可視化技術(shù)在電力調(diào)度中的應(yīng)用

俞劍銘

（國(guó)網(wǎng)仙游縣供電公司，福建 莆田 351100）

可視化技術(shù)，是從計(jì)算機(jī)圖形角度發(fā)展而來(lái)的，一種新型的技術(shù)。它能把數(shù)據(jù)信息通過(guò)圖形或圖片的方式展現(xiàn)出來(lái)，讓操作人員對(duì)信息進(jìn)行更加直觀的判斷處理?？梢暬夹g(shù)能夠提供出特殊的數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式，不斷地給電力系統(tǒng)的工作運(yùn)行供應(yīng)精確地?cái)?shù)據(jù)，在一定程度上方便了人們的數(shù)據(jù)獲取工作，提升了電力調(diào)度工作效率。

一、可視化技術(shù)的基本概述

電力系統(tǒng)中的可視化技術(shù)主要就是將電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)、各種屬性等通過(guò)可視化技術(shù)中的各種先進(jìn)技術(shù)和算法進(jìn)行處理之后，以圖片、圖形的形式呈現(xiàn)出來(lái)，方便操作人員能夠具體的了解電力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而采取針對(duì)性的措施。運(yùn)用可視化技術(shù)具有多種功能：

第一，它不僅可以將系統(tǒng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成圖片和圖形的形式，豐富信息內(nèi)容，方便操作人員更好的發(fā)展系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)律；第二，操作人員開(kāi)可以觀看可視化技術(shù)計(jì)算的全過(guò)程，并且能夠及時(shí)調(diào)整參數(shù)，使得結(jié)果更加合理科學(xué)；第三，提升處理數(shù)據(jù)的質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)信息數(shù)據(jù)的高效運(yùn)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自動(dòng)化電力調(diào)度環(huán)境下出現(xiàn)的各種故障，并采取有效措施加以解決，保證電力系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行。

二、可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）二維可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.單變量餅圖的應(yīng)用

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，線路和變壓器的負(fù)載是很重要的參數(shù)，可以用單變量餅圖來(lái)表示，餅圖可以改變的參數(shù)有顏色、面積，這2個(gè)變量的組合可以直觀展示出所要表示的負(fù)載的大小，具有簡(jiǎn)單清晰的特點(diǎn)，同時(shí)方便操作人員記憶和分析。相較普通餅圖而言，單餅圖僅僅只表示某種特定數(shù)據(jù)的變化走勢(shì)，并不展示多個(gè)數(shù)據(jù)的比例關(guān)系。單餅圖的繪制過(guò)程需要考慮閾值的設(shè)定，合理設(shè)置變量的最大值，使得單餅圖既能展示出變化，又能充分利用面積和顏色信息，便于理解。具體步驟如下：由最大數(shù)值確定餅圖的矩形區(qū)域；填充背景顏色；由越限與否得出當(dāng)前單餅圖位置區(qū)域；由事先設(shè)定好的顏色表進(jìn)行填充；由最大值設(shè)定和當(dāng)前值確定圓形大小和所處位置；由越限與否決定顏色之后繪制扇形。

2.反時(shí)限曲線法的應(yīng)用

采用這一方法主要是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的優(yōu)化，具體來(lái)講，整個(gè)電力系統(tǒng)在落實(shí)變壓器反時(shí)限監(jiān)控內(nèi)容時(shí)，需要采用這一方法來(lái)實(shí)現(xiàn)反時(shí)限狀態(tài)的對(duì)比分析，根據(jù)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出的過(guò)載時(shí)間與過(guò)載的大小來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行方式的有效優(yōu)化與完善。這一方法在實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先需要明確其特殊性能：這一限值曲線本身具備越限報(bào)警的功能，也就是說(shuō)一旦數(shù)據(jù)達(dá)到了所設(shè)定的越限時(shí)間值，其就會(huì)立即報(bào)警。具體操作流程為：首先，要明確相應(yīng)的曲線點(diǎn)數(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)存盤的間隔與目前的時(shí)間點(diǎn)來(lái)進(jìn)行明確；其次，根據(jù)曲線點(diǎn)數(shù)據(jù)的大小來(lái)明確相應(yīng)的坐標(biāo)；最后，以線段將各個(gè)曲線點(diǎn)進(jìn)行連接，以完善相應(yīng)的圖形繪制。

