140、電網(wǎng)可視化展示平臺的研發(fā)與應(yīng)用-征文

1、第33卷第00期電網(wǎng)技術(shù)Vol.33No.002009年0月PowerSystemTechnology000.2009文章編號：文章編號：10003673（2009）00000000中圖分類號：中圖分類號：TM743文獻(xiàn)標(biāo)志碼：文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A學(xué)科代碼：學(xué)科代碼：4704054電網(wǎng)可視化平臺的關(guān)鍵技術(shù)研究沈國輝1，陳光1，狄方春1，佘東香1（1中國電力科學(xué)研究院，北京市100192）Keytechnologyreseachofpowerg

2、ridvisualizationplatfmSHENGuohui1，CHENGGuang1，DIFangchun1，SHEDongxiang1（1ElectricPowerResearchInstituteofChina，Beijing100192，China）ABSTRACT:Duetorapidexpansionofpowergridscalecrespondingdataincreasemeadvancedvisualizedto

3、olsmeasuresareneededtohelpthedispatcherstoimplementtimelyeffectivemonitingofpowergrid.Atpresentvisualizationisthemosteffectivetechnologicalmeanstoimplementabovementionedfunctionviamanmachineinterface.Theprojectondispatch

4、ingvisualizationresearchdevelopmentisbasedontheCC2000Adispatchingautomationsystem.Itmakesuseofadvancedvisualizationtechnologyplatfmtechnologiesimplementsdynamicdisplayplatfmofdispatchingdatadynamictopologymappanamicgeogr

5、aphicmapsintelligentalertsauxiliaryschedulingassistantfunctionssoon.Itmakesfulluseofgridcomputinganalyzeresultstorevealthesafeoperationofpowergridconditionsequipmentoperationalstatus.Thisproductprovidesanintuitiveefficie

6、ntmeansfmanyapplicationsingridsystemfieldssuchaspowerdispatchingoperationcontrolanalysisthustoincreaseproductivityimprovepowersystemstability.ThisvisualizationsystemisappliedtotheEMSofacertainprovincialdispatchingcenter.

7、KEYWDS:DynamicTopologyTree；AuxiliarySchedulingAssistant；Visualization；Intelligent；DynamicDataDisplay；AnimationShow；EnvironmentalMoniting；intelligentdispatching；dispatchingautomationsystem；manmachineinterface；serviceiente

8、darchitecture；EnergyManagementSystem摘要：電網(wǎng)規(guī)模的增大和數(shù)據(jù)量的增多，需要更先進(jìn)更直觀的工具和手段來幫助調(diào)度員實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)的及時(shí)有效監(jiān)控，可視化是目前從人機(jī)界面角度實(shí)現(xiàn)上述功能最有效的技術(shù)手段。本項(xiàng)目是基于CC2000A系統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度可視化研究和開發(fā)，采用先進(jìn)的可視化技術(shù)和平臺化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示平臺、動(dòng)態(tài)拓?fù)鋱D、全景地理圖、智能告警、輔助調(diào)度助手等功能。充分利用電網(wǎng)軟件的分析計(jì)算結(jié)果，揭示

9、電網(wǎng)的安全運(yùn)行狀況和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，適用于電網(wǎng)運(yùn)行的各類應(yīng)用系統(tǒng)，為電力調(diào)度、運(yùn)行、控制、分析等人員提供直觀高效的手段，從而極大地提高生產(chǎn)效率、提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)已經(jīng)在某省調(diào)EMS系統(tǒng)中得到應(yīng)用。關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)拓?fù)錁?；輔助調(diào)度助手；可視化；智能化；動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)展示；動(dòng)畫展示；環(huán)保監(jiān)測；智能調(diào)度；調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；人機(jī)界面；面向服務(wù)的架構(gòu)；能量管理系統(tǒng)0引言隨著電網(wǎng)規(guī)模越來越大，數(shù)據(jù)越來越多。海量數(shù)據(jù)存儲于數(shù)據(jù)中心，SCADA、EMS系

10、統(tǒng)提供大量詳細(xì)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)信息，對電網(wǎng)的實(shí)時(shí)行為進(jìn)行詳細(xì)的描述。而傳統(tǒng)EMS中的表格、圖形表達(dá)方式只注重對系統(tǒng)局部信息的描述，無法對系統(tǒng)整體運(yùn)行狀態(tài)總體趨勢及變化區(qū)域進(jìn)行展示。不能滿足調(diào)度員對電網(wǎng)的分析型、提示性和概括性要求。但是如果采用調(diào)度數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)展示功能，將為調(diào)度員提供更加形象和直觀的可視化圖形，將電網(wǎng)運(yùn)行枯燥的數(shù)據(jù)用靈活的、實(shí)物化的、動(dòng)態(tài)的方式，借助計(jì)算機(jī)圖形顯示技術(shù)進(jìn)行顯示，充分發(fā)揮了人腦的模糊識別功能，使系統(tǒng)運(yùn)行人員更方便、更

11、直觀地了解當(dāng)前系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，以便其采取的運(yùn)行控制措施更有效、更有針對性。電網(wǎng)調(diào)度可視化功能突出顯示預(yù)警信息、告警信息，實(shí)現(xiàn)潮流的動(dòng)態(tài)流動(dòng)、線路負(fù)載率的餅圖顯示、電壓分布的等高線顯示等。展示方式包括羅盤圖、表計(jì)、餅圖、棒圖、等高線等2D、3D圖形。通過動(dòng)態(tài)圖形展示，調(diào)度員可以直接得到揭示電網(wǎng)運(yùn)行趨勢和本質(zhì)的高層次信息，可以及時(shí)洞察已存在的異常和潛在的事故隱患，加強(qiáng)對第33卷第00期電網(wǎng)技術(shù)Vol.33No.002009年0月PowerS

