基于电力调度自动化的可视化技术.pdf

总第 1 5 3期 2 0 1 6年第 1 期 机械管理开发 M ECHANI CAL M ANAGEM ENT AND DEVE LOPM ENT 自动 化技 术与 设计 基于 电力调度 自动化的可视化技术 T o t a l o f 1 5 3 No 1 2 0 1 6 陈建 海 ( 同煤集团电业有限责任公 司电力调度室，山西大同0 3 7 0 0 0 ) 摘 要 ：基 于 电力调 动 自动化基 本概 念 和 可视 化技 术 基本 概 况 ，分 析 了可视 化技 术在 电 力调 动 自动化 中的具 体应 用 ，以期 推 动 电力 系统发展 。 关 键词 ：电 力调度 ；自动 化 ；可视 化技 术 中图分 类号 ： T M7 3 4 文 献标 识码 ： A 文章 编 号 ： 1 0 0 3 7 7 3 X( 2 0 1 6 ) 0 1 0 1 0 1 0 3 D OI ： 1 0 1 6 5 2 5 j c n k i C n 1 4 1 1 3 4 t h 2 0 1 6 们 0 3 5 前 言 随着电能需 求 的 不断 增加 ， 国家制 定 了一 系 列 电力调动计划 ， 促 进我 国电力 网络规模 化 、 系统 化 、 科学化 ， 同时也对 电力调动 自动化提 出了更 高 要求 ， 需要进 行管理 的数 据和信 息也逐渐 增多 ， 要 求技术 操作人员 能够将计算机 可视化技术 同 电力 调动 自动 化有 效结 合 ， 提 高工 作效 率 的 同时加 强 电力调动精准性 。因此如何利 用可视 化技术 发展 电力调动 自动 化 ， 成 为 了 电力 工作 者 广泛 关 注 的 问题 。 1 电力调动 自动化 电力 调动 自动化是 当前 电力 调动工作 应用 的 主要方式 ， 是 依 托 于计 算机 网络 通讯 技 术 的 自动 化指挥控 制 系 统 ， 对 电力 网络 进 行 整 体 布 局 、 调 控 、 监管 和决策 ， 并对全 局信息进 行采 集 、 整理 、 分 析 、 判 断。电力调 动 自动 化 系统 能 够实 现 电力 信 息远程控制 和监 测 ， 对 电力 的需求 和供 应进 行 分 析 ， 实现电力调 度的 自动化和智能化 1 。 2 可视化 技术 2 1 概念 可视化技 术是 基 于计 算 机 绘 图技术 ， 简单 讲 就是将数 据信 息 图形 化 的过 程 ， 利用 人视 觉 对 图 收 稿 日期 ：2 0 1 5 - 1 1 - 2 9 作 者简 介 ：陈 建 海( 1 9 7 6 一 ) ， 男 ， 山 西 大 同 人 ， 本科 ，毕业于江苏大学 ，现就职于 同煤集团电业有 限责任 公 司 电力调度 室。 形敏感度高 于数 据 的规律 ， 配合 视觉 对信 息处 理 的高速 、 大容量 和并行 工作 的特点 ， 将 数据转 化为 图形 、 图像 ， 帮助人们更加 直观 、 快速地捕 捉信 息 。 电力调度 自动化 中的可视 化技 术是指将分散 的时 间、 空间数据通过 二维 、 三维 图示技 术整合 为可视 化 图像 ， 帮助 人们 在离 散 的数据 中快 速精 准 地获 取信息 内容 。 2 2 可 视 化 过 程 可视化 技 术 应 用 过 程 主 要 分 为 以 下 几个 步 骤 ： 对原始现场信息进行 采集整理 ； 对信 息 内容 进 行处理 ， 如滤除噪音 、 排除干 扰数据 、 格式转 化 ； 重 点标 注等 ； 将 处 理后 的数 据按 照一 定 的分类 和 关 系进行 映射 ， 形 成几 何元 素 ， 即将 数 据 映射 为点 、 线 、 面等二维 或 三维 形式 ； 绘 图形 图像 ， 将 数据 和 信息 内容通 过 图像 的形式 进行 展示 ； 可视 化应 用 和分析 。基于 不 同类 型的技 术 和工 作项 目， 可 视 化技术的过程偏重方式 ， 实 际操作过程 各有不 同 ， 特别是在信 息采 集 步骤 需要 反复 验证 ， 才 能够 保 障可视化过程 的科学 、 精准 。 2 3 可视化技术发展 可视 化技 术 按 照 发 展 历 程 主要 分 为 以下 阶 段 ： 科 学计 算 可视 化 ； 数 据 可视 化 ； 信 息 可视 化 ； 知识可视化 ， 见 下页 表 1 。