3.等值線法的應(yīng)用

在自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用等值線法能夠顯示出多種不同類型的數(shù)據(jù)。要想方便認(rèn)識(shí)和了解，數(shù)據(jù)應(yīng)該對(duì)可視化手段進(jìn)行合理的選擇，讓等值線能夠清晰的顯示出數(shù)據(jù)中的線路負(fù)載率、節(jié)點(diǎn)電壓、變壓器負(fù)載率等。等值線通常都會(huì)采用網(wǎng)格法。但是這種繪制方法較為復(fù)雜，計(jì)算機(jī)程序很難進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，而且繪制出來(lái)的圖形也缺乏精確性，一般都比較適合在處理網(wǎng)格化數(shù)據(jù)中進(jìn)行應(yīng)用。所以，在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，應(yīng)該通過(guò)無(wú)網(wǎng)格或者柵格圖形法來(lái)繪制等值線，而且編程的程序也極為簡(jiǎn)單便捷，不僅可以很容易進(jìn)行程序設(shè)計(jì)，提高圖形繪制的精確性，同時(shí)也不用受到網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的限制和約束，具有較強(qiáng)的通用性和一般性。

（二）三維可視化的應(yīng)用

1.單棒圖的應(yīng)用。對(duì)于電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)說(shuō),安全分析結(jié)果、變壓器和電容器的務(wù)工備用情況等都可以用單棒圖來(lái)表示。單棒圖一般由兩個(gè)部分組成：第一，主棒：其主要功能是對(duì)當(dāng)前實(shí)際數(shù)值進(jìn)行表示；第二，對(duì)比棒：其主要功能是對(duì)數(shù)據(jù)可能達(dá)到的最大值進(jìn)行表示。與上文中提到的單餅圖一樣,單棒圖也需要進(jìn)行數(shù)值最大值的顏色設(shè)置,繪制的過(guò)程中,以實(shí)際情況和透視角度為基礎(chǔ),對(duì)圖形坐標(biāo)進(jìn)行確定,以此來(lái)判斷其他幫圖是否遮擋了坐標(biāo),在確認(rèn)坐標(biāo)沒(méi)有被遮擋之后,以預(yù)測(cè)數(shù)值為基礎(chǔ)進(jìn)行對(duì)比棒的設(shè)置,將對(duì)比棒數(shù)值與實(shí)際數(shù)值進(jìn)行比較,對(duì)主棒坐標(biāo)和大小進(jìn)行確定和顏色填充,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)單棒圖的繪制。

2.圖形三維旋轉(zhuǎn)的應(yīng)用。隨著可視化技術(shù)的發(fā)展,電力圖逐漸從二維圖轉(zhuǎn)變?yōu)槿S圖,即以立體化的圖像來(lái)對(duì)電力調(diào)度實(shí)際情況進(jìn)行表示和反映,提升信息表示的準(zhǔn)確性和全面性,能夠讓工作人員從多角度對(duì)電力調(diào)度情況進(jìn)行分析。對(duì)于圖形的三維旋轉(zhuǎn)來(lái)說(shuō),其以三維圖形平移和旋轉(zhuǎn)等幾何變換為主要原理,同時(shí)需要依賴于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的知識(shí)。需要注意的是,在進(jìn)行三維圖形幾何變化的過(guò)程中,為了保證變換的準(zhǔn)確性,需要以坐標(biāo)原點(diǎn)和坐標(biāo)軸為基礎(chǔ)進(jìn)行變化,具體來(lái)說(shuō),在變換之前分析圖形各點(diǎn)坐標(biāo),以此為依據(jù)進(jìn)行變換,在得到變換后的坐標(biāo)之后,根據(jù)新坐標(biāo)繪制圖形,從而得到旋轉(zhuǎn)后的新的三維圖形,以多視角電力圖形來(lái)指導(dǎo)工作人員的相關(guān)操作,為工作人員進(jìn)行電力調(diào)度情況分析提供依據(jù)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述,信息量的增大給電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的信息處理提出了更高的要求,可視化技術(shù)的應(yīng)用能夠提供直觀、全面的圖形信息,能夠讓工作人員對(duì)大量及復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行清晰的掌握,這對(duì)于提升電力調(diào)度的精確化和實(shí)時(shí)化有著積極的意義,有利于保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。