同数据的关系，对各个数据的大小进行比较。如果数据属于网格数据，为了将网格数据转化成面数据，在处理的过程中采用插值法，通过该方法完成数据转化工作，该方法还能够更好地确定 RGB基色值。绘制模块时，模块一般不会影响网格数据，可以直接用计算机进行处理，通过插值法提高绘制效率。对于颜色映射模块来说，大部分模块会采用非线性映射法，运用插值法的过程中，非线性数据中往往会存在一部分计算错误的数据，导致数据不够准确，进而使颜色发生偏差。为了避免颜色发生偏差，消除插值误差，需要引入颜色表，根据颜色表进行比较，准确表示出数据和颜色之间的映射关系，得到准确的数据信息，为工作人员提供更加直观的可视化数据3。三、可视化技术在电力调度自动化中的应用要点（一）数据图形展示根据可视化技术可以知道，数据图形包括两种类型的图形，一种数据图形属于二维图形，在该图形的应用中，需要全方位收集电力网络的数据，对数据进行处理，根据数据绘制二维图形。具体来说，还可以将二维图形划分为多个不同的图形，比较常见的二维图形包括等值线图以及变量饼图。除了这两种图形，二维图形还包括动态潮流图，该图形可以准确展示出数据变化趋势，工作人员可以根据动态潮流图掌握数据的动向，对电压负荷参数进行分析，与限定额度进行比较，确保电压负荷不会超出限定额度。工作人员可以从二维图形中获取有用的信息，更加明确数据发展趋势，掌握数据的整体走向，还能够及时发现数据中存在的问题，制定科学的应对措施。工作人员可以将二维图形应用在 EMS 系统中，获取准确的电量数据，掌握电压负荷情况4。另一种数据图形属于三维图形，在二维图形的发展过程中，逐渐形成了三维图形，三维图形能够展示更加完整的数据信息，将二维图形中的数据全部汇总到一起，通过三维图形进行展示。工作人员可以对三维图形进行操控，使图形移动和旋转。在三维图形的帮助下，工作人员能够掌握更完整的电力调度数据，以更加直观的形式了解系统运行情况，对关键数据进行记录和分析。将三维图形应用在 EMS 系统中，可以有效增加系统的时间维度，更高效地计算积分电量。若系统中出现故障，工作人员还可以根据三维图形查找故障部位，明确故障部位的电流情况，分析故障部位的电压信息，明确系统发生故障的具体原因，为维修人员提供参考5。（二）实时监测可视化技术具有实时监测的功能，工作人员可以利用该技术监测电力调度状况，判断供电情况，还能够在电力调度中了解线路有功情况。在自动发电机控制中，可以利研 发 应 用产业创新研究 2023.7 第14 期98用可视化技术监测控制结果，在自动电压控制过程中，同样能够运用可视化技术显示实时监测信息，掌握电压控制情况。工作人员可以在计算机中查看效果图，掌握电网的具体状况，提高电网监测效率。可视化技术具有实时动态监测的功能，在监测过程中，可以对潮流动态进行监测，还可以监测电压数据，工作人员可以根据可视化技术的监测结果掌握电力生产的具体状况，对电力生产工作进行优化，使电力生产更加高效、系统运行更加稳定。在可视化实时动态监测过程中，可以对各个节点进行监测，掌握电压的实时数据，还可以根据监测数据绘制动态化监测图形，根据图形进行分析，找出系统中的安全隐患和故障点，使电力系统更加稳定和可靠。（三）智能报警电力调度自动化系统具有自动报警功能，可视化技术能够为智能报警提供技术支持，系统会收集监测数据，根据数据信息绘制图形，通过可视化图像展示系统运行状况。在可视化图像分析中发现故障问题，可以显示系统故障位置，分析故障原因，及时发出故障警报信号。工作人员收到故障警报信号后，可以打开可视化图像，根据可视化图像展开分析，快速掌握故障问题的形成原因，制定维修方案，在最短的时间内完成抢修工作，避免电网系统受到严重影响，通过可视化技术保证电网系统运行的稳定性。对于电力调度自动化系统来说，可以将可视化技术应用在电力监控系统中，对数据信息进行整合，对各个节点的数据进行分析，根据数据的综合分析结果判断故障情况，发现故障后及时发出警报信号，体现出智能化的优势。工作人员可以根据故障信息制定多个处理方案，从中选出最优方案，高效解决电力系统的故障问题，对故障的影响范围进行控制，尽可能减少故障带来的损失，保证系统的安全和企业的利益。（四）系统连接可视化技术可以在电力调动自动化的系统连接中发挥作用，使各个系统实现标准化连接。制定系统连接方案时，可以根据可视化技术比较各个方案的优缺点。在信息端口连接中运用可视化技术，需要注意三种类型的接口，一是模型接口，数据模型存在一定的差异性，需要根据具体的数据模型进行连接，注重公共信息模块的设计，优化信息结构，根据实际情况采用对应的模型标准，实现接口标准化。二是数据接口，对于这类接口来说，要分析具体的信息连接模式，设置合理的连接通道，注意使用规格和方法，控制连接范围，对信息进行调整和控制。三是标准 SVG 的图形接口，应当根据网络标准确定管理手段，对可视化图形的展示进行控制。可以在电力调度自动化系统的硬件结构和软件系统中应用可视化技术，在硬件结构的设计中，使交换机与电力调度自动化系统相连接，同时还要将该系统与电网可视化系统相连接，保证硬件结构的合理性。对软件系统来说，需要构建实时数据库，数据库需要和系统接口相连接，还要连接图模维护系统，将可视化工作平台与数据库相连接，利用可视化技术对电网进行可视化监测，展开网络分析。（五）监督分析电力调度自动化系统可以利用可视化技术进行监督和分析，根据数据信息绘制饼图、潮流图、单棒图等，根据可视化图形分析线路功率及其使用趋势，对电网线路进行保护。首先，利用可视化技术分析电网的灵敏度，重点监测引发装置，注意变量信息，分析电网的灵敏性情况。根据可视化图形控制中枢点的电压情况，明确电压的规格，根据灵敏