電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的可視化技術(shù)探討

李宇光++劉強(qiáng)++趙龍++王超

摘要 隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)隨之增多，因而在此基礎(chǔ)上為了提升電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化水平，要求相關(guān)技術(shù)人員在電網(wǎng)操控過程中應(yīng)逐步實(shí)現(xiàn)智能化、可視化技術(shù)的應(yīng)用，繼而全面掌控電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)作現(xiàn)狀，并對(duì)其故障問題展開行之有效的處理，確保調(diào)度中心穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。本文從可視化技術(shù)分析入手，并結(jié)合電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的可視化案例對(duì)其展開了深入的研究，旨在其能為當(dāng)前電網(wǎng)海量數(shù)據(jù)的處理提供便捷的輔助決策手段。

關(guān)鍵詞 電網(wǎng)；實(shí)時(shí)監(jiān)控；可視化技術(shù)

中圖分類號(hào)TM7

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)1674-6708（2016）156-0083-01

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，我國電網(wǎng)仍然處在特高壓、遠(yuǎn)距離的發(fā)展階段，因而在此基礎(chǔ)上為實(shí)現(xiàn)對(duì)海量數(shù)據(jù)的高效處理，應(yīng)增設(shè)可視化實(shí)施監(jiān)控功能，繼而由此實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、二維平面、動(dòng)態(tài)、三維立體等電網(wǎng)運(yùn)行信息的獲取，并從數(shù)據(jù)類型的角度出發(fā)制定可視化解決方法，推進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)基于報(bào)警、預(yù)警功能完備的基礎(chǔ)上降低故障問題凸顯的幾率。以下就是對(duì)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的可視化技術(shù)的詳細(xì)闡述，望其能為當(dāng)前電力部門的可持續(xù)發(fā)展提供有利的文字參考。

1 電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的可視化技術(shù)

1.1 三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

基于電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控可視化方法達(dá)成的條件下，三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被應(yīng)用于潮流圖構(gòu)建過程中，即以電網(wǎng)模型的設(shè)計(jì)路徑達(dá)成圖形化的數(shù)據(jù)表達(dá)方法，從而便于相關(guān)工作人員全面掌控到數(shù)據(jù)信息。例如，某廠站在地理背景潮流圖設(shè)計(jì)過程中將廠站變壓器、發(fā)電、母線等納入到潮流圖繪制中，同時(shí)以直線、折線形式表示圖元、線路，并結(jié)合拼接技術(shù)將潮流圖放大至指定倍數(shù)，且在指定空間內(nèi)連接線路、潮流圖原有線，最終由此達(dá)到圖形化電網(wǎng)模型展示目的。此外，在三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用過程中亦可結(jié)合遙信數(shù)據(jù)以可視化的形式展示遙信、遙測(cè)、計(jì)算點(diǎn)等數(shù)據(jù)，同時(shí)在潮流圖繪制過程中以箭頭來表示遙測(cè)數(shù)據(jù)電流，并以抽象圓點(diǎn)、矩形的填充方法展示海量數(shù)據(jù)信息。

1.2 全三維圖形技術(shù)

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，全三維圖形技術(shù)主要應(yīng)用于告警、預(yù)警領(lǐng)域，即在電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過程中調(diào)度人員可透過全三維圖形掌控到異常信息，例如，變壓器等設(shè)備告警，低頻振蕩告警，靜態(tài)安全分析N-I計(jì)算告警，惡劣天氣告警等等，以此便于調(diào)度人員在數(shù)據(jù)獲取過程中可制定告警應(yīng)對(duì)方案，以此來確保電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。此外，在告警信息處理的過程中，必須注重結(jié)合潮流圖的繪制，同時(shí)增設(shè)聚閃、高亮等特效，以掛牌的形式來展示電網(wǎng)故障過程中潮流轉(zhuǎn)移狀況，從而便于調(diào)度人員對(duì)告警事件地點(diǎn)、時(shí)間、具體事件展開分析行為，并結(jié)合電力系統(tǒng)異常洞察結(jié)果，對(duì)故障問題展開行之有效的處理。另外，三維技術(shù)的應(yīng)用有助于綜合變壓器標(biāo)識(shí)、變壓器相連開關(guān)動(dòng)作情況等可視化信息。

1.3 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)

在電網(wǎng)運(yùn)行過程中為了全面掌控到其運(yùn)行狀況，配置了FTU、RTU等實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備，同時(shí)以SCADA平臺(tái)構(gòu)建的形式滿足站內(nèi)設(shè)備監(jiān)控條件，并由此獲取遙測(cè)、電壓、電流等實(shí)時(shí)變化數(shù)據(jù)，繼而基于TCP/IP協(xié)議的基礎(chǔ)上有效調(diào)度海量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)應(yīng)用的情景下，電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)作過程中可透過SCADA系統(tǒng)對(duì)點(diǎn)、線、面信息進(jìn)行分類處理，同時(shí)置入數(shù)據(jù)庫中。此外，在可視化電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建過程中著重采用SDE服務(wù)器調(diào)用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并依據(jù)具體的數(shù)據(jù)信息建構(gòu)其與圖形間的聯(lián)系，繼而由此便于調(diào)度人員在實(shí)際工作開展過程中基于可視化信息分析的基礎(chǔ)上全面掌控到電網(wǎng)運(yùn)行狀況。另外，在可視化監(jiān)控條件下，調(diào)度人員以靜態(tài)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)管理形式滿足了設(shè)備操控過程中信息需求。

