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        SVG在電力調(diào)度自動化中的應用

        2021-05-12 09:22:28龔智敏
        農(nóng)村電氣化 2021年4期
        關鍵詞:圖元調(diào)度圖形

        龔智敏,馮 闖

        (國網(wǎng)淮南供電公司調(diào)控中心,安徽 淮南 232000)

        電力調(diào)度是有效控制整個電網(wǎng)運行狀態(tài)的有效方法之一,在維持電網(wǎng)系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性方面發(fā)揮著保障性作用??煽s放矢量圖形(SVG)是國家相關部門對外正式推薦的圖形格式之一,SVG自帶的優(yōu)勢特征是其他圖形格式不能比的。怎樣合理地將SVG用于電力調(diào)度自動化領域中,是業(yè)內(nèi)人員高度關注的問題之一。既往研究發(fā)現(xiàn)[1],在電力系統(tǒng)中SVG能提供可視化的數(shù)據(jù)圖形,改善電網(wǎng)系統(tǒng)圖形階段其在可遷移性、可拓展性等方面表現(xiàn)出良好效能,可顯著提升工作效率,值得在電力領域中普及應用。

        1 SVG概述

        SVG 為一種應用XML 去描述二維圖像的語言,IEC組織明確要求將SVG作為公共圖形交互的標準。最新頒發(fā)的標準允許基于SVG 格式交換不同EMS廠商的圖形文件,借此方式去提高圖形資源的共享效率,等同于利用SVG格式存儲、互換圖形,EMS系統(tǒng)有輸入/輸出SVG 圖形文件的功能,并在標準SVG瀏覽器內(nèi)經(jīng)其轉(zhuǎn)變成內(nèi)部圖形格式以后,對圖形進行瀏覽或者操作其內(nèi)設備。SVG圖形的主要特征如下:

        XML 標準為基準。XML 是當下世界上各個國家公認的具有無限生命力的一種網(wǎng)絡標記語言,其伸縮性、靈活性均處于較高層次上。

        矢量圖形。矢量圖形呈現(xiàn)出的規(guī)格大小能進行無級式縮放,做出任何改變后均不會影響圖形質(zhì)量。

        文本是構(gòu)成圖形的主要因素。只在一臺平板電腦的協(xié)助下便能形成一個完整的SVG圖像,以文本格式為基礎建設出的SVG圖形,為后期修正與更新相關內(nèi)容創(chuàng)造了極大便利條件。

        支持交互過程。SVG 配置了完善度很高的DOM接口,便于各種類型編程、腳本語言快捷地操作自身內(nèi)的各個元素;內(nèi)部設置了對JavaScript的支持屬性,在JavaScript 的協(xié)助下能為SVG 增設交互程序[2]。

        文件格式的靈活性較高。SVG敏捷、靈活的拓展了圖形的文件格式,具體是由矢量圖形、文字與點陣圖像3大部分構(gòu)成。

        2 電力調(diào)度自動化的技術(shù)分析

        2.1 模塊化和分布式技術(shù)

        對于電力系統(tǒng)內(nèi)的調(diào)度工作,為達到自動化處理,重要的問題便是怎樣應對模塊化功能與分布式處置。分析電力系統(tǒng)的構(gòu)成,組件能較高效、獨立的落實處理工作,在各種組件的協(xié)助下,結(jié)構(gòu)的分布式處理工作也會有效落實。不同組件對應的系統(tǒng)功能存在差異,不同層次上的構(gòu)件若能處理好異構(gòu)數(shù)據(jù)之間的交互問題,則有助于提升電力系統(tǒng)調(diào)度的自動化水平。

        2.2 面向?qū)ο蠹夹g(shù)

        “對象”是具有屬性、動作的一個邏輯個體。面向?qū)ο蠹夹g(shù),等同于把工作的處理轉(zhuǎn)變成處理對象,而后在計算機的控制下達到自動化調(diào)度的目的。在電力系統(tǒng)調(diào)度工作中,須動態(tài)采集與分析各項運行數(shù)據(jù),可以配合使用面向?qū)ο蠹夹g(shù)去優(yōu)化相關數(shù)據(jù),處理過程十分便捷,電力系統(tǒng)內(nèi)各種數(shù)據(jù)實現(xiàn)對象化處理,能規(guī)避數(shù)據(jù)混淆問題,為系統(tǒng)調(diào)度自動化實現(xiàn)提供更可靠、全面的數(shù)據(jù)支撐[3]。

        2.3 綜合自動化技術(shù)

