趙志宇 孫北寧 李冬梅

【摘要】 借助大數(shù)據(jù)、云計算、可視化等先進科技，融合現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(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)，提高工作人員對電網(wǎng)的掌控和決策能力，為電網(wǎng)運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

隨著國家對智能電網(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，大數(shù)據(jù)處理、分析及展現(xiàn)能力與數(shù)據(jù)快速增長的矛盾日益突出，這就對電網(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)運行模式下，伴隨著各種先進技術(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)中高效準確挖掘出對電力生產(chǎn)和企業(yè)決策有價值的信息，如何將電網(wǎng)綜合運行和分析數(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)架拓撲及圖紙維護方面，直觀性較差，在某些應(yīng)用上顯出其局限性，不能滿足實際工作需求，且不能融合展現(xiàn)電網(wǎng)運行、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)域管理層對基于網(wǎng)架的運行、環(huán)境、管理決策分析過程等如何以直觀生動的方式來展示電網(wǎng)運行數(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)運行狀態(tài)通過各種先進的算法和技術(shù)處理后，以圖形或圖像方式予以顯示，使系統(tǒng)運行人員更方便、更明晰地了解當前系統(tǒng)的運行狀態(tài)，以便其采取的運行控制措施更有效、更有針對性[1]。

目前，國內(nèi)外學者對可視化技術(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、運行安全狀態(tài)顯示和運行趨勢顯示等方面，主要通過電力系統(tǒng)仿真軟件計算，通過現(xiàn)有的可視化圖形軟件進行數(shù)據(jù)分析和圖形顯示，例如對系統(tǒng)潮流斷面數(shù)據(jù)、靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)進行二維或者三維的展示[2]。

1999年在美國成立的合作研究機構(gòu)——電力可靠性解決方案研究合作組織，開展了電網(wǎng)實時可靠性研究課題。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)的嚴重程度以及所采取措施的有效性[2]。

國內(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)有機地結(jié)合起來，在地理圖上真實地顯示電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)。研究中利用傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析和故障排序方法，實現(xiàn)靜態(tài)安全分析數(shù)據(jù)的可視化和穩(wěn)定運行域的可視化[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，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)、云計算、可視化等先進科技構(gòu)建數(shù)字化電網(wǎng)，聚合資產(chǎn)、營銷、GIS、調(diào)度、專業(yè)系統(tǒng)及外部相關(guān)數(shù)據(jù)，基于全電壓等級電網(wǎng)網(wǎng)架高度聚合電網(wǎng)準實時數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，應(yīng)用可視化技術(shù)實現(xiàn)電網(wǎng)及運行、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)運營管理決策提供輔助支持，保障電網(wǎng)安全、可靠、經(jīng)濟、高效運行。

四、應(yīng)用研究

基于電網(wǎng)網(wǎng)架聚合設(shè)備運行、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)實現(xiàn)網(wǎng)架、運行及環(huán)境信息的數(shù)字化描述和可視化表達。采用通過PC、移動端、大屏等多種終端，實時、直觀地反映電網(wǎng)運行狀態(tài)及業(yè)務(wù)管理過程，結(jié)合業(yè)務(wù)分析、設(shè)備運行態(tài)勢預(yù)測及電網(wǎng)運營管理分析，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)拓撲、廠站和設(shè)備數(shù)據(jù)，綜合應(yīng)用二維、三維仿真技術(shù)，實現(xiàn)500kV-0.4kV全電壓等級“電網(wǎng)網(wǎng)架—廠站/線路—設(shè)備/部件—運行狀態(tài)”的電網(wǎng)全景展現(xiàn)。（圖1）

4.2運行可視化

基于電網(wǎng)網(wǎng)架，聚合電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)，通過實時計算電網(wǎng)負荷密度及線損并進行可視化展現(xiàn)，便于運行管理人員直觀了解電網(wǎng)運行情況。（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)，實現(xiàn)電網(wǎng)運行相關(guān)雷電、覆冰、大風、山火等環(huán)境氣象的可視化，實現(xiàn)線路特殊區(qū)段可視化。輔助電網(wǎng)運行及風險監(jiān)控分析，輔助運維策略優(yōu)化。（圖3）

五、結(jié)語

以可視化技術(shù)為核心技術(shù)，借助大數(shù)據(jù)、云計算等先進科技，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，對各環(huán)節(jié)有效數(shù)據(jù)進行深度挖掘，實現(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)，提高工作人員對電網(wǎng)的掌控和決策能力，為電網(wǎng)運行管理提供智能輔助決策。

參 考 文 獻

[1] 王慶紅. 中國南方電網(wǎng)可視化技術(shù)的最新研究進展與實踐. 2008.

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