可视化技术运用在电力调度自动化系统中的研究

陆 佳

(国电南瑞科技股份有限公司)

0 引言

随着社会经济的不断进步与发展, 当前我国的电力系统的运行规模逐渐增加, 为电力系统的可靠性带来了一定的挑战。电力调度自动化系统的出现, 极大地提高了电力调度工作的安全性、效率性可靠性, 因此在电力系统中得到广泛应用。然而受到一定条件的制约, 电力调度自动化系统在实际运行中存在着一定的不足之处。为了进一步提高电力系统的可靠性, 当前的电力系统中已经逐渐将可视化技术应用于电力调度自动化系统中, 极大地提高了电力调度自动化系统的便捷性, 降低了电力调度过程中故障的发生率。

1 可视化技术的相关概述

可视化技术是当前科学技术不断进步的产物, 将可视化技术应用于电力调度系统中, 能有效提高电力调度系统的安全性和可靠性, 有效增加了电力调度自动化系统的便捷性和高效性, 推动电力调度自动化系统朝着智能化的方向发展。可视化技术在电力调度自动化中的应用, 主要通过信息采集技术、图像处理技术和控制技术等来实现的(如图1)。在实际应用过程中, 可视化技术利用计算机图形和图像对电力调度系统中的相关数据进行处理, 借助图像技术将数据转换为可视化图像或图形, 使工作人员更为直观地监测到设备以及电力调度工作的运行状态, 并根据实际情况和用电需求进行调整, 为相关工作的开展提供决策依据[1]。

图1 可视化技术的作业流程

2 可视化系统在电力调度自动化系统中的应用意义

电力调度自动化系统是电力调度系统可靠性的有效保障, 具有全面可靠的运行功能, 对电力调度的开展有着极其重大的影响(如表1)。

表1 电力调度自动化的应用功能

2.1 提高工作人员的工作效率

可视化技术能利用计算机数据图形功能实现电力调度自动化的数据图形显示功能。电力调度自动化中的数据图形主要有两种显示方式, 即二维图形和三维图形。其中二维图形的产生首先利用可视化技术在电力调度自动化系统中搜集电网的点、线、面等平面数据, 随后再反馈至计算机系统中, 通过计算机系统对相关平面数据的转化和分析, 能生成二维图形。利用可视化技术生成的二维图形的表现形式主要有动态功率流程图和等距线[2]。这种二维图形能帮助工作人员更为直观和清晰地掌握电力调度系统中的点线面等相关数据, 帮助工作人员全面、科学地掌握整体的电网运行状态。同时利用二维图形还能对电力调度自动化系统在运行过程中的不同信息点进行创建, 使工作人员更为直观地了解自身的工作范围, 为工作人员日常工作的开展提供有效依据, 有效提高工作人员的工作效率。和二维图形相比, 三维图形能以立体化的形式对相关数据进行展示。通过对二维图形采集的数据进行分析和整合, 能将电力电网等系统数据以三维的图像显示出来, 为工作人员提供了更为清晰和直观的参考数据。值得注意的是, 要想利用可视化技术实现三维图像的应用, 保证三维图像在应用过程中的科学性和完整性, 相关工作人员必须在图形创建的阶段根据工作需要绘制出合适的三维图形。

2.2 提高电力调度系统的服务质量

在电力调度自动化系统中应用可视化技术能有效提高整个电力系统的可靠性和便捷性, 进而为客户提供高效的供电服务。同时, 将可视化技术应用在电力调度自动化系统中, 还能提高电网系统的安全性和稳定性, 方便系统及时发现并解决电力设备运行过程中的安全隐患, 降低电力系统中安全事故发生的可能性。有效提高电力电网的运行效率, 保证电力设备运行环境的安全性和科学性, 提高电力设备的运行寿命[3]。总之, 在电力调度自动化系统中应用电力调度自动化系统, 能为电网系统的正常运行提供可靠性保障, 保证电网调度过程中的安全性, 为用户提供良好的用电体验。

2.3 为工作人员提供高效的监督方式

利用可视化数据生成相关的二维图形和三维图形, 能帮助工作人员更为直观和准确地了解电力电网中各项设备的运行情况, 提高工作人员对电力调度系统的监督效率。同时, 工作人员通过对相关图像进行分析, 还能得出电力调度系统中线路运行过程中产生的功率值, 了解电网公司当前的实际电源。最后, 工作人员还能利用可视化技术分析发电机的运行情况,通过与电压自动控制结果进行结合, 能观察和监控发电机的运行状况了, 并且利用互联网信息技术将所监控的数据以更为直观的方式展示出来, 方便工作人员对整个电网的监督和控制。

