电网调度可视化预警分析

电网调度可视化预警分析

侯雅琦

（身份证号码：14220219911206XXXX国网山西省电力公司山西省太原市030002）

摘要：电网调度可视化预警系统从海量信息中挖掘出表征电网运行特性的关键数据，运用智能化算法对电力系统进行全面分析，通过三维图元、动画显示、背景渲染等手段，直观地展示智能监视和安全预警分析的各种计算结果，并建立表达电网充裕度、安全性和脆弱性的指标。该系统的应用为电网科学调度工作提供了预警及辅助决策手段，提高了调度决策的智能化和精益化水平。

关键词：电网调度；可视化预警系统；分析

1电网电度可视化预警系统概述

专门为电网调度自动化而设计的监视程序就是电网可视化系统，电网调度的运行参数能够通过可视化的手段展现出来，在对计算机图形技术充分应用的基础上运用灵活的、实物化的以及动态的方式将枯燥的电网运行数据显示出来，将人脑的模糊识别功能充分的发挥了出来，能够为调度自动化系统提供有效的技术支持。在电力系统不断地发展过程中可视化技术也在不断地进步，最初的电网单线图数据已经逐渐被淘汰，逐渐的将颜色、动画、地理位置等因素充分的考虑在内，在这个过程中逐渐形成了一系列的可视化表达方式。电网调度可视化预警系统能够有效的实现自动化，在根据可视化预警分析算法建立自动预警模型的基础上对电网可视化分析预警系统自主的运行，在对该系统进行实施的过程中能够建立相应的电网运行预警机制。利用该系统的平台能够快速准确的对数据进行分析，能够有效的提升电网调度策略以及挖掘调度数据。

2系统结构设计

2.1硬件结构

电网可视化系统由两台高性能服务器、两台工作站和多台客户终端构成，支持网络与外部交换数据。系统具有开放型和通用型的数据接口，即不仅可与现有SCADA平台连接，还可以实现其他数据源的量身定制，集成调度人员关注的信息，具备多种功能接口。

2.2软件结构

调度可视化预警系统的所有软件面向数据库进行设计和开发。软件系统包括支撑系统、EMS高级应用软件运行状态可视化系统。其中，支撑系统由实时数据库管理系统、图形和人机交互系统和网络通讯系统等四个子系统组成。图形和人机交互系统又由工作平台和维护平台两部分组成，其中，工作平台是EMS高级应用软件和可视化系统使用人员所使用的人机交互环境，而维护平台是系统维护人员用于建立和维护系统所使用的图形数据库工具。

2.3实时数据库管理系统的设计

实时数据库是一个数据库管理系统，它具有一般数据库管理系统DBMS的基本功能：永久数据管理，包括数据库的定义、存储和维护等；有效的数据存取，包括各种数据库操作、查询处理、存取方法和完整性检查；任务的调度与并发控制；存取控制和安全性检查；数据库恢复机制，增强数据库的可靠性。为了支持以上功能，设计的数据库还采用了传统关系型数据库与内存数据库集成的方案。具有开放性好、数据处理能力强等特点，在系统中作为与第三方交互以及提供用户二次开发的接口，以及作为内存数据库的转储介质存在。

3数据接口管理

可视化系统和SCADA/EMS等系统在同一个区，可以直接通过一个接口服务器把SCADA/EMS等系统和可视化系统连接起来，如果不在一个区，则需要加装一台隔离装置。数据接口管理模式分为硬件接口和软件接口方式。

（1）硬件接口方式：可视化系统增加一台网络交换机，组成专用的小型网络，网内有一台接口服务器，经过原SCADA/EMS/DMIS系统的内网交换机直接通过网络与此专用小型网络连接。中间可以加隔离装置。

（2）软件接口方式：软件接口方式采用标准104规约网络通讯或E格式FTP文件传输方式，原SCADA/EMS系统周期性将系统接口需要的数据以双方商定的标准规约传输到可视化通讯机，或以E格式文本文件的形式上传到一台指定FTP服务器，可视化软件系统直接接收规约定时读取此FTP服务器上的数据文件。对于此种两种接口方式，原SCADA/EMS厂商必须保证实时性及稳定性。

