江蘇電力信息技術有限公司 談葉月

自動化技術、信息化技術在電力系統(tǒng)中的應用，可以實現對傳統(tǒng)技術的創(chuàng)新以及對信息數據的收集，利用信息技術的分析功能，可以達到優(yōu)化電力系統(tǒng)各項工作環(huán)節(jié)，提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及工作效率，滿足人們的用電需求?，F階段電力系統(tǒng)技術在不斷進步，各種智能化、信息化的設備也不斷應用于電力系統(tǒng)中。隨著智能化、信息化設備的廣泛應用，電力系統(tǒng)產生了大量的信息，而這些信息就是大數據信息。大數據為電力系統(tǒng)工作提供了極大的支撐作用。因此實現電力系統(tǒng)數據可視化，可以將各種大量的數據信息形成直觀的圖形或體表，以便電力系統(tǒng)工作人員更加準確的判斷數據信息，從而為調度決策提供信息依據。

1 電力系統(tǒng)數據可視化設計的原則

數據可視化研究和實現具有較強的實用性，由于電力系統(tǒng)中數據信息具有數量較大、較為紛雜的特點，同一類型的數據可以形成不同形式的可視化目標。這就需要在電力系統(tǒng)數據可視化的實際研究中掌握具體的使用需求，利用可視化技術形成重要信息圖表，以便電力系統(tǒng)工作人員可以更好的分析數據，從而做出調度決策。電力系統(tǒng)數據可視化設計原則主要設計到交互設計技術，通過交互設計技術保障電力系統(tǒng)工作人員可以看到實施的數據信息，提高電力系統(tǒng)工作效率。將可視化組件應用于系統(tǒng)中并根據實際數據需求做出相應配置，就可以實現電力系統(tǒng)數據可視化的功能。實現電力系統(tǒng)數據可視化的過程中，需對電力系統(tǒng)對外數據接口的提供以及服務的調用進行綜合考慮，而兩者之間的有機結合會涉及到數據適配和過濾等環(huán)節(jié)。另外，可視化組件會提供一些數據信息參數設置[1]。

2 電力系統(tǒng)數據可視化技術研究

數據可視化技術不僅為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效、安全運行提供了保證，而且也能夠提高電力系統(tǒng)對數據的調度水平，強化數據分析能力，因此數據可視化技術的研究，需從以下幾方面著手。

2.1 云計算技術

隨著互聯網技術不斷深化發(fā)展，云計算技術的數據儲存、分析等方面的功能為大數據技術發(fā)展提供了一定技術支持。云計算具有較高的容錯率，是為部署在價格較低的硬件而設計的，并且具有超大數據集程序的處理能力，以分布式文化處理技術為基礎[2]，使電力系統(tǒng)中的數據儲存工作變得更加便捷，另外，此技術還涵蓋較多的智能應用技術。

2.2 區(qū)域密度可視化技術

區(qū)域密度可視化技術可以將電力系統(tǒng)中每一個區(qū)域的數據信息進行直觀的展示，目前常用于用電負荷密度可視化中。區(qū)域密度可視化技術可以在電力系統(tǒng)中形成一定的隨機點，如果隨機點在對應的區(qū)域中，輸出這個點，但是如果不在區(qū)域內，也可以通過在此生成隨機點方式再次進行判斷，在電力系統(tǒng)中的應用，可以不斷持續(xù)此步驟，直到滿足數據可視化要求[3]。算法流程表如表1所示。

表1 算法流程表

2.3 等高線繪制方法

等高線是各相鄰點連接成的封閉曲線，構造節(jié)點運行的等高線可以反應電力系統(tǒng)各個節(jié)點的運行狀態(tài)，還能對電力系統(tǒng)的各個節(jié)點風險隱患進行預測，等高繪制技術在電力系統(tǒng)數據可視化中應用具有較強的數據聯系性。電力系統(tǒng)對信息數據的分析，不僅需要保證數據的真實性、準確性，而且也需要避免數據傳輸錯誤以及數據丟失的情況。而且圖表的展示較為直觀，可以讓電力系統(tǒng)的工作人員直觀的看到想要掌握的電力信息，較為復雜的圖表反而為電力系統(tǒng)工作帶來一系列麻煩[4]。只有較為直觀、易理解的信息展示，才能幫助電力系統(tǒng)提升工作效率。對電力系統(tǒng)產生的各種數據進行分析，才能夠得出準確的電力系統(tǒng)工作過程中生產、經營等方面數據信息的聯系規(guī)律，然后通過對數據信息的分析，找出影響數據的因素，充分利用分析結果，解決掉電力系統(tǒng)中隱藏的危險，并根據分析結果做出科學的決策，改善電力系統(tǒng)資源調配情況，提高電力系統(tǒng)的工作效率和質量。