科 学 计 算 可视 化是 指 将大量科学和工程计算数据通过计算机绘图的 方 式 ， 以图 像 和 图形 的形 式呈 现 ， 实 现计 算 结 果 直 观表现 ， 并进 行 交 互 处 理 ； 数 据 可 视化 是 在 科 学计 算可视化 基础 之上 ， 对 工程 数据 和测 量数 据 1 02 机 械管 理开发 j x g l Mb j b 1 2 6 c o m 进行可视 化 操 作 ， 通 过 计 算 机 图形 学 技 术 ， 将 数 据转化 为 图像 、 图形 呈 现 在 电脑 屏 幕 上 ， 实 现人 机交互 ； 信 息 可 视 化 的 目的 在 于对 信 息 进 行 捕 捉 、 解释和应 用 ， 为使用 者 提供参 考 ； 知 识可 视 化 是 当前 可视化技 术发展 的前 沿技 术 ， 是 通过 视 觉 传 达 的方 式 ， 将 人类 知 识 可 视化 ， 对 视 觉 表 征作 用进行分 析 ， 促进 知 识 的传播 和共 享 ， 为 知识 创 新 提供基 础保障 _ 2 。 表 1 可视 化技 术 发展 阶段 发展 阶段 对象 方法 目的 交互类型 数据图形化， 科学计算 可视化 数据 图形 、图像 人机交互 直观表达信 息 数据图形 化， 数据可视化 数据 图形 、图像 人机交互 直观表达信息 从大量数据 中 信息可视化 数据信息 图形 、图像 人机交互 提取提取信息 图表 、 视觉 促进知识传 知识 可视化 知识 人人交互 传达 、 绘图 播和共享 3 可视化技术综合应用 电力调度 自动化 中的可 视化 技 术 ， 是指 基 于 自动化 系统 中计算机 图形可视 化技术和语音 交互 技术 ， 结合可 视 化科 学设 备 和形式 ， 如可 视 电话 、 单 兵装置 、 可视化会议 和液晶大屏 等 ， 形 成综合 性 可视化技术应 用 。在 电力 调 度 自动 化过 程 中 ， 可 视化技术应 用基本分为 以下模块 。 3 1数据 图形展示 3 1 1二 维 图 形 展示 二维 图形展示是 指通过点 、 线 、 面表示 采集 数 据信息 ， 形成二维 图形 图示 ， 通 常采用 的方 式 由单 变量饼 图、 等值线 、 动 态潮流 图。它的优势 在于 能 够通 过直观二维 图形的方式帮 助技 术人员迅速 掌 握数据信息 ， 了解 电力调度 总体规划 ， 具有 制 图便 捷 、 准确度高 、 易于观察的特点 。 3 1 2 i 维 图形 展 示 三 维 图形 展 示 是 基 于 二 维 图形 展 示 基 础 上 的 延伸 ， 通 常采用单棒 图 、 三维 图形旋 转的形式 进行 展示 ， 有 利于 操作 人员 多角 度 了解 电力调 度 数据 信息 ， 通二维 图形 相 比更加 立体 、 直观 ， 在 进 行制 作 时应充分 符 合操 作人 员 观察规 律 和观察 能 力 ， 绘制简洁方便 的电力 图形 。 二维 和三维 图形 可视化是 可视化技术 的基 本 要素 ， 是实现可视化系统展示的先决条件 。 第 3 l卷 3 2 实 时 调 度 监 控 可 视 化 3 2 1 实 时 观测 通 过各种 可视 化技 术 和计 算 方式 ， 实现 对 电 网调度 数据的直 观显示 ， 对象包括 线路有 功情况 、 变电站负载 、 发 电厂 出力 等 ， 通过 线 路潮 流 图 、 柱 状 图、 饼状 图等形式 ， 在计算机 系统软件 或液 晶大 屏 中展示 实时动态 ， 方便调度员实 时观测 ， 如图 2 。 图 2 某地 电力调 度 员进 行 实时观 测 3 2 实时分析 通 过可视 化 实时 分析 ， 能够 方 便调 度 员实 现 人机互 动 ， 如通过对 电压分析结果 、 N 一 1分析结果 、 灵敏度分析结 果 等进行 综 合动 态排 序 ， 实 现 动态 实时分 析界 面构建 ， 使 电网基 于分 析结 果 实现 更 加高效 的可视化效果展示 。 3 2 3实时控制 基 于可视化要求 ， 针对 自动发 电控制 、 自动电 压控制 等结果 进行 分析 ， 能够设 置 各种 直 观可 视 化效果展 示 ， 便 于调度 员 和分析 人 员更 加 直观 监 视控制 电网 ， 全面掌握 电网运行态势 ， 减 轻运行 人 员 压 力 E 4 3 。 