（3）SCADA实时数据：主要是同步显示系统实时状态；拓扑关系：以便于抽取出由于实时拓扑结构改变引起的可视化网络的同步变化数据；静态信息：如各种限值，容量等各种静态参数。

4系统功能简述

4.1电网数据可视化展示

电网数据可视化展示平台是智能调度可视化预警系统的重要组成部分。该平台采用OpenGL（OpenGraphicsLibrary）作为与原智能电网调度控制系统的图形程序接口标准，经程序转换，在直接复用原智能电网调度控制系统中的潮流图、地理接线图、变电站一次接线图等图形的基础上，通过高性能、极具冲击力的高视觉表现力的二维、三维图元，展示表征电网运行情况的特征数据。调度和监控人员通过设置在系统人机界面的左上角的可视化界面导航罗盘，实现可视化图形任意角度的旋转、倾斜以及无极缩放，便于调控人员从鸟瞰、平视等不同角度自由观察主题页面。

4.2基本潮流监视

无论是电网主接线图，还是重点场所或各自变电所（站）的分布接线图，都有基本潮流指示功能。调度员可以从每幅监视画面中清晰的分辨出每条输、配电线路的潮流分布箭头流动方向，有功功率、无功功率的走向，正确判断电网系统中各种功率分布是否正确、正常，使调度员随时掌握电网潮流参数，便于系统状态监控与分析。

4.3电网辅助决策

电网辅助决策功能以电网拓扑结构、电网运行状态为基础，当电网静态安全分析结果构成触发电网辅助决策的条件时，辅助决策服务即启动分析过程，计算电网控制策略操作方案并自动提供给调控人员。针对电网中出现N-1开断后线路/主变压器重载、过载及电压水平越限的情况，进行电网运行方式调整辅助决策计算，为调控人员提供电网运行方式调整建议。对于线路或主变压器潮流越限，给出被转供负荷名称、转供路径、转移/控制负荷量指标；对于母线电压越限，给出被转供负荷名称、转供路径、转移/控制负荷量，以及主变压器分接头档位调整、无功补偿设备投切容量指标。

5调度可视化系统的优势

调度可视化系统用灵活的、实物化的、动态的方式能够帮助调度人员掌握电网实时运行态势，直观分析电网供需平衡关系，为电网优化控制提供辅助决策依据。负荷攀升，设备重载很容易发热而造成设备异常，如因设备异常导致负荷损失，将给当前严峻的供电形势雪上加霜，给社会生产及生活带来很大的影响。为此要求各设备运行人员加强巡视，留意设备重载或过载的异常情况，以便及时采取应变措施。通过电网调度可视化预警系统，监视输电线路负载、变压器负荷情况，对重载设备及时采取调整运行方式或对用户端进行控制负荷的措施，确保输电线路、设备安全稳定运行，同时减轻了变电运行人员的负担。例如事故情况下，除了SCADA有告警外，可视化系统会迅速显示负载率100%的红色告警值及主变负荷裕度，让调度员很直观地感受到紧急的区域与程度，方便事故处理，提高供电的可靠性。调度员利用可视化预警系统的无功出力还可实时监测电网中变电站、电厂的无功情况，结合EMS调度能量管理系统，对系统电压进行有效调节，维持系统无功、电压平衡。

6结语

可视化系统是电力SCADA/EMS系统的应用子系统，系统的开发与应用为调度人员提供了电网实时数据的分类管理，对于重要数据实现了自动化的监视，为智能调度优化提供了技术支持，系统的建立将帮助调度人员掌握电网实时运行态势，直观分析电网供需平衡关系，为电网优化控制提供辅助决策依据。

参考文献：

[1]电网智能调度中运用可视化技术的策略研究[J].张国志.技术与市场.2015（06）

[2]可视化技术应用于电力调度中的分析[J].巫晓萍.科技创新与应用.2014（30）