青海能源電力一體化平臺建設與應用

田旭 劉飛 李揚 楊曦 張君

（1、國網(wǎng)青海電力公司經(jīng)濟技術研究院，青海 西寧810001 2、北京洛斯達數(shù)字遙感技術有限公司，北京100120）

1 概述

1.1 目的和意義

隨著國家電網(wǎng)公司“三型兩網(wǎng)”戰(zhàn)略的不斷推進，進一步提高電能利用效率以及電網(wǎng)運行性能，為實現(xiàn)高效展示現(xiàn)研究成果，充分挖掘大數(shù)據(jù)價值，協(xié)同各業(yè)務板塊協(xié)同工作，需要建設能源電力一體化平臺。

本項目以青海省電力公司經(jīng)濟技術研究院生產(chǎn)指揮大廳為背景，實施建設青海新能源開發(fā)利用、電網(wǎng)規(guī)劃、科技創(chuàng)新、項目評審、單位推介等5 類展示場景，包含文字、圖片、視頻、圖表、地圖等數(shù)據(jù)形式，最終在生產(chǎn)指揮大廳的大屏投影使用，全面、系統(tǒng)、生動的展示青海新能源發(fā)展的情況。

1.2 大屏硬件現(xiàn)狀

DLP（“Digital Lighting Progress”的縮寫）背投拼接屏，支持接入各類視頻信號，實現(xiàn)超大屏清晰顯示，并可以對畫面加以分割、組合、縮放等控制[1]。青海生產(chǎn)指揮大廳大屏由6*2，共12 塊1400*1050 的DLP 屏幕組成，硬件分辨率為8400*2100，屏幕橫縱比為4:1。

1.3 建設原則

1.3.1 易用性

平臺的應用和維護應方便、靈活、易用。例如，復雜功能盡可能的通過向導方式引導用戶使用；展示內(nèi)容盡可能通過圖表和文字說明兩種方式反映給用戶。

1.3.2 統(tǒng)一性

考慮到盡可能降低系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)操作管理服務等帶來的技術復雜性，在軟件配置、硬件配置、數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理、軟件開發(fā)等方面，依據(jù)相關規(guī)定和服務要求，制定完備、統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準、技術標準，真正做到標準先行。

1.3.3 開放性

平臺在運行環(huán)境的軟、硬件平臺選擇上要符合工業(yè)標準，具有良好的兼容性和可擴充性，能夠較為容易地實現(xiàn)系統(tǒng)的升級和擴充。在技術選擇上應具有較強的開放性和可擴展性，為技術更新和功能升級留有余地。

1.3.4 先進性

平臺涉及到電網(wǎng)規(guī)劃業(yè)務數(shù)據(jù)、地理信息數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)種類多，數(shù)據(jù)量大，需要保證平臺的運行速度，滿足性能要求。

2 建設內(nèi)容

2.1 總體功能架構

利用微軟新一代圖形界面（Windows Presentation Foundation以下簡稱WPF）和跨平臺開發(fā)語言（以下簡稱JAVA）異構體系結合是信息可視化展現(xiàn)平臺的重要特點[2]。利用WPF 優(yōu)秀的展現(xiàn)技術和JAVA 構建穩(wěn)定、安全可靠的后臺服務技術，保障了系統(tǒng)的美觀和穩(wěn)定。采用Prism/MVVM架構，使得開發(fā)邏輯和UI 分離，加強平臺各模塊邏輯性，明確職責分工，縮短開發(fā)流程

[3]（圖1）。

平臺主要包括6 類功能模塊：

（1）單位推介

從研究院簡介、單位文化、部門機構、研究愿景等方面，文字結合相關圖片的方式對清潔能源研究院的基本情況進行介紹。

（2）青海清潔能源開發(fā)

通過地理信息、圖表及文字等豐富的形式對太陽能、風能、水資源、多能互補等清潔能源資源情況進行分析展示，包括青海省自然資源總體情況、各類清潔資源的稟賦及發(fā)電特性、清潔能源互補特性等。

對現(xiàn)狀年及規(guī)劃年各類電源（包括清潔能源和火電）的裝機規(guī)模進行分析統(tǒng)計；同時，可以對現(xiàn)狀年及規(guī)劃年的新能源消納水平及各類新能源的占比進行分析和統(tǒng)計。