3 3 综合智能告警 综合智能告 警 机制 是 指将 稳 态监 控 、 动 态监 控 、 故 障录波 、 告警直传 等报警信息统 一 汇总分析 展示 ， 能够 准确 推理 出数 倍 故 障、 系统 异 常 、 系统 预警等 ， 通过 可视化 效果 窗 口工具如液 晶大屏 、 电 脑显示屏 等展示 调 度员关 注 的 画面信 息 ， 利 于 调 度员及时 作 出部署 和决 策 。当出 现故 障 时 ， 告 警 灯会闪烁 ， 左侧可 以查看告警 原 因， 通 过地 理 图定 位故障详 细信息 ， 再 通过 可视 化 会议 或 可视 电话 等形式进行决策部署 。 智 能告警 可 视 化 具 有 以下 功 能 ： 预警 报 警 ， 采用棒图 显示越线百 分 比， 主要 显 示 网络 分析计 算 结果 ， 提 醒调度员 潜在 危 险 ； 故障 告警 ， 会 通 过 可视化 设 备 显 示 故 障 原 因 ， 方 便 调 度 员 进 行 决 2 0 1 6年第 1 期 陈建海 ： 基于 电力调度 自动化的可视化 技术 策 ； 告警 定位 ， 在可 视化 地 理效果 图 中， 能 够 明确 该 故障地地 理位 置定位 ， 方便 调度 员 快速 掌 握故 障地相关信 息 5 。 4 结 语 电力 调动工作对 于社会 的发展起 到 了至关 重 要的作用 ， 本 文主要 介 绍 了可视 化技 术 在 电力 调 度 自动化工作中的综合应用 ， 通过电力调动 自动 化系统和可 视化 技 术结 合 ， 能够 有效 帮 助操 作 人 员提高工作 效 率和 数据 精 准度 ， 能 够为 电力 工 作 者提供更加直观 、 形 象 的电力 图示 ， 保 障电力 系统 稳定运行 。 1 2 3 4 5 1 0 3 参考文献 刘璐 ， 任坤龙 ， 聂 文昭 可视化 技术在 电力调度 自动化 主站 系 统 中的 应 用 I- J 科 技 创 新 与 应 用 ， 2 0 1 5 ， 1 1 ( 2 9 ) ： 1 8 0 李彪 可视化智能调 度系统 在地 区电网 中的开发与应 用 D 济南 ： 山东大学 ， 2 0 1 2 贾书涛 ， 杜珂 关于电力调度 自动化主站系统 中可视化 技术 的应 用探讨 J 河南科技 ， 2 0 1 4 ， 2 2 ( 1 0 ) ： 1 0 5 汪向东 电网调 度 自动化系统 可视化 技术研究 J 广 东科技 ， 2 0 1 4 ， 5 ( 2 O ) ： 4 0 赵沁 浅谈智 能 电网调度 的 自动化及 其可视化 E J 中 国高新技术企业 ， 2 0 1 5 ， 1 3 ( 6 ) ： 1 4 1 1 4 2 ( 编辑 ： 赵婧) Vi s i b i l i t y Te c h no l o g y An a l y s i s Ba s e d o n Au t o ma t i o n o f Po we r Di s p a t c h i ng Ch e n J i a n h a i ( P o we r Co mp a n y o f Da t o n g C o a l Mi n e Gr o u p ，Da t o n g S h a n x i 0 3 7 0 0 0 ) A b s t r a c t B a s e d o n t h e b a s i c c o n c e p t a n d b a s i c s i t u a t i o n v i s u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y o f t h e p o w e r t r a n s f o r ma t i o n ， v i s u a l i z a t i o n t e c h n o l o g y i n a u t o ma t i o n o f e l e c t r i c p o we r t o mo b i l i z e t h e s p e c i f i c a p p l i c a t i o n i s a n a l y z e d ，wh i c h i s i n o r d e r t o p r o mo t e t h e d e v e l o p m e