可视化技术在电力调度自动化中的应用

尚喜民 鲁勇

（国网西藏电力有限公司本部，西藏 拉萨 850000）

一、可视化技术分析

（一）可视化技术的基本概述

电力系统中的可视化技术主要就是将电力系统的运行状态、各种属性等通过可视化技术中的各种先进技术和算法进行处理之后，以图片、图形的形式呈现出来，方便操作人员能够具体的了解电力系统的实际运行状态，从而采取针对性的措施。运用可视化技术具有多种功能：第一，它不仅可以将系统数据转变成图片和图形的形式，丰富信息内容，方便操作人员更好的发展系统的运行规律；第二，操作人员开可以观看可视化技术计算的全过程，并且能够及时调整参数，使得结果更加合理科学；第三，提升处理数据的质量和效率，实现对信息数据的高效运用，及时发现自动化电力调度环境下出现的各种故障，并采取有效措施加以解决，保证电力系统的正常稳定运行。

（二）可视化技术的基本发展情况

随着科学技术水平的不断提升，信息化成为了当今时代发展的主要特征，尤其是电力企业的信息化发展，各种大量信息数据逐渐涌现出来，并且已经超过了人们的理解范围和处理能力，由于缺乏有效的信息数据分析和处理手段，大约会有90%左右的信息数据被忽略和浪费，在一定程度上限制了电力企业的发展。而可视化技术属于计算机图形学的一部分，它可以作为大量数据处理的有效手段，并且被应用到电力系统发展中去，对电力系统的运行效率有着重要的提升作用。

二、可视化技术在电力调度自动化中的应用

（一）二维可视化技术的应用

1.单变量饼图的应用。在电力调度自动化系统中，可以用单变量饼图的方式来表示线路和变压器的负载率，通过改变其颜色和所占面积，直观反映相应的负载大小，简单、清晰且明确，便于工作人员理解和记忆。单饼图可以反映单一数据的变化情况，与普通饼图表现多个数据的比例关系存在较大的差别，其最大值是预先设定的数据可能出现的最大值。在绘制单饼图时，要对数据的最大值进行合理预测，同时选择适当的填充色，使图形鲜明且便于理解。

2.等值线法。等值线方法属于可视化方法，主要作用是对节点电压、线路负载率、变压器负载率等部件的数值进行显示。在制作过程中，主要包括：网格点数值化、等值点的计算等，一般来说，此种方式主要是应用四边形网格，还有一些使用三角形网格，两种方式在利用过程中都是对等值点进行追踪。但是在实际制作过程中，难度较大，工作人员准确把握重难点，才能保证等值线的合理性。

3.动态潮流的应用。电力调度自动化系统经常涉及系统潮流，负荷的大小采用潮流的流动速度和流量来表示，三角形大则流速快。利用可视化技术来实现折线三角形时，需要将折线分割成多段，分别处理。设置流动步长参数来控制三角形流速，步长大则流速快。在定时器中绘制动态帧步骤如下：背景绘制；根据数值确定三角形大小；越限数据决定三角形颜色；数值大小确定步长；根据线段长度和步长绘制三角形数目和方位。

4.反时限曲线。反时限曲线是一种具有特殊限值的曲线，，其越限报警和越限时间相关，也就是说，当数据超越某一限值一定时间后才报警而不是越限后马上报警。反时限曲线的实现步骤如下：第一，根据数据的存盘间隔和当前时间确定曲线的点数；第二，根据曲线点的数据的大小确定曲线点的坐标；第三，将曲线点用线段连接，完成曲线绘制；第四，判断当前数据是否越限，若没越限则返回，反之进入到下一步；第五，根据预先设定的限值绘制各限值线；第六，根据越各限值的持续时间将各限值线进行合并绘制；第七，根据越限值的持续时间产生报警事项。

（二）三维可视化的应用

1.单棒图的应用。对于电力调度自动化系统来说,安全分析结果、变压器和电容器的务工备用情况等都可以用单棒图来表示。单棒图一般由两个部分组成:

主棒:其主要功能是对当前实际数值进行表示；

对比棒:其主要功能是对数据可能达到的最大值进行表示。

与上文中提到的单饼图一样,单棒图也需要进行数值最大值的颜色设置,绘制的过程中,以实际情况和透视角度为基础,对图形坐标进行确定,以此来判断其他帮图是否遮挡了坐标,在确认坐标没有被遮挡之后,以预测数值为基础进行对比棒的设置,将对比棒数值与实际数值进行比较,对主棒坐标和大小进行确定和颜色填充,从而实现整个单棒图的绘制。

2.图形三维旋转的应用。随着可视化技术的发展,电力图逐渐从二维图转变为三维图,即以立体化的图像来对电力调度实际情况进行表示和反映,提升信息表示的准确性和全面性,能够让工作人员从多角度对电力调度情况进行分析。对于图形的三维旋转来说,其以三维图形平移和旋转等几何变换为主要原理,同时需要依赖于计算机图形学的知识。需要注意的是,在进行三维图形几何变化的过程中,为了保证变换的准确性,需要以坐标原点和坐标轴为基础进行变化,具体来说,在变换之前分析图形各点坐标,以此为依据进行变换,在得到变换后的坐标之后,根据新坐标绘制图形,从而得到旋转后的新的三维图形,以多视角电力图形来指导工作人员的相关操作,为工作人员进行电力调度情况分析提供依据。

结束语：

综上所述,信息量的增大给电力调度自动化系统的信息处理提出了更高的要求,可视化技术的应用能够提供直观、全面的图形信息,能够让工作人员对大量及复杂数据进行清晰的掌握,这对于提升电力调度的精确化和实时化有着积极的意义,有利于保障电力系统运行的安全性和稳定性。