2.4 前端可視化技術選擇

前段可視化技術種類較多，現階段應用較為廣泛的有HighCharts、ECharts、D3等可視化技術[5]，在電力系統(tǒng)對前端可視化技術選擇過程中，需從多方面進行考慮，比如實現的難易程度、是否開源以及圖表類型是否支持等。HighCharts兼容大部分瀏覽器，同時支持縮放等功能，該軟件可以為個人用戶以及得到授權的企業(yè)提供免費服務，具有方便制定的優(yōu)點，但支持圖表類型較為有限。ECharts 支持所有主流瀏覽器，支持移動端縮放，屬于完全免費，適用于數據量較大的情況，但支持圖表類型也較為有限。D3也完全免費，方便定制，適用于計算密集情況，支持圖表類型較為豐富。

2.5 三維可視化技術

可視化技術可以通過模擬三維立體空間實現數據信息的可視化顯示，在信息表達方面具有極強的能力，電力系統(tǒng)工作人員可以通過觀察三維圖形的方式掌握電力系統(tǒng)工作過程中的故障以及工作效率。電力系統(tǒng)數據可視化一般是在電力網絡圖形的基礎上進行展現的，當前的電力系統(tǒng)數據可視化方案通常是在二維圖形展現基礎上制定的，并通過嵌入并集成電力系統(tǒng)三維可視化模塊實現的。在電力系統(tǒng)工作過程中，三維可視化顯示采用兩種實現方式，一種為三維箭頭，用戶可以通過三角箭頭對方向性較強的線路數據進行直觀的表達，箭頭大小和方向都需根據數據大小進行調整。另一種方式就是三維管道圖形，主要利用線路方向分布的圓柱管道圖形來展示數據信息，管道的大小也是根據數據大小進行調整的。另外，電力系統(tǒng)的三維可視化技術有很多，但其實現技術需借助特定的系統(tǒng)平臺，由于電力系統(tǒng)數據可視化需求較為多樣，所以應結合電力系統(tǒng)實際工作所需科學的選擇可視化圖形實現技術。

3 電力系統(tǒng)數據可視化應用分析

電力系統(tǒng)的數據可視化是基于大數據技術以及可視化技術發(fā)展實現的，電力系統(tǒng)的數據可視化將完成對電力系統(tǒng)工作的監(jiān)控、在線監(jiān)測、應急指揮以及智能查詢等功能，同時電力系統(tǒng)的數據可視化可以展示電力系統(tǒng)以及相關設施運行情況，突出異常信息顯示，提升風險預測能力，實現電力系統(tǒng)交互功能。

3.1 應急指揮應用

電力系統(tǒng)應用數據可視化可以快速調度工作的各種資源，以對歷史數據分析作為途徑，實現電力應急狀態(tài)下從電力系統(tǒng)工作現場收集并分析數據，從而制定應急處置方案，實現資源的協(xié)調支配，構建調動靈活的一體化應急指揮數據可視化平臺。對于電力系統(tǒng)工作中的突發(fā)狀況，能夠實現快速反應，將電力系統(tǒng)工作故障位置及故障原因直觀地呈現給電力系統(tǒng)工作人員，可以為工作人員的檢修維護工作提供信息支持，減少電力系統(tǒng)工作故障帶來的影響，提升電力系統(tǒng)故障解決效率，從而保障人們生產生活中的用電安全。