2.4 保证整个电网运行过程中的稳定性

电力调度自动化系统还能通过对监控和数据的分析实现综合智能警报功能。在具体的应用中, 电力调度自动化系统首先利用可视化技术对电力系统运行中的各项数据进行整理, 随后结合相应的电力自动化警报系统对相关信息进行整合, 并利用计算机技术生成相关的图像, 为工作人员进行各项计算提供数据支持。同时, 一旦电力调度系统在运行过程中产生故障, 将会自动触发电网报警功能, 生成相应的报警信息。工作人员在接收到报警信息后, 可以通过可视化技术和计算机信息技术调动整个电力自动化系统的数据, 并将相关数据以图像等方式进行展示出来, 随后工作人员对所展示的图像进行分析和观察, 可以轻松便捷地发现故障产生的位置、产生原因等情况, 并根据相关情况提出有针对性的维修策略, 保证电网系统的稳定性和安全性, 减少安全事故发生的频率[4]。

3 电力调度自动化系统中可视化技术的应用

在电力调度自动化系统中应用可视化技术的主要展现手段有饼图、云图、三维图等等, 不同的展示技术所展示的内容也存在着区别(如表2)。

表2 电力调度自动化中可视化技术的展现

3.1 二维可视化技术

3.1.1 二维反时限曲线

二维可视化技术在电力调度自动化系统中的重要应用为二维反时限曲线的应用。利用二维反时限曲线能实现对电力调度自动化系统在运行过程中的实时监督。其应用原理是电力调度系统本身在工作的过程中往往不可避免地出现比变压器瞬间电量过载的情况, 这一现象的出现将会超出二维反时曲线的范围, 从而影响电力调度系统的运行状况。在实际应用过程中, 利用可视化技术能实时测量电力供电系统中的二维反时曲线, 当实际负载出现在报警范围后, 系统将会自动报警, 进而降低了电力调度系统中安全事故的发生率。

3.1.2 单变量图饼

单变量图饼能利用相关的参数展示出电力调度系统中相关运行线路和变压器的负载状况。同时利用图饼中不同的颜色对变压器的负载参数进行区分, 直观、准确地表达出线路和变压器的相关负载参数, 为工作人员提供更为清晰、能准确的查阅方式。

3.1.3 等值线法

电力调度系统中的等值线法的应用能将轮廓图形进行分析, 并利用轮廓模型生成数字化数据。等值线法的主要绘制方法有四边形网格法和三角网格法。在实际应用过程中为了充分发挥可视化技术的作用, 尽可能地提高电力调度自动化系统的可靠性, 必须对等值线法进行合理的-利用。值得注意的是, 由于等值线法的绘制过程复杂繁琐, 因此, 在电力调度自动化系统中为了保证绘制的准确性, 一般采用绘制网络图法进行操作。

3.1.4 动态潮流法

在电力调度自动化系统中, 动态潮流法往往用来表示电流的流速、负载以及系统的功率流等等。一般来讲潮流的变化特征往往用流动的三角形符号进行展示, 其中三角形的防线就是潮流的变化方向, 三角形越大, 潮流的流速和负载也越大[5]。

3.2 三维可视化技术

3.2.1 单棒图

在电力调度自动化系统中, 单棒图往往和平面图像同时出现。主要用于展示相关设备的运行数据, 帮助工作人员全面准确地了解电力调度系统的当前运行状况, 为工作人员制定电力调度方案提供数据支撑,提高电力调度的科学性。

3.2.2 图形三维旋转

图形三维旋转是电力图随着可视化技术发展不断进步的成果。图形三维旋转的绘制实质上是二维可视化技术的应用和升级(如图2)。通过图形三维旋转能更为立体、全面、科学地展示电力调度系统的实际运行状况。为工作人员更高效、更全面、更清晰、准确地获得电力调度数据并做出科学的工作决策, 提供有效的数据参考。

图2 图形三维旋转的绘制流程

4 结束语

总之, 将可视化技术应用在电力调度自动化系统中能充分提高电力调度自动化的智能化和自动化。同时, 应用二维可视化技术与三维可视化技术你那个将电网系统运行过程中产生的数据清晰地表示出来, 为工作人员开展调度工作和设备运营维护工作提供科学的参考资料, 从而有效提高了电力调度系统工作的运行效率, 提升了电网系统的服务质量。因此, 为了保证电力企业的稳定持续发展相关工作人员必须提高对可视化技术在电力调度自动化系统中的重要性认知,加强相关技术的落实和推广, 进一步促进电力调度自动化系统的不断优化和发展。