趙志宇 孫北寧 李冬梅

【摘要】 借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、可視化等先進(jìn)科技，融合現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)集成應(yīng)用、綜合分析、全程、全景、全維度可視的數(shù)字化電網(wǎng)，提高工作人員對(duì)電網(wǎng)的掌控和決策能力，為電網(wǎng)運(yùn)行管理提供智能輔助決策。

【關(guān)鍵字】 數(shù)字化電網(wǎng) 電力系統(tǒng) 可視化

一、引言

隨著國(guó)家對(duì)智能電網(wǎng)建設(shè)日益重視，網(wǎng)絡(luò)通信的推廣應(yīng)用，電力數(shù)據(jù)爆炸式增長(zhǎng)，大數(shù)據(jù)處理、分析及展現(xiàn)能力與數(shù)據(jù)快速增長(zhǎng)的矛盾日益突出，這就對(duì)電網(wǎng)信息化程度不斷提出新的要求。但云南電網(wǎng)由于區(qū)域資源分布不平衡，且在現(xiàn)行電網(wǎng)企業(yè)運(yùn)行模式下，伴隨著各種先進(jìn)技術(shù)的出現(xiàn)，產(chǎn)生越來越多的信息，而如何從跨專業(yè)海量數(shù)據(jù)中高效準(zhǔn)確挖掘出對(duì)電力生產(chǎn)和企業(yè)決策有價(jià)值的信息，如何將電網(wǎng)綜合運(yùn)行和分析數(shù)據(jù)直觀的呈現(xiàn)給企業(yè)決策管理和專業(yè)人員意義重大。目前云南電網(wǎng)GIS系統(tǒng)主要應(yīng)用于電網(wǎng)網(wǎng)架拓?fù)浼皥D紙維護(hù)方面，直觀性較差，在某些應(yīng)用上顯出其局限性，不能滿足實(shí)際工作需求，且不能融合展現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行、業(yè)務(wù)管理及環(huán)境氣象信息，而企業(yè)決策層、各業(yè)務(wù)領(lǐng)域管理層對(duì)基于網(wǎng)架的運(yùn)行、環(huán)境、管理決策分析過程等如何以直觀生動(dòng)的方式來展示電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用需求越來越迫切。

二、電力系統(tǒng)可視化

電力系統(tǒng)可視化技術(shù)是指利用可視化技術(shù)將設(shè)備的各種屬性、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)通過各種先進(jìn)的算法和技術(shù)處理后，以圖形或圖像方式予以顯示，使系統(tǒng)運(yùn)行人員更方便、更明晰地了解當(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(duì)性[1]。

目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用做了大量的研究，主要在電網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示、運(yùn)行安全狀態(tài)顯示和運(yùn)行趨勢(shì)顯示等方面，主要通過電力系統(tǒng)仿真軟件計(jì)算，通過現(xiàn)有的可視化圖形軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和圖形顯示，例如對(duì)系統(tǒng)潮流斷面數(shù)據(jù)、靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)進(jìn)行二維或者三維的展示[2]。

1999年在美國(guó)成立的合作研究機(jī)構(gòu)——電力可靠性解決方案研究合作組織，開展了電網(wǎng)實(shí)時(shí)可靠性研究課題。使用可視化技術(shù)的電壓管理工具用不同顏色顯示美國(guó)西部電網(wǎng)的電壓情況，直接顯示一些診斷信息，包括觀察狀態(tài)的嚴(yán)重程度以及所采取措施的有效性[2]。

國(guó)內(nèi)這方面的研究還處于萌芽階段，主要是將電力系統(tǒng)與地理信息系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，在地理圖上真實(shí)地顯示電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運(yùn)行域的可視化[1] 。

三、數(shù)字化電網(wǎng)內(nèi)涵

遵循“行業(yè)定位，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，服務(wù)導(dǎo)向，決策支撐”的建設(shè)思路，定位于云南電網(wǎng)現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)之上，應(yīng)用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、可視化等先進(jìn)科技構(gòu)建數(shù)字化電網(wǎng)，聚合資產(chǎn)、營(yíng)銷、GIS、調(diào)度、專業(yè)系統(tǒng)及外部相關(guān)數(shù)據(jù)，基于全電壓等級(jí)電網(wǎng)網(wǎng)架高度聚合電網(wǎng)準(zhǔn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，應(yīng)用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)及運(yùn)行、環(huán)境的全景可視化展現(xiàn)，為電力生產(chǎn)專業(yè)應(yīng)用和企業(yè)運(yùn)營(yíng)管理決策提供輔助支持，保障電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)、高效運(yùn)行。

四、應(yīng)用研究

基于電網(wǎng)網(wǎng)架聚合設(shè)備運(yùn)行、業(yè)務(wù)及環(huán)境氣象等數(shù)據(jù)，應(yīng)用可視化展現(xiàn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)架、運(yùn)行及環(huán)境信息的數(shù)字化描述和可視化表達(dá)。采用通過PC、移動(dòng)端、大屏等多種終端，實(shí)時(shí)、直觀地反映電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)及業(yè)務(wù)管理過程，結(jié)合業(yè)務(wù)分析、設(shè)備運(yùn)行態(tài)勢(shì)預(yù)測(cè)及電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理分析，為企業(yè)決策層、管理層提供生產(chǎn)和決策輔助支持。

4.1網(wǎng)架可視化

基于電網(wǎng)拓?fù)?、廠站和設(shè)備數(shù)據(jù)，綜合應(yīng)用二維、三維仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)500kV-0.4kV全電壓等級(jí)“電網(wǎng)網(wǎng)架—廠站/線路—設(shè)備/部件—運(yùn)行狀態(tài)”的電網(wǎng)全景展現(xiàn)。（圖1）

4.2運(yùn)行可視化

基于電網(wǎng)網(wǎng)架，聚合電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過實(shí)時(shí)計(jì)算電網(wǎng)負(fù)荷密度及線損并進(jìn)行可視化展現(xiàn)，便于運(yùn)行管理人員直觀了解電網(wǎng)運(yùn)行情況。（圖2）

4.3環(huán)境可視化

基于電網(wǎng)網(wǎng)架、環(huán)境氣象分區(qū)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行相關(guān)雷電、覆冰、大風(fēng)、山火等環(huán)境氣象的可視化，實(shí)現(xiàn)線路特殊區(qū)段可視化。輔助電網(wǎng)運(yùn)行及風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)控分析，輔助運(yùn)維策略優(yōu)化。（圖3）

五、結(jié)語(yǔ)

以可視化技術(shù)為核心技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等先進(jìn)科技，通過聚合現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，以電網(wǎng)業(yè)務(wù)為核心，對(duì)各環(huán)節(jié)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘，實(shí)現(xiàn)集成應(yīng)用、綜合分析、全程、全景、全維度可視的數(shù)字化電網(wǎng)，提高工作人員對(duì)電網(wǎng)的掌控和決策能力，為電網(wǎng)運(yùn)行管理提供智能輔助決策。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 王慶紅. 中國(guó)南方電網(wǎng)可視化技術(shù)的最新研究進(jìn)展與實(shí)踐. 2008.

[2] 潘堅(jiān)躍. 電網(wǎng)可視化研究與實(shí)踐[J]，電力信息化，2007，5（7）.