        電力調(diào)度自身就是面向整個系統(tǒng)的一個協(xié)調(diào)工作,調(diào)度工作自身也有綜合化管理的現(xiàn)實需求。構(gòu)建全局數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),能夠整體錄入電力系統(tǒng)的可協(xié)調(diào)內(nèi)容信息,為電力系統(tǒng)自動化調(diào)度提供更全面的數(shù)據(jù)信息作參考,規(guī)避因片面運行相關調(diào)度工作而對電力系統(tǒng)內(nèi)部分流程的運作安全性形成不良影響。

        2.4 值守模式

        自動化調(diào)度的終極目標是實現(xiàn)無人操作,從理論上分析,完全的無人操作不利于電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運行。但是站在電網(wǎng)調(diào)度的視角出發(fā),加強自動化技術(shù)的應用,是建設無人值守工作模式的重要基礎,有益于提升電力系統(tǒng)的運作效率,實時監(jiān)控電網(wǎng)的運行狀態(tài)。

        3 電力調(diào)度自動化中SVG的應用分析

        3.1 圖元建模

        圖元(或者符號),是用來闡述電力系統(tǒng)不同對象在圖形中的呈現(xiàn)方式,比如可以把開關顯示成小車形狀,也可以顯示成標準式開關形狀,在接收方準許不使用該項內(nèi)容,或者是將其替換成自己設計出的符號內(nèi)容[4]。

        首先,通過分析電力接線圖示,各個電氣元件均是由數(shù)個基本的結(jié)合圖形構(gòu)成,利用科學合理的方式組合SVG 提供的6 個基本圖形元素,能夠?qū)ν馇逦爻尸F(xiàn)出電網(wǎng)內(nèi)的各類電氣器件,而后利用SVG 技術(shù)內(nèi)的標簽功能,即使用標簽對不同器件一一標識,把各個電氣元件設計成一個組(group),比如變壓器原圖便是由2 個圓構(gòu)成的,這樣便能用SVG 圖形描述電力系統(tǒng)內(nèi)不同器件的圖元。事實上,每個器件均會和一個數(shù)字模型存在相互對應關系,借此方式使系統(tǒng)內(nèi)各器件的描述均具備著現(xiàn)實意義。

        其次,使用SVG圖形技術(shù)的另一個目的是實現(xiàn)圖模一體化,“圖”實質(zhì)上就是SVG圖形,“?!笔且訡M 為基礎建成的數(shù)據(jù)庫,建設圖模一體的圖形資源模型,是提升電力系統(tǒng)圖形應用級別的前提條件。可以利用文檔對象與Java 語言建模,依照前期設定的具體目標去解讀文件格式的科學性,繼而把其轉(zhuǎn)變成為可視化標準,而后在該標準的協(xié)助下把圖形模型傳送至服務器與瀏覽器內(nèi)。

        電力調(diào)度系統(tǒng)監(jiān)控畫面內(nèi)的圖元主要有靜態(tài)文本、電氣元件圖元2種類型,前者的作用主要是闡釋說明,在SVG文件內(nèi)與之相對應的便是一個,監(jiān)控畫面內(nèi)其是恒定不變的,無需進行動態(tài)呈現(xiàn);后者屬于實時顯示圖元,在數(shù)據(jù)庫內(nèi)各圖元均對應一個id,在SVG 文件內(nèi)也有一個和其相對應的id,以上2 個id 設置實現(xiàn)統(tǒng)一化,建設數(shù)據(jù)庫與監(jiān)控畫面上的圖元的對應關系,便能實現(xiàn)圖模一體化[5]。

        最后,關于發(fā)布模式的問題,外聯(lián)法、內(nèi)嵌法均是可供選擇的方法,前者能直接把信息數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫內(nèi),縣級目標與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的屬性數(shù)據(jù),參照前期設定的關系,有針對性的從數(shù)據(jù)庫內(nèi)提取有關數(shù)據(jù)信息;內(nèi)嵌法是現(xiàn)有文件內(nèi)清晰標注SVG圖形,并直接進行存儲。相比較之下,外聯(lián)法的應用頻率相對較高。

        4 基于SVG圖形的Web發(fā)布系統(tǒng)

        B/S和C/S結(jié)構(gòu)均是傳統(tǒng)數(shù)據(jù)發(fā)布結(jié)構(gòu)的常見類型,C/S 結(jié)構(gòu)應用階段要求務必將相關軟件裝設在客戶端上,增加了系統(tǒng)維護和管理的難度;B/S 結(jié)構(gòu)使用簡便、便于管理控制、對客戶端提出的要求較低,有逐漸將C/S結(jié)構(gòu)取代的趨勢。利用C/S 3層結(jié)構(gòu)建設實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng),如圖1所示[6]。只需要將SVG 插件安裝到瀏覽器內(nèi),Adobe SVG Viewer3.0。