（3）電網(wǎng)規(guī)劃成果展示

展示電源負荷信息，包括現(xiàn)狀年及規(guī)劃年青海省的分地區(qū)負荷、電源裝機、發(fā)用電情況及冬夏季的大小方式信息。展示主配網(wǎng)規(guī)劃成果，包括逐年的規(guī)劃網(wǎng)架、重點工程及規(guī)劃成效等；同時展示青海省十三五期間的電網(wǎng)建設規(guī)模及投資規(guī)模。

（4）科技創(chuàng)新成果展示

對研究的各類專題研究成果進行分類梳理，形成研究方向樹形圖，對專題方向、專題名稱、專題詳情進行查看和統(tǒng)計。

（5）評審成果查詢統(tǒng)計

對規(guī)劃評審中心的各類評審項目的基本信息和成果進行查看，也可以對評審項目按年份、類型等條件進行統(tǒng)計。

（6）后臺維護管理工具

為運維人員提供后臺配套的數(shù)據(jù)發(fā)布工具，包括數(shù)據(jù)整理的模板、發(fā)布工具等等，運維人員定期將信息通過數(shù)據(jù)發(fā)布工具進行推送。

圖2 部署架構圖

2.2 硬件大屏設計

大屏硬件部署如圖2 所示，外部大廳部署大屏硬件、大屏控制軟件所在的計算機、圖像輸入端電腦；大屏矩陣切換器、網(wǎng)絡交換設備、大屏控制臺均放在機房內(nèi)。

圖形工作站通過VGA 信號線將圖像輸入到大屏矩陣切換器，通過大屏控制臺軟件進行畫面分割、布置、處理等，實現(xiàn)在大屏DLP 顯示器上播放。大屏DLP 顯示器與大屏矩陣切換器通過VGA 和RJ45 信號線連接[4]，達到控制、信號傳輸?shù)哪康摹?/p>

根據(jù)硬件條件，進行定制化開發(fā)，使平臺在大屏上運行，得到最佳的效果。大屏硬件分辨率如下圖所示，橫向分辨率為8400，縱向分辨率為2100，橫縱比為4:1。

圖3 大屏分辨率

保證投影畫面不變形，輸入分辨率的橫縱比必須也為4:1。通過計算，橫向分辨率為1920*3，縱向分辨率為1440*1，總分辨率為5760*1440[5]?；诟咝阅軋D形工作站，確定采用3 通道輸出，采用GPU 同步技術，實現(xiàn)3 通道圖像的同步渲染與輸出，保障大屏圖形圖像的同步。

2.3 物理部署設計

平臺采用Client/Server 架構，系統(tǒng)部署于服務器端，用戶通過客戶端訪問平臺，平臺與數(shù)據(jù)庫采用分布式部署，分別部署于不同的服務器；網(wǎng)絡采用現(xiàn)有公司現(xiàn)有的網(wǎng)絡模型，分配相應的內(nèi)網(wǎng)網(wǎng)絡地址。

2.4 實現(xiàn)效果示意

平臺設計主要針對大屏，采用統(tǒng)一的樣式布局，整合到同一個主題，對于所有功能模塊完成配色方案制定，保證整體風格統(tǒng)一，實現(xiàn)效果如圖4～8 所示。

3 結論

本項目以青海省電力公司經(jīng)濟技術研究院生產(chǎn)指揮大廳為背景，實施建設新能源開發(fā)利用、電網(wǎng)規(guī)劃、科技創(chuàng)新、項目評審、單位推介5 類模塊主題界面，通過應用大數(shù)據(jù)技術、可視化分析、新一代大屏展示等技術手段，最終在超大屏投放使用。

平臺的建成展示了青海省能源、電網(wǎng)、科技創(chuàng)新、項目評審的發(fā)展成果，動態(tài)全面的呈現(xiàn)了青海能源電力實體，積極的發(fā)揮了對外宣傳展示作用。

圖4 平臺首頁

圖5 單位介紹

圖6 電網(wǎng)規(guī)劃

圖7 科技創(chuàng)新

圖8 項目評審