滿紅任　王義華　張麗娟

摘要：我國電力行業(yè)應(yīng)用計算機開始于上世紀(jì)60年代初，至今已有40多年的歷史，多種先進計算機技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)手段的應(yīng)用范圍，也得以逐步擴大。本文結(jié)合電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從總體技術(shù)路線、系統(tǒng)功能描述以及圖層分層處理三個方面入手，對電網(wǎng)組態(tài)圖形工具及其關(guān)鍵技術(shù)類型作出分析，并對電網(wǎng)運行監(jiān)控可視化的實現(xiàn)，作出詳細(xì)闡述。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)組態(tài);圖形工具;監(jiān)控可視化

Abstract： China's power industry application of computers began in the early 1960s， up to now has more than 40 years of history， a variety of advanced computer technology and network technology means of application， also gradually expanded. Based on the grid monitoring system structure， this paper analyzes the grid configuration graphics tool and its key technology types from the three aspects of overall technical route， system function description and layer layering， and elaborates on the realization of grid operation monitoring visualization.

Key words： power grid configuration; Graphics tools; Monitoring visualization

前言：考慮到監(jiān)控內(nèi)容在可視化這一方面，普遍存在缺少可以滿足電網(wǎng)企業(yè)不同用戶群體、人群以及運維等差異性監(jiān)控視角，所以在很大程度上難以體現(xiàn)出實際的監(jiān)控作用，監(jiān)控所得的數(shù)據(jù)功效也難以真正發(fā)揮出來。這種情況下，結(jié)合實際對監(jiān)控內(nèi)容進行可視化方面的改造，對于提升的應(yīng)用效果具有重要的現(xiàn)實意義。

一、電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺結(jié)構(gòu)分析

電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺是數(shù)字化和信息化時代應(yīng)運而生的產(chǎn)物，讓數(shù)據(jù)可視，實現(xiàn)數(shù)圖一致，讓復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系直觀化，已經(jīng)成為當(dāng)前輔助電力行業(yè)實現(xiàn)精細(xì)化管理，提升運維服務(wù)質(zhì)量必不可少的技術(shù)手段。電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺幫助決策者管理龐雜的數(shù)據(jù)，從爆炸級信息中迅速挑選出有用信息，為您的決策提供強有力的技術(shù)平臺支持。其中，系統(tǒng)監(jiān)視模塊作為可視化監(jiān)控平臺的基礎(chǔ)部分，負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)視職責(zé)，該系統(tǒng)模塊的運行效果，直接關(guān)系到整體系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與安全性。在對電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺結(jié)構(gòu)進行分析的過程中發(fā)現(xiàn)，組態(tài)工具在其中發(fā)揮著承上啟下的重要作用。圖形工具可以說是整個系統(tǒng)中非常重要的組態(tài)工具之一，作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分，圖形工具的功能主要表現(xiàn)在各種圖形的繪制方面，同時也負(fù)責(zé)實現(xiàn)用戶之間的直接交流。圖形畫面以直觀的形式表現(xiàn)，與常規(guī)的文字信息相比，圖形工具本身擁有更大的信息容量，所以在電網(wǎng)監(jiān)控等實時監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以協(xié)助技術(shù)人員獲取監(jiān)控對象信息，被當(dāng)做監(jiān)視系統(tǒng)運行狀況、控制系統(tǒng)運行方式的重要交互手段。

二、電網(wǎng)組態(tài)圖形工具及其關(guān)鍵技術(shù)類型

（一）總體技術(shù)路線

電網(wǎng)系統(tǒng)中圖形工具的應(yīng)用大多以風(fēng)格為基本主題，可以提供友好的人機交互界面。在電網(wǎng)運行監(jiān)控的可視化改造工程中，所需的電網(wǎng)組態(tài)圖形工具和關(guān)鍵技術(shù)，主要涉及面向?qū)ο蠹夹g(shù)。在具體的設(shè)計過程中，通過以組態(tài)的思想形式，完成相應(yīng)的圖形編輯任務(wù)以及設(shè)備元件管理任務(wù)，在此基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮出使用者的創(chuàng)造性，有利于促進圖形工具二次開發(fā)能力的進一步提升。電網(wǎng)組態(tài)圖形工具運行過程中，以電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫平臺為基礎(chǔ)，系統(tǒng)主界面表現(xiàn)為一個圖形編輯器。用戶在操作過程中，可以對系統(tǒng)中的素材進行直接使用，也可以利用元件庫中提供的設(shè)備元件，最后結(jié)合自身實際需求，對其進行合理的調(diào)整。