3.2 運行監(jiān)控應用

對于電力系統(tǒng)各設備運行參數進行檢測，再以多種圖表形式展現出來，對電力系統(tǒng)運行過程進行全方位信息檢測，包括氣象信息、雷電信息檢測等，并提供報警系統(tǒng)，將影響范圍和影響程度進行匯總。對電力系統(tǒng)每條線路運行狀況定期進行檢測，排查線路中可能存在的安全隱患，重點注意鳥類經過較多的區(qū)域，在電力系統(tǒng)一體化應急指揮數據可視化平臺中，需對鳥類經過較多區(qū)域制定風險預警檢測計劃，減少鳥類對電力系統(tǒng)工作的影響。同時對于生活區(qū)的線路定期進行檢查，杜絕私自接線等不良行為，避免發(fā)生電力系統(tǒng)故障，為人們生產生活用電帶來安全隱患。

3.3 快速仿真和建模

在電力系統(tǒng)中應用快速仿真模型，可以對電力系統(tǒng)工作過程中的售電數據、法律法規(guī)、風險預測進行分析[6]，保障電力系統(tǒng)工作過程的安全性和準確性，并在電力系統(tǒng)工作中提供超前仿真，利用性能數據測試和通信系統(tǒng)對電壓、頻率、設備的實時信息進行模擬，然后根據模擬狀態(tài)進行在線分析，確定當前電力系統(tǒng)設備運行狀態(tài)，保證其安全性、穩(wěn)定性。

3.4 自定義模式

電力系統(tǒng)數據可視化需具備自定義模式及功能，自定義模式可以滿足各類綜合性標準數據可視化展示需求，根據實際需求，自定義電力系統(tǒng)數據可視化的數據源、顯示方式以及顯示內容等，構成操作簡單的電力數據可視化模式，同時支持應急指揮平臺的快速反應，以及對電力系統(tǒng)日常監(jiān)測，完成對電力系統(tǒng)工作故障以及安全隱患進行科學處理。

3.5 可視化場景展示

電力數據可視化系統(tǒng)能夠針對主配電網的運行狀態(tài)信息進行收集，并持續(xù)監(jiān)控配電網運行信息，在有限的屏幕中展示各項關鍵信息。

3.5.1 可視化工具

可視化技術的快速發(fā)展本身也是大數據時代下的一種需求，數據信息的可視化能夠為數據分析工作提供更有力的支持，為管理和決策提供更完整可靠的依據，是數據價值挖掘的基本要素。近些年電力行業(yè)的快速發(fā)展，其規(guī)模也在不斷拓展，數據信息也更加復雜，如何將復雜的電力數據信息轉變?yōu)橛脩艨梢灾苯痈惺艿囊曈X圖像成為了一個問題、一個需求、一個趨向，而利用不同工具則可以產生不同的可視化視覺效果。

例如Excel 是廣泛應用的繪圖和表格制作軟件，功能齊全且能夠生成不同類型的圖像信息；Ichartjs 軟件則有著跨平臺與高效構建的優(yōu)勢，不管是2D 可視化還是3D 可視化都能發(fā)揮理想效果，這也是當前很多電力企業(yè)廣泛應用的技術支持工具與服務工具；Fusioncharts 相較于前者更具專業(yè)性，所繪制出的圖像在視覺呈現效果上也更加優(yōu)秀。

3.5.2 可視化展示

其一，電網模型潮流圖。電網模型潮流圖是電網模型的圖形表達技術手段，能夠更加生動具體地展現電網的主體框架信息，同時還能利用遙測和遙信等技術手段，通過計算結果來強調重點區(qū)域情況；其二，以地理背景為基礎的展示圖。地理背景圖主要將優(yōu)化后的示意性地理背景為基礎，結合電網監(jiān)測工作的具體需求，利用可視化的方式反饋出某一區(qū)域的電網運行情況，根本目的在于利用三維可視化的圖形界面展示功能，為電力企業(yè)的市場營銷決策提供可視化的數據支持。

4 結語

電力系統(tǒng)數據可視化技術在近些年來已經成為我國相關研究者的研究熱點，也在實踐中取得較為優(yōu)異的成績，但是在電力系統(tǒng)大量紛雜的數據中形成高精度、高分辨率的數據可視模式，還需對智能算法、交互圖形處理技術進行深入研究。與此同時現階段電力系統(tǒng)數據可視化研究成果并未得到全方位的應用，所以還需研究人員在電力系統(tǒng)數據可視化研究中偏重于數據圖形展示等功能，深度挖掘綜合應用，實現電力系統(tǒng)的數據可視化、多樣化、精細化的全面發(fā)展。