1.4 空間數(shù)據(jù)庫引擎技術(shù)

空間數(shù)據(jù)庫引擎技術(shù)即SDE.其主要應(yīng)用于商用數(shù)據(jù)庫、圖形數(shù)據(jù)庫的連接，因而在電網(wǎng)運(yùn)行過程中將其貫穿于其中，有助于調(diào)度人員高效處理Arc/lnfo、AutoCAD等數(shù)據(jù)，滿足電力系統(tǒng)可靠性運(yùn)行需求。此外，SDE在應(yīng)用過程中具備適用于任何TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)，因而在此基礎(chǔ)上可便于調(diào)度人員在可視化監(jiān)控過程中實(shí)現(xiàn)對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，繼而依據(jù)用戶信息對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。另外，基于電網(wǎng)領(lǐng)域逐步發(fā)展的基礎(chǔ)上，多用戶并發(fā)訪問空間數(shù)據(jù)問題逐漸凸顯出來，因而在此基礎(chǔ)上應(yīng)用SDE商用數(shù)據(jù)庫信息獲取功能可將信息轉(zhuǎn)化為圖形數(shù)據(jù)庫管理形式，最終便于調(diào)度人員以高效檢索的形式達(dá)到數(shù)據(jù)管理目的。

1.5 GIS、SCADA -體化技術(shù)

在電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控可視化系統(tǒng)構(gòu)建過程中GIS、SCADA -體化技術(shù)的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)，即通過C/S模式、SDE服務(wù)器將GIS、SCADA置入到同一環(huán)境中，繼而在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)圖形的調(diào)用，且在TCP/IP支撐下對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)Arc/lnfo系統(tǒng)圖形、Autocad地圖等的管理，達(dá)到高效數(shù)據(jù)管理目標(biāo)，且就此便于調(diào)度人員在設(shè)備操控過程中可隨時(shí)獲取圖形信息，避免電網(wǎng)運(yùn)行過程中故障現(xiàn)象的凸顯。此外，GIS、SCADA -體化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)推進(jìn)了用戶數(shù)據(jù)、采集量、PAS計(jì)算量等統(tǒng)一存取設(shè)計(jì)目標(biāo)的達(dá)成，同時(shí)將整合數(shù)據(jù)置入GIS，并以可視化形式進(jìn)行展示，最終由此滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)調(diào)用需求。從以上的分析中即可看出，在電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行過程中強(qiáng)化對(duì)GIS、SCADA -體化技術(shù)的應(yīng)用是非常必要的，為此，應(yīng)著重提高對(duì)其的重視程度。

2 電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控可視化案例分析

某礦區(qū)在電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控規(guī)劃過程中為了確保系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，依據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)構(gòu)建PSASP綜合程序模型，并實(shí)時(shí)上傳相關(guān)信息，繼而全面掌控到礦區(qū)運(yùn)作過程中通訊暢通、快速通告、運(yùn)行參數(shù)、故障設(shè)備等層面的數(shù)據(jù)，提升電網(wǎng)供電安全性。此外，在可視化實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)完善過程中配置了報(bào)警功能，即在礦區(qū)供電過程中若發(fā)生故障現(xiàn)象系統(tǒng)將自動(dòng)切換至預(yù)置的攝像機(jī)，繼而以圖像的形式傳送報(bào)警信息，便于調(diào)度人員在故障問題處理過程中可掌控到報(bào)警信號(hào)位置等數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合歷史告警數(shù)據(jù)對(duì)其展開行之有效的處理。另外，基于SCADA調(diào)度系統(tǒng)與電網(wǎng)連接的基礎(chǔ)上，調(diào)度人員在設(shè)備操控過程中可隨時(shí)接收到事故遙信信息，并通過SDH網(wǎng)元將其轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，繼而以子系統(tǒng)的處理形式將故障所帶來的影響降至最低，且就此提升電網(wǎng)故障應(yīng)對(duì)能力。

3 結(jié)論

綜上可知，電力部門在電網(wǎng)運(yùn)作過程中仍然存在著某些不可忽視的問題影響到了其整體穩(wěn)定性及可靠性，因而在此基礎(chǔ)上為了達(dá)到高質(zhì)量供電狀態(tài)、滿足當(dāng)代社會(huì)發(fā)展需求，要求電力部門在電網(wǎng)監(jiān)控過程中應(yīng)注重運(yùn)用GIS、SCADA一體化技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫引擎技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，以此來達(dá)到可視化監(jiān)控目標(biāo)，并就此全面掌控到電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)作狀態(tài)，且依據(jù)數(shù)據(jù)異常情況對(duì)變電站進(jìn)行實(shí)時(shí)維護(hù)，保障電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。