可视化技术在电力调度自动化中的应用 吴雪飞

发表时间:2021/1/19   来源:《基层建设》2020年第26期   作者:吴雪飞
[导读] 摘要:在电力调度自动化系统中,通过对可视化技术进行合理的应用,不仅能将其可视化的技术的整体应用效果充分地发挥出来,也能在一定程度上更好地保障调度工作的方便和准确的开展,使其电力系统整体工作准确性和全面性得到提升,为电力企业日后持续稳定的发展奠定出良好的基础,因此相关人员要对可视化的技术引起足够的重视,这样做的目的能够保证其合理地应用到电力调度自动化中。
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        摘要:在电力调度自动化系统中,通过对可视化技术进行合理的应用,不仅能将其可视化的技术的整体应用效果充分地发挥出来,也能在一定程度上更好地保障调度工作的方便和准确的开展,使其电力系统整体工作准确性和全面性得到提升,为电力企业日后持续稳定的发展奠定出良好的基础,因此相关人员要对可视化的技术引起足够的重视,这样做的目的能够保证其合理地应用到电力调度自动化中。
        关键词:可视化技术;电力调度自动化;应用
        1可视化技术的概念
        可视化技术指的是意向综合性技术,主要涉及计算机信息技术、图像处理技术、自动化控制技术以及信息采集技术等,具体性和直观性极强。现阶段,可视化技术已经经历了数据可视化和信息可视化历程,正在向着知识可视化的方向发展。经过不断的发展与探索,可视化技术愈发成熟,在许多领域与行业中发挥了关键作用。同时,社会企业的生存与发展均会运用到许多市场信息,可视化技术可以将这些信息转变成通俗易懂的可视化信息,并展现出不同信息之间存在的联系,运用视觉表征方式,促进群体知识的优化与传播。将可视化技术运用于电力企业,可以通过非接触式的特殊模式对电网信息予以准确解读,进而为电力调度工作提供科学的参考意见,提升电力企业电力调度安全性和合理性。为了全面展现可视化技术的作用,需在电力调度中构建起科学的方式与技术运用体系,发挥支撑和辅助作用,进而促进电力调度工作品质和质量的提升。电力三维可视化示意图,如图1所示。
 
        图1 电力三维可视化
        2对可视化的技术优势进行分析
        对于可视化的技术而言,在实际应用的过程中优势主要体现在以下几个方面上:一是操作人员通过合理的应用可视化技术,能够将其电力系统中所出现的相关数据信息进行及时转换,并且通过图像和图形的方式对目前系统的运行规律进行展示。现代电力网的发展趋势是大电网,智能电网,包含了很多小系统。很多的小系统都有着各自独立的信息数据,这许多的小系统的信息数据汇总在一起就是海量的数据。如果按照传统技术将这海量的数字信息展示在操作人员面前,将会让操作人员目不暇给。但是,如果使用可视化技术将数字信息转化成图像,操作人员就能轻松了解这些信息。这是因为人脑在对视觉图像信息进行处理时,要比对复杂的数据信息处理容易得多。二是操作人员通过可视化技术应用,对每项的运行情况做到及时的掌握和了解,这样才能对实际的运行情况及时的控制和了解。例如当电网系统电压参数不合格时,对本系统内的电容器进行合理的投退操作,从而达到对系统电压进行调整的目的。此外通过有效的应用这种方式,可以让可视化技术结果变得更加准确。三是对于可视化的技术,在电力系统中进行合理的应用,可以让数据信息处理变得更加高效以及准确,在此背景下,一些有用的数据信息能够更好的帮助操作人员对系统中的故障问题进行有效的处理,使其能够让处理的效果更加明显和简单。
        此外,随着电网规模的快速扩张,现代电力系统比传统意义上的电力系统复杂了很多。同时,大电网的发展趋势也要求电网实现调度智能化。与之相对应的电网监控系统所包含的各种系统信息也越来越多,越来越繁杂。数据采集的数量和频度都在急剧增加,操作人员要监视和分析的数据量大大增加。而操作人员长时间面对如此海量的不停变化的数据,就会变得对数字不敏感,不能及时察觉到电网状态的变化,无法全面地掌控电网。如果电网调度人员仍然只是使用传统的数字信息来监测电网,了解电网状态,就会显得力不从心。
        3可视化技术在电力调度自动化系统的应用