從某種程度上講，組態(tài)軟件是一個使用戶能快速建立自己的人機接口軟件。在組態(tài)軟件未得到廣泛時，工控領(lǐng)域的用戶大多借助手工或委托第三方編寫這一方式，其整體開發(fā)時間較長，并且可靠性難以得到有力保障，加上系統(tǒng)往往是相對封閉的，所以無法實現(xiàn)對外界數(shù)據(jù)之間的靈活交互，系統(tǒng)升級以及功能開發(fā)，均會受到較大程度的限制。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可

以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)[1]。

（二）系統(tǒng)功能描述

想要實現(xiàn)電網(wǎng)運行監(jiān)控的可視化目的，本次系統(tǒng)中涉及到多個模塊，包括視圖管理維護模塊以及大屏展示模塊等等。其中視圖管理維護模塊中，又細(xì)化為多個子功能項，如視圖管理、圖標(biāo)庫管理、系統(tǒng)架構(gòu)圖可視化呈現(xiàn)、可視化在線編輯、模板繪圖、視圖鉆取、視圖多模式切換、配置與設(shè)備臺賬信息管理、可視化的關(guān)聯(lián)關(guān)系遍歷以及配置模型管理等;大屏展示模塊包括：自定義大屏、大屏數(shù)據(jù)對接以及大屏裝飾組件等等。以視圖管理這一子功能項為例，其作用功能主要在于為系統(tǒng)提供多種視圖管理以及維護方案，同時可以實現(xiàn)對IT運維管理過程中較為復(fù)雜技術(shù)架構(gòu)的可視化呈現(xiàn)，有利于滿足多樣化的系統(tǒng)運維管理需求。

（三）圖層分層處理

電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺運行過程中，想要提升其可視化水平，對于圖層的分層處理十分關(guān)鍵。其中，圖形工具制作的圖形，大多為分層結(jié)構(gòu)的矢量圖，因此在設(shè)計改造過程中，可以依據(jù)實際需求，自主選擇顯示或者隱藏部分圖層內(nèi)容。比如：在圖形的縮放設(shè)計工作中，可以在綜合分析當(dāng)前顯示比例大小的基礎(chǔ)上，對部分圖層的狀態(tài)進行自主判斷，這樣可以使得屏幕上顯示用戶可分辨的信息在配置文件中可定義各圖層可見的顯示比例。通常情況下，為了保證監(jiān)控系統(tǒng)可視化改造效果，要求圖層分層處理最多為七層，同時在不同的顯示比例下，針對差異化的信息內(nèi)容，需要根據(jù)其具體的重要性，對其實施合理的劃分，將圖形中相似的信息放在同一圖層中。如不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，不同信息的測量、標(biāo)注文字等，分別放置在不同圖層中[2]。

三、電網(wǎng)運行監(jiān)控可視化的實現(xiàn)

（一）顯示頁面布局及展示風(fēng)格可視化設(shè)計

電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺提供了一個有良好的人機界面、高效、靈活的工具軟件。組態(tài)圖形工具在具體的應(yīng)用過程中，需要綜合考慮電力系統(tǒng)的運行特征，提供豐富的門戶樣式，用戶可根據(jù)監(jiān)控內(nèi)容及定位，快速選擇頁面展示風(fēng)格。目前提供選項卡風(fēng)格、導(dǎo)航樹風(fēng)格、Win8 風(fēng)格、選項卡組合導(dǎo)航樹風(fēng)格等。用戶亦可自定義展示風(fēng)格，將設(shè)計好的可視化風(fēng)格樣式進行導(dǎo)入，方便界面直接引用。

同時，系統(tǒng)預(yù)置了多種布局（空白容器、工型容器、T型容器、田型容器、水平容器、垂直容器）和組件，支持將容器、資源、組件等拖入編輯區(qū)進行設(shè)計，幫助用戶更加靈活、快速的完成門戶頁面的設(shè)計。