        圖1 實時數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)

        4.1 動態(tài)發(fā)布數(shù)據(jù)

        為能確保設備裝置實時呈現(xiàn)出最新的狀態(tài),需對設備當下狀態(tài)數(shù)據(jù)進行刷新處理,通常而言,定時刷新頁面是較容易操作的方法。當服務器接收到有關刷新命令后,便會再度生成新的SVG圖形,而后把SVG圖形完整的傳送到瀏覽器內(nèi)。但以上這種形式運行階段暴露出如下兩點不足:

        刷新階段,瀏覽器頁面會有閃爍表現(xiàn);

        因服務器生成了SVG圖形,鑒于服務器須處理內(nèi)容繁多的現(xiàn)實狀況,這在很大程度上添加服務器的工作負荷。

        為應對如上問題,利用XML封裝處理設備的最新狀態(tài)是有效方法之一,具體是利用LOAD 函數(shù)去求算出服務器的最新狀態(tài)數(shù)據(jù),DOM分析處理這些數(shù)據(jù),而后有針對性、實時地整改SVG圖形。

        在不同方式下調(diào)取使用LOAD函數(shù)獲得新數(shù)據(jù),可能會因網(wǎng)絡延遲而造成瀏覽器無響應,而若能改用異步方式讀取數(shù)據(jù),則能有效規(guī)避以上問題。在調(diào)用LOAD函數(shù)后,JavaScript依然會持續(xù)執(zhí)行,數(shù)據(jù)被讀取后,系統(tǒng)將會自動把Real TimeData對象的readState 屬性設定成“complete”,提示數(shù)據(jù)讀取工作結(jié)束。

        關于設備狀態(tài)數(shù)據(jù)的封裝方法,根標簽采用表示;第二級標簽代表設備的所屬類型;第三級標簽表示的是設備的名稱,使用id 號;第四級標簽代表的是設備的當下的運作狀態(tài)。比如[7]:

        代表的是變壓器#1所處的運行狀態(tài),以上這些數(shù)據(jù)均是服務器實時生成的。

        4.2 報警功能

        監(jiān)控系統(tǒng)對設備運行反常狀態(tài)提醒的時效性提出較高要求。若現(xiàn)實操作存在偏差或者信道傳送極端出現(xiàn)干擾因素,均可能導致抵達設備的操控命令失真,不利于設備安全、常態(tài)運作。在這樣的工況下,調(diào)度端設備圖元會參照預先設定的報警等級,第一時間傳送出報警聲音,通知調(diào)度端盡早做出決策進行處理。該項功能是利用SVG 引用外界的WAV 或者MP3 等格式相配套的聲音文件,通過設置元素的屬性去發(fā)揮自身的報警功能[8]。使用該項功能階段,須采用xlink:href去指明所須播放的外部聲音文件的URL,volume主要用于指明聲音播放時音量強弱程度,該項指標對應值越大,音量也就越大。Begin 主要用于設定聲音文件開始播放的具體時間點,在接收到報警指示命令時便對外發(fā)出報警聲音,repeateCount 決定報警信號的發(fā)出次數(shù),通常會被設定為“無限次”,但有電網(wǎng)調(diào)度工作人員點擊該設備圖元時方暫停播放。

        5 結(jié)束語

        SVG圖形界面優(yōu)美、闡述能力強,能夠?qū)崿F(xiàn)平滑縮放且具備較好的開放性等優(yōu)勢,為不同廠商之間的圖形信息互換創(chuàng)造了便利條件,提升了圖形信息資源的共享效率?;赟VG制定的實時數(shù)據(jù)發(fā)布方案采用了實時數(shù)據(jù)庫,客戶端基于SVG圖形格式進行顯示。以上這種數(shù)據(jù)發(fā)布方案有呈現(xiàn)效果清楚、快速及實現(xiàn)流程快捷及可遷移性等特征。

        在電力調(diào)度自動化系統(tǒng)內(nèi),SVG 圖形技術(shù)有著廣闊的應用前景,科東公司在全面分析SVG 標準,歸納國內(nèi)外EMS 圖形支持平臺研發(fā)經(jīng)驗的技術(shù)上,利用Java、SVG 技術(shù)等研發(fā)出和SVG 技術(shù)標準相配套的新型EMS 圖形交換接口,成為了SVG 走向工程應用領域中的一項重要標志,有較高的推廣價值。

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