12、ystemTechnology000.2009塊。需要WEB發(fā)布的動(dòng)態(tài)展示數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)隔離設(shè)備傳輸?shù)絎EB服務(wù)器，使得動(dòng)態(tài)展示功能在WEB上也可以使用。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫scadaEMSSCADA功能SCADA數(shù)據(jù)庫高級應(yīng)用數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)展示數(shù)據(jù)庫用戶定義參數(shù)靜態(tài)安全分析靜短路電流潮流計(jì)算告警及輔助決策二三維圖形建模動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取結(jié)果綜合分析動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取圖形數(shù)據(jù)顯示SCADA功能人機(jī)動(dòng)態(tài)展示平臺HIS門戶歷史數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)展示數(shù)據(jù)圖1系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)Fig

13、.1Systemarchitecture1.3人機(jī)界面結(jié)構(gòu)人機(jī)界面主要在二維、三維圖形支持平臺及動(dòng)態(tài)展示平臺兩個(gè)基礎(chǔ)支撐平臺上實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度可視化功能。二維、三維圖形支持平臺提供基礎(chǔ)的圖形顯示接口，為動(dòng)態(tài)潮流、動(dòng)態(tài)棒圖、餅圖、等高線等提供二維、三維顯示的算法支持。二維、三維圖形支持平臺為實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋱D、地理接線圖上的可視化效果提供支持接口。動(dòng)態(tài)展示平臺提供面向主題的應(yīng)用接口。主要實(shí)現(xiàn)各個(gè)主題窗口的統(tǒng)一維護(hù)、主題窗口的浮動(dòng)和停靠顯示、主題窗

14、口的布局、主題窗口的交互、主題窗口布局的存儲和恢復(fù)等。人機(jī)界面結(jié)構(gòu)如圖2所示。操作系統(tǒng)(IsomericOperatingsystem)操作系統(tǒng)(IsomericOperatingsystem)虛擬機(jī)(JavaVM)虛擬機(jī)(JavaVM)開發(fā)部署平臺(JavaSwing)開發(fā)部署平臺(JavaSwing)選擇區(qū)域統(tǒng)計(jì)選擇區(qū)域統(tǒng)計(jì)動(dòng)態(tài)拓?fù)鋱D動(dòng)態(tài)拓?fù)鋱D支持二維、三維圖形展示的動(dòng)態(tài)展示平臺支持二維、三維圖形展示的動(dòng)態(tài)展示平臺安全分析結(jié)果展示安

15、全分析結(jié)果展示智能告警智能告警全景地理圖全景地理圖輔助調(diào)度助手輔助調(diào)度助手在線復(fù)合對比在線復(fù)合對比圖2人機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.2SystemarchitectureofMMI1.4主要模塊說明設(shè)計(jì)考慮將調(diào)度可視化作為CC2000A系統(tǒng)平臺的一部分進(jìn)行系統(tǒng)管理?？梢暬浖ㄈ藱C(jī)動(dòng)態(tài)展示平臺、地理接線圖、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)獲取模塊、二維圖形建模模塊、三維圖形建模模塊、應(yīng)用結(jié)果綜合分析模塊、智能報(bào)警及輔助決策。(1)人機(jī)動(dòng)態(tài)展示平臺人機(jī)動(dòng)態(tài)展示平臺具有可

16、靈活切分的多主題界面布局，支持面向多主題的擴(kuò)展方式。主要包括：1)靈活的切分布局、隱藏、新開，關(guān)聯(lián)窗口信息的相互查詢。2)主題窗口的布局和關(guān)鍵參數(shù)可以作為主題方案存儲及共享。3)在系統(tǒng)框圖、地理圖上上用鼠標(biāo)選擇待定義變量的各個(gè)分量，從而自動(dòng)生成由各個(gè)分量累加的計(jì)算量，用于數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)展示。4)通過配置界面配置生成顏色映射表等用戶配置信息。(2)圖形數(shù)據(jù)顯示模塊實(shí)現(xiàn)等高線、三維柱狀圖、三維曲面圖、三維錐狀圖、三維管道圖、三維箭頭等圖形展示手

17、段。實(shí)現(xiàn)將常規(guī)的二維廠站接線圖、潮流圖、地理圖，采用數(shù)學(xué)變換（如坐標(biāo)變換）等方式自動(dòng)擴(kuò)展為三維背景圖形的方法。用戶可以方便地切換選擇二維圖形或三維圖形。維護(hù)人員僅需維護(hù)常規(guī)的二維圖形，三維圖形由軟件自動(dòng)生成。（3）應(yīng)用結(jié)果綜合分析電力自動(dòng)化各類應(yīng)用，如EMSDTS動(dòng)態(tài)預(yù)警，對其計(jì)算結(jié)果、分析結(jié)果進(jìn)行歸納總結(jié)，結(jié)合可視化的展現(xiàn)方式，提出規(guī)范化的可視化的表達(dá)方式，從而提高可視化功能的實(shí)用性。實(shí)現(xiàn)應(yīng)用計(jì)算過程、計(jì)算結(jié)果的可控展示，使用戶可以直