（二）可視化組態(tài)圖形配置操作設(shè)計

在電網(wǎng)可視化組態(tài)圖形配置操作設(shè)計之前，需要綜合分析應(yīng)用要求，在此基礎(chǔ)上確保系統(tǒng)應(yīng)用的便捷性。設(shè)計改造過程中，針對部分使用頻率較高的操作，應(yīng)用合理控制操作序列，對常用操作設(shè)計相應(yīng)的快捷操作方式。對于部分常用操作而言，組態(tài)圖形工具為其操作提供了右鍵快捷菜單和工具條，在方便用戶操作的基礎(chǔ)上，也進一步與環(huán)境中其它應(yīng)用軟件的操作風(fēng)格保持一致。除此之外，在菜單設(shè)計環(huán)節(jié)，需要從需求分析、分析建模到設(shè)計建模，一直到后期進行的大量實踐檢驗，可以說是對電網(wǎng)組態(tài)圖形工具系統(tǒng)實施了全面的、充分的論述，對于全交互式的電網(wǎng)監(jiān)控可視化系統(tǒng)設(shè)計目的的實現(xiàn)，提供了全新的思路。這一設(shè)計方式，提高了軟件設(shè)計質(zhì)量，促進其可維護性與可擴展性得到優(yōu)化，從而更好的使用現(xiàn)代用戶需求的多樣性要求。

（三）系統(tǒng)功能設(shè)計

結(jié)合項目改造實際情況，確定電網(wǎng)可視化監(jiān)控平臺功能項目主要涉及以下幾個方面：

監(jiān)控界面可視化配置管理模塊

該模塊的核心功能就是給用戶提供簡單易用的配置組件功能，使用戶能夠通過簡單的配置，實現(xiàn)從大量的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有價值或者感興趣的信息。該模塊提供可視化設(shè)計工具，內(nèi)置指標(biāo)維度元數(shù)據(jù)管理、用戶權(quán)限分配、多維分析引擎、報表模版制作、系統(tǒng)配置和維護等功能。定義各種分析報表、查詢模板、統(tǒng)計圖模板等，提供最終用戶靈活、簡單、及時、炫美的統(tǒng)計分析展示功能，如拖拽式即席分析，豐富的統(tǒng)計圖表，地圖，圖文框、圖像和帶熱點鉆取展示等。實現(xiàn)以直觀的統(tǒng)計圖和分析結(jié)果來幫助用戶了解數(shù)據(jù)的特性從而進行決策。

自定義大屏配置管理模塊

提供基本的大屏模板，滿足基本的監(jiān)控大屏業(yè)務(wù)需要，方便用戶快速實現(xiàn)美觀的大屏展現(xiàn)，用戶可以直接將添加進來的數(shù)據(jù)圖表覆蓋到當(dāng)前模板中的位置。支持在場景中選擇合適的圖形組件來表達(dá)業(yè)務(wù)指標(biāo)數(shù)據(jù)，支持畫布、組件、文本的樣式調(diào)整。用戶可以根據(jù)自身的業(yè)務(wù)，將重要的圖表、數(shù)據(jù)等重要信息進行自定義布局?jǐn)[放、脫妝、放大和縮小、真正實現(xiàn)大屏自由布局成本最小化。

總結(jié)：綜上所述，本次項目主要是通過借助多維可視化技術(shù)手段，全方位的展現(xiàn)出監(jiān)控內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上促使基于多維環(huán)境的基礎(chǔ)設(shè)施、組織架構(gòu)、應(yīng)用關(guān)系、監(jiān)控指標(biāo)以及告警事件，可以得到系統(tǒng)的設(shè)計與運轉(zhuǎn)，進而幫助管理人員和運維技術(shù)人員，更好的掌握電網(wǎng)運行信息，從根本上提升管理的可視化與透明化。

參考文獻：

[1]周東來，龔仁喜，彭立亮，等.基于MLD的微電網(wǎng)多逆變器并聯(lián)組態(tài)的建模及優(yōu)化控制[J].廣西大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，41（05）：1485-1492.

[2]張帆.基于組態(tài)軟件的直流微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（18）：65.

[3]洪波. 電網(wǎng)監(jiān)控組態(tài)軟件實時數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究[D].河南理工大學(xué)，2015.