n t o f p o we r s y s t e m K W wo r d s p o we r d i s p a t c h i n g ； a u t o ma t i o n ； v i s i b i l i t y t e c h n o l o g y ( 上 接第 6 8页 ) 产需 求 的同 时 ， 完 善 机 械 故 障 检测 诊 断责 任 制 ， 责任 落实 到人 ， 从 根本 上保 证 实现 煤矿 机 电设 备 管理 制度 的全 面 完善 ， 提 高 技术 改革 ， 注 重 矿 山 设 备 的正 常安全高 效运 行 ， 推 动社 会 经济 的可 持 续 发展 。 参考文献 1 秦星 煤 矿 机 电设 备 机 械故 障 检测 诊 断技 术 的应 用 2 3 4 5 口 中小企业管理与科技 ， 2 0 1 4 ， 5 ( 8 ) ： 1 8 0 1 8 0 霍东东 煤 矿机 电设 备机 械故障 检测诊 断技术 的应用 分析 J 科技创新与应用 ， 2 0 1 4 ， 1 1 ( 5 ) ： 1 0 0 1 0 0 薛智斌 煤 矿机 电设 备 的故 障检测 与诊断技 术 J 环 球市场信息导报 ， 2 0 1 4 ， ( 2 9 ) ： 2 4 5 温勇 煤矿机电设备机 械故 障检 测诊 断技术 的应 用分 析i- J 机电信息， 2 0 1 3 ， 6 ( 6 ) ： 1 0 7 ； 1 0 9 宋小鹏 ， 潘宏侠 机械 故障诊 断技术研究 J 机械管理 开发 ， 2 0 1 2 ， 7 ( 4 ) ： 1 0 1 1 ( 编辑 ： 赵婧) Di s c u s s i o n o n Fa u l t s De t e c t i o n o f t h e Coa l El e c t r i c a l M a c h i ne r y Equ i pme nt S ha n g Ga o f e n g ( Z u o y u n Ch a n g c h u n x i n g C o a l I n d u s t r y o f S h a n x i Co a l Mi n e I mp 8 L Ex p Gr o u pTa i y u a n S h a n x i 0 3 7 1 0 0 ) Ab s t r a c t B y c o mb i n i n g c o a l mi n e me c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l e q u i p me n t me c h a n i c a l f a u l t d e t e c t i o n d i a g n o s i s t e c h n o l o g y ， a n a l y z e s t h e t e c h n i c a l f e a t u r e s f i n a l l y c o mb i n i n g t h e r e l a t e d c a s e s o f t h e Z u o y u n C h a n g c h u n x i n g Co a l I n d u s t r y o f S h a n x i Co a l Mi n e I mp Ex p Gr o u p， ，s u mma r i z e s t h e c o a l mi n e me c h a n i c a l a n d e l e c t r i c a l e q u i p me n t me c h a n i c a l ma i n t e n a n c e f a u l t d i a g n o s i s t e c h n o l o g y o f p r a c t i c a l a p p l i c a t i o n K e y wo r d s c o a l e l e c t r i c a l m a c h i n e r y e q u i p me n t ； e q u i p me n t ma n a g e me n t ； f a u l t ；d e t e c t i o n