魏穎豪 楊晴

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和進(jìn)步，我國電力企業(yè)得到了很快的發(fā)展，電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模也在不斷提升，電力工程建設(shè)成了倍受社會關(guān)注的焦點。目前，在電力工程建設(shè)過程中，電網(wǎng)調(diào)度實現(xiàn)了自動化，但在產(chǎn)生故障的時候，會增加操作人員工作難度。而可視化技術(shù)，作為一種先進(jìn)技術(shù)，可以很好的將數(shù)據(jù)展示出來，與自動化系統(tǒng)有機進(jìn)行結(jié)合，從而在很大程度上降低了操作人員的工作壓力。基于此，本文結(jié)合工作經(jīng)驗，對可視化技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了深入的研究。

關(guān)鍵詞：電力；自動化系統(tǒng)；可視化技術(shù)；遙視；應(yīng)用

1 引言

電力系統(tǒng)高速發(fā)展的今天，信息儲存內(nèi)容也向著多樣性和海量化發(fā)展，最常見的報警、故障及狀態(tài)信息等，都是需要電力調(diào)度人員進(jìn)行有效處理的信息。如何能夠通過簡單的信息診斷，精準(zhǔn)的確定故障發(fā)生位置并能夠及時處理，是當(dāng)前電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展應(yīng)該具有的功能?？梢暬夹g(shù)是從計算機圖形角度發(fā)展起來的一種新型技術(shù)，它能夠?qū)⒖菰锏臄?shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為圖形或者圖片，從而讓操作人員能夠更直觀的進(jìn)行信息判斷和處理。

2 可視化技術(shù)的基本概述

電力調(diào)度系統(tǒng)的可視化技術(shù)主要是通過對電力系統(tǒng)運行的數(shù)據(jù)分析處理，將各類信息以圖片形式進(jìn)行展現(xiàn)。以提供給操作人員更為直觀的信息觀察和更為明確的電力系統(tǒng)運行狀態(tài)分析，從而實現(xiàn)更加高效的問題處理效率?？梢暬夹g(shù)的功能較多，主要為：將系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為直觀的圖片或者圖形，讓信息內(nèi)容變的豐富，極大的方便了操作人員對系統(tǒng)運行規(guī)律的總結(jié)；操作人員可以借助可視化技術(shù)進(jìn)行全過程的觀察，并能夠通過參數(shù)的調(diào)整來實現(xiàn)更加精確的結(jié)果獲??；通過高效的信息數(shù)據(jù)處理，能夠提升調(diào)度效率和質(zhì)量，確保自動化調(diào)度環(huán)境中的故障得到及時有效的解決。

3 可視化技術(shù)的經(jīng)歷的發(fā)展過程

在現(xiàn)代的社會發(fā)展中，科學(xué)技術(shù)已經(jīng)成為第一生產(chǎn)力，信息化成為時代性的象征。從典禮上也發(fā)展過程來看，信息化和自動化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，電力調(diào)度中的很多信息數(shù)據(jù)也變得越來越復(fù)雜和多樣，有的甚至超出了操作人員的正常理解范圍和能力。這就使得當(dāng)前的信息數(shù)據(jù)分析和處理缺乏有效性，有的重要信息被無意間忽略，這對電力系統(tǒng)的運行調(diào)度來說是非常不利的。自從可視化系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用以來，調(diào)度運行中的各類信息被準(zhǔn)確高效的抓取，同時通過計算機及信息技術(shù)的可靠性計算和分析，實現(xiàn)了較為簡單直觀的結(jié)果顯示。這就使得當(dāng)前的電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行呈現(xiàn)了前所未有的高科技形式。

4 數(shù)據(jù)可視化組件實現(xiàn)

數(shù)據(jù)可視化是用形狀、尺寸和顏色進(jìn)行數(shù)據(jù)的編碼，數(shù)據(jù)可視化分為四個部分：視覺線索、坐標(biāo)系、坐標(biāo)系的分度和背景信息。無論可視化的結(jié)果如何，數(shù)據(jù)可視化都可以分解為這四個基礎(chǔ)部分。

（1）視覺線索。可視化是在簡單的顏色以及簡單圖形的數(shù)據(jù)進(jìn)行合成的形式。當(dāng)數(shù)據(jù)被分配給圖形時，如果該圖形不能形成一種視覺線索返回到所映射數(shù)據(jù)本體，那么可視化圖形就是一堆無用的圖形。視覺提示包括位置、飽和度、角度、長度、方向、大小、面積、形狀和色調(diào)等因素組成。

（2）坐標(biāo)系。當(dāng)編碼數(shù)據(jù)時，圖形始終以預(yù)定的位置放置，即指定在一個結(jié)構(gòu)化的空間內(nèi)，同時指定圖形和顏色的規(guī)則，將數(shù)據(jù)其中映射到坐標(biāo)系上。坐標(biāo)系一般為矩形的坐標(biāo)系、極坐標(biāo)系和以及所述地理坐標(biāo)系。

（3）坐標(biāo)系的分度。坐標(biāo)系指定的可視化的尺寸，然后坐標(biāo)系的分度則將輸入的數(shù)據(jù)分配到具體的坐標(biāo)，也就是每個坐標(biāo)系內(nèi)的具體位置。坐標(biāo)系和分度共同決定了圖案位置和投影的信息。分度分割線性標(biāo)尺，對坐度的標(biāo)度進(jìn)行分類，以充分展示所示數(shù)據(jù)的范圍和以及其具體分度。

（4）背景資料。更好地理解數(shù)據(jù)5W相關(guān)信息，是誰、是什么、何時、何地、為什么相關(guān)的背景資料，使數(shù)據(jù)更清晰，能正確引導(dǎo)讀者。