        3.1二维可视化技术的应用
        (1)二维反时限曲线
        在电力调度自动化系统中对可视化技术的应用,主要是通过对二维可视化技术中的二维反时限曲线的利用,对电力调度自动化运行实时进行检测,通常电力调动系统在工作过程中变压器会瞬间出现电量过载的现象,则会超出反时限曲线范围,进而对电力调度系统运行直接产生较大影响。所以需要在对反时限曲线与主要变化的状态对比度进行预设,通过对其超载时间和能力的动态监督和计算,避免变压器出现超载现象后对电力调度自动化系统正常运行造成影响。电力调度自动化系统运行过程中反时限曲线形状和极限值会发生较大的变化,所以需要利用曲线点、曲线坐标及其他形式对报警范围进行描述。可实时测量自动供电系统运行中的反时限曲线,在实际负载曲线和报警范围相接近时会自动报警提醒,保证电网安全运行。
        (2)单变量饼图的应用
        在电力调度系统中线路和变压器的负载比较重要,可通过单变量图饼表示其相关参数,图饼中利用颜色区分线路和变压器的负载参数,可使线路和变压器的参数表达的更加清晰,为工作人员查阅提供方便。相比较于普通的图饼,单图饼只能对一些特殊的数据变化和走势进行表示,不能展示多个数据所占比例关系。在绘制单图饼时需合理的设置阈值和最大变量范围,使图饼上可以更好的显示数据变化趋势和颜色情况,为工作人员充分理解提供方便。操作流程主要为:首先对图饼上的最大数值进行设置,然后选择背景填充颜色,根据是否越限得出单饼图当前位置区域,按照之前设定的颜色进行合理填充,圆形大小和位置根据当前值和最大值设定确定;根据是否越限对颜色确定后绘制扇形。
        (3)等值线法
        电力调度自动化系统中常用到等值线法,主要是把轮廓图形模式转换为数字化数据,常用网格绘制方法,四边形网格使用较多,当前以此为基础引入了三角网格法,可通过对等值点的充分利用,和有效跟踪,使可视化技术的优势得到更大发挥。但这种方法在具体实践过程中比较复杂,而且操作过度还会使该方法准确性降低,所以一般都通过简单的绘制网络图法达到难度降低、精度提升的目的。
        (4)动态潮流法
        系统潮流可使用沿线流动的三角形显示,而潮流的方向即为三角箭头的方向,大小和流速与负载呈正比。在电力调度自动化系统中还会涉及到系统功率流。一般功率流和流速表示负载大小。在三角形较大的情况下流速也往往较快。利用可视化技术处理三角测量时,应该把虚线分为几个部分来分别进行处理。还应设置步长参数对三角形的流速进行合理控制。流速和步长呈正比。绘制定时器中动态帧步的步骤为:背景图绘制;根据相关参考值确定三角形的具体尺寸,根据数值定义流量步长;根据步长和线长确定三角形的方向和数量。
        3.2三维可视化技术的应用
        (1)单棒图。电力调度自动化系统使用单棒图,可表示变压器,电容器无功备用的情况。一般是一个主棒和一个对比棒的组合,主棒上表示实际运行数据,对比棒显示最大数据,在使用单棒图时还要设定颜色和数值。
        (2)三维旋转方式。在可视化技术不断发展中,把2D模式转换为3D模式可从不同角度观察图形,三维电力图像逐渐替代了二维图像,员工可对电力实际运行状况从不同的角度进行观察和分析。图形的三维旋转是对三维图形旋转几何原理和电脑图形学知识的有效应用。在3D图形几何变化中需根据坐标轴和坐标原点转换,为电力调度工作人员提供准确的信息。
        结束语
        信息量的不断提升对电力调度自动化系统信息处理提出了新要求,通过运用可视化技术,可以提供全面与直观的图形信息,以便工作人员更好地掌握数量庞大与复杂的数据,有利于提升电力调度实时化和精确化,进而确保电力系统稳定、安全运行。
        参考文献:
        [1]丁未名.可视化技术在电力调度自动化系统中的应用[J].电子世界,2019,(11):77-78.
        [2]王义贺,张硕,马永波,等.智能电网调度的自动化和可视化[J].电子技术与软件工程,2017,(15):144.
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