可视化技术的发展及其在电力调度自动化系统中的应用

宋立伟

(国网黑龙江克山县电业局有限公司，黑龙江 克山县 161600)

1 电力调度自动化的优点

电力调度自动化主要是指利用计算机网络通信技术对电网的整体数据信息进行采集、整理、汇总、分析、判断、管控以及做出决定的一种自动化指挥控制系统。电力调度系统的主要优点之一便是它装配了监控设备和远程控制设备。第一，该系统可以实现电力调度的自动化，并能够随时随地按照供电要求进行调度，提升了电力资源的利用效率。第二，该系统可以有效剖析数据信息，避免不良信息入侵，以免造成不必要的损失。第三，当电力网络运转出现故障时，电力调度系统会自动报警，便于技术人员在第一时间进行抢修，从而降低事故的发生率，确保电力系统的安全运转。

2 可视化技术的发展历程及应用现状

随着信息化技术的快速发展，人们在生产生活中所接触到的信息内容越来越多，需要耗费大量时间与精力来整理这些信息，而且信息量较大，给人们理解这些信息带来了较大困难。而可视化技术的作用在于能够将比较复杂的过程或事物通过简单的图像和图形表现出来，能够呈现出更加直观、简单、容易理解的信息。

2.1 可视化技术的发展历程

可视化技术的主要发展过程可以划分为下列四个阶段：

A.科学计算可视化。它是一种技术，它能够借助计算机将复杂的原理通过严格计算使数据以简单化的形式呈现出来，然后执行相互处理。B.数据可视化。这个阶段是前一阶段科学计算可视化的延伸。该阶段所包含工程与测绘的数据信息量较大，处理起来相对困难。但可以通过计算机图像处理技术将一些相对复杂难懂的数据转变为容易理解的图像信息，然后执行相互处理。C.信息可视化。通过信息可视化能够将复杂的数据变为相对简单易懂的信息，能够实现信息之间联系的可视化。掌握充足的数据信息已成为电力企业生存发展的关键。D.知识可视化。这是近年来发展起来的一个新研究领域，能够应用视觉表征手段促进群体知识的创新与传播。

2.2 我国可视化技术的应用现状

电力行业在不断进行技术变革，逐步迈向市场化，开始将可视化技术运用于电力调度自动化。我国当前的电力系统主要是和GIS相结合，这样可以清晰显示出电力系统在地图上的具体运转情况。在基于可视化技术的电力调度自动化中，我国通常运用静态安全分析和故障排序的办法来实现数据或运行的可视化表达，这种办法相对有些落后。可视化的目的不仅是将复杂的数据信息简单化，而是在于把隐藏在信息中间的深层内容和关系也以可视化的形式表达出来。

3 可视化技术在电力调度自动化中的应用

3.1 二维可视化技术的应用

二维可视化技术的应用主要包括单变量饼图的应用和等值线的应用。

单变量饼图的应用。电力调度自动化系统中，变压器和线路的负载率具有一定的复杂性，为了使其更加直观，更加容易理解，可以通过单变量饼图来表现。在单变量饼图中，通过改变所占面积和颜色，能够更加直观地反映出相应的负载大小。这种方式具有简单、易懂、清晰、明确等优势。相较于普通的饼图，单变量饼图只能表现出单一数据的变化情况，不能展示出多个数据的比例关系。在绘制单变量饼图过程中，应高度重视阈值的设定，科学设定变量的最大值，这样才能使单变量饼图充分利用颜色信息和面积信息。

等值线的应用。由于电力调度自动化系统中通常都需要表示出多个不同数据，为满足这一需求，需要应用等值线来表示相关数据信息。通常情况下，会应用等值线来表示变压器负载率、节点电压以及线路的负载率等。在等值线的绘制过程中，通常会采用网格法进行绘制。但网格法具有一定的复杂性，增加了等值线绘制的难度。为解决这一问题，无网格法逐渐得到了应用，该方法具有编程简单、容易实现、绘制精度高等优势。

3.2 三维可视化技术的应用

三维可视化技术的应用主要包括单棒图的应用和图形三维旋转的应用。

单棒图的应用。应用单棒图可以表示出变压器和电容器的无功备用情况及安全分析结果。在单棒图的绘制过程中，应结合透视角度和实际情况来确定图形坐标，然后需结合坐标位置来判断其是否会被其他棒图遮掩。在保障物遮掩的前提下，根据预测数值绘制对比棒，并将数值与对比棒进行比较，根据比较结果来确定主棒的大小和坐标，并对其添加适当的颜色。

图形三维旋转的应用。图形三维旋转能够更加准确地反映出电力调度的情况，为观察提供了较大的便利。图形三维旋转将折线和多边形的变换点坐标带入贝塞尔曲线公式求出新坐标，然后进行连接，并依次渲染。

4 可视化技术的主要功能

第一，将系统运行数据转换为看得见的图片或图形，将数据以更直观、快速、有效的形式呈现出来，使操作人员能够更好地掌握系统的运行规律。第二，将系统运行状态通过相关计算方法进行全过程展示，可针对其中的错误参数进行及时修改，以保证数据的准确性，系统能够正常运行。第三，将可视化技术与科学算法相结合，提高数据处理的效率和质量，以达到准确运用数据的效果。同时，可根据数据显示对其中存在的故障进行原因分析，进而为故障解决方案提供已知信息，对问题进行有针对性地研究与解决。

5 结语

需要在电力调度过程中不断加强对新技术的应用，这样才能促使电力调度水平的不断提升。目前，我国部分地区电力调度自动化的发展已取得了很大进步，但在故障发生时，技术人员的操作难度较大。为解决这一问题，可以将可视化技术应用其中，这在很大程度上提升了电力调度的质量，有效缓解了技术人员的工作压力。