5 電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中的可視化技術(shù)具體應(yīng)用

5.1 二維可視化技術(shù)的應(yīng)用簡述

5.1.1 單拼圖展現(xiàn)形式

將數(shù)據(jù)信息通過二維可視化技術(shù)中的單拼圖形式進(jìn)行展現(xiàn)，具體的技術(shù)操作步驟為：（1）先確定最大數(shù)據(jù)，然后通過矩形區(qū)域定位，并進(jìn)行區(qū)域的背景填充。（2）根據(jù)實際的越限情況，在矩形區(qū)域內(nèi)繪制內(nèi)切圓，然后進(jìn)行明確顏色的填充。（3）參考當(dāng)前數(shù)據(jù)及最大數(shù)據(jù)設(shè)定值，進(jìn)行扇形位置和比例的確定。（4）對確定的扇形區(qū)域進(jìn)行顏色的填充。

5.1.2 等值線方式

等值線能夠?qū)ψ詣踊到y(tǒng)中的不同數(shù)據(jù)類型進(jìn)行顯示，并且能夠?qū)?shù)據(jù)中的線路負(fù)載率、節(jié)點電壓及變壓器負(fù)載率等進(jìn)行清晰的展示。由于等值線繪制比較復(fù)雜，通常主要運用在網(wǎng)格化數(shù)據(jù)處理中。對于系統(tǒng)動能的實現(xiàn)來說，可以以無網(wǎng)格或者柵格圖形進(jìn)行等值線的繪制，一次來簡化程序的同時提升圖形繪制精度。

5.1.3 動態(tài)潮流方式

電力調(diào)度的自動化系統(tǒng)運行中，經(jīng)常涉及到系統(tǒng)潮流。電力系統(tǒng)負(fù)荷大小也通常以潮流的流量及流動速度來進(jìn)行體現(xiàn)。比如三角形的代表較快的流動速度。在進(jìn)行可視化技術(shù)的折線三角形處理中，需要先將折線分成多個小段，對各小段進(jìn)行分別處理。然后再以步長參數(shù)來進(jìn)行三角形流速控制，步長較大流速就會較快。以動態(tài)幀步進(jìn)行定時器的繪制時，相關(guān)的步驟應(yīng)該是：先繪制背景圖，然后參照實際數(shù)據(jù)參數(shù)來進(jìn)行三角形的大小確定；根據(jù)越限數(shù)據(jù)來確定三角形的填充顏色。以數(shù)據(jù)大小來確定流動步長，以步長和線段長度來進(jìn)行三角形位置和數(shù)量的確定。

5.2 三維可視化技術(shù)的應(yīng)用闡述

5.2.1 單棒圖形式

在電力調(diào)動的自動化系統(tǒng)運行中，單棒圖能夠?qū)﹄娙?、變壓器等無功設(shè)備的狀態(tài)及安全進(jìn)行直觀的分析。通常在一個對比棒和一個主棒組合的情況下，主棒能夠?qū)?dāng)前的實際數(shù)值進(jìn)行現(xiàn)實，對比棒則可能會顯示最大的數(shù)值，且能夠以實際情況為需要來確定是否需要顯示。單棒圖也需要進(jìn)行對應(yīng)顏色和最大數(shù)值的設(shè)置。圖形繪制中，需要以透視角度和實際狀況，進(jìn)行準(zhǔn)確的坐標(biāo)位置確定，然后結(jié)合坐標(biāo)來進(jìn)行其他棒圖的分析，確定其是否需要遮掩。在不存在遮擋情況下，就可以進(jìn)行數(shù)值預(yù)測和對比棒的繪制，然后通過對比棒和實際數(shù)值的對應(yīng)和比較，進(jìn)行主棒大小和坐標(biāo)的明確，并填充上正確的顏色，繪制出主棒。

5.2.2 圖形三維旋轉(zhuǎn)

隨著科技的而不斷進(jìn)步，可視化技術(shù)已經(jīng)得到了非常顯著的提升，電力圖展現(xiàn)上從二維發(fā)展到三維圖形，電力調(diào)度現(xiàn)實更加立體化。這就更加提升了操作人員進(jìn)行準(zhǔn)確電力調(diào)度情況的準(zhǔn)確掌握率，同時三維旋轉(zhuǎn)技術(shù)的實現(xiàn)，還方便了操作人員從多個角度進(jìn)行靈活的圖形觀察和分析，有效的降低了數(shù)據(jù)分析的工作量和難度。三維旋轉(zhuǎn)主要是以三維圖形的幾何圖形變化，并通過計算機圖形學(xué)的輔助，進(jìn)行三維圖形的位置移動和角度轉(zhuǎn)換后形成的全新圖形。圖形旋轉(zhuǎn)主要是圍繞坐標(biāo)軸和原點進(jìn)行的，變換過程中需要對每個坐標(biāo)位置進(jìn)行全滿分析，然后進(jìn)行新圖形的變換。這就增強了操作人員問題發(fā)現(xiàn)的準(zhǔn)確率和針對性，從而也能夠提出針對性的問題處理措施，這對電力系統(tǒng)的運行質(zhì)量和效率都是有非常重要的意義的。

6 結(jié)語

總而言之，電力調(diào)度自動化系統(tǒng)中，將二維及三維的可視化技術(shù)加以應(yīng)用，讓電力工作人員能夠?qū)﹄娏φ{(diào)度的圖形信息有個更加直觀和精細(xì)的掌握。能夠使得一些復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息可以一目了然地得到了解。這不僅有利于電力調(diào)度中問題的發(fā)現(xiàn)和處理，還使得操作人員的勞動量有所降低。從而有效地提升了電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的工作效率和整體調(diào)度水平。

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