电网在线可视化预警调度系统

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1、万方数据第28卷第1期电力自动化设备v01．28No．12008年1月ElectricPowerAutomationEquipmentJan．2008o电网在线可视化预警调度系统刘俊勇，陈金海，沈晓东，李成鑫(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：电力系统的运行日趋复杂，原有EMS的数据显示方式已不能满足实际需求。如何生动、明了地显示系统运行信息并予以共享．是电网可视化调度和预警系统要解决的问题。基于IEC61970标准，提出了在线可视化调度和预警系统的设计方案。介绍了关键技术：可视化方案的确定．SVG图形标准的扩展．不同系统数据的关联和对应以及高效快捷的图形处理。重点阐述了系

2、统设备的静、动态监视的三维展示方法，关键线路低频振荡模式动态阀值。可视化监视以及系统的性能指标。基于所提方案的系统先后在多个实际电网中得到了成功应用。关键词：可视化：在线系统：调度自动化：安全预警中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1006—6047(2008)0l一0001—05O引言当前，可视化技术随着电力系统的发展需要不断进步．从最初的电网单线图的数据原始表示及列表表示，逐步向二维／三维图形化、动画发展。并吸收了信息学、美学、心理学等学科技术。形成了一系列与电力系统运行相适应的可视化表达方式。研究表明，人眼对图形的敏感度大大高于对数据的敏感度．将该理论实践用于电网运行监控．调

3、度员很容易从可视化后的图形中及时发现电网存在的问题和变化趋势．提高决策效率．在线可视化调度和预警系统通过标准的数据库进行数据交换．并以设备为单位，采用面向对象设计，借助于计算机图形理论和技术．形象生动地显示电网运行信息．为调度人员提供电网实时数据的分类管理，并且挖掘出那些对电网运行有重要影响的数据，对这些数据进行形象表达．并融人优化控制策略，是电‘网调度自动化的创新实践。文献『1．3]是目前发表的关于电力系统可视化技术的比较有代表性的文章。0verbve的研究小组将电力系统中节点电压的分布看成在整个系统覆盖区域内是连续的．将传统的任意节点电压的离散数值．根据其离各实际节点位置的距离及对应节

4、点的电压标么值．采用特殊的算法计算并采用连续变化的颜色值绘制。其目的是为了使整个系统区域被表示为一幅彩色的等高面图形．用户可以对全系统范围内的电压分布一目了然。文献『41研究了利用虚拟环境在地理位置图上进行数据的3D显示．其中纵向维度用来显示可用传输容量和发电机无功功率储备等数据。此方法图形直观清晰也较美观。文献[5]针对暂态稳定、电压稳定研究了可视化方法，但是该方法需要调度员具有较高的理论水平．并且计算所需要的时间较长，不适合调度员在线监视。文献收稿日期：2007—1l一26『61提出了电力系统运行状态3级显示方案。实际系统运行中．运行人员最关心的是系统整体运行状态．即在当前运行方式下．

5、系统哪个方面最薄弱。将第1级显示系统整体运行状态．第2级显示存在问题或运行人员所关心方面的宏观数据分析结果．第3级则用于显示所关心量的具体数值。本文基于以上文献的部分研究成果．在具体实现上采用了新的算法和先进的图形生成技术及动画技术。具体实现上采用双网双服务器的实时平台．遵循CIM、SVG、CIS的模型一图形一传输接口规范以及静态监视一动态监视一安全控制分析一辅助决策的功能体系。实现了实时数据二维图像和动态旋转三维图像表达；灵敏度三维排序显示；线路断面任意组合预警表示；历史数据的可视化快速重演：实时态下电网运行的指标体系及其可视化表达：关键线路低频振荡模式动态阈值可视化监视：电网的Ⅳ一1故

6、障预警评估及其可视化等功能．并先后在多个实际电网中得到应用。1关键技术在线可视化调度和预警系统是一套基于大量信息．并对实时性要求很高的数据处理和图形处理高级分析系统。系统的实施过程中有多个关键技术需要解决。1．1可视化显示方案的确定现提出电力系统运行状态的分层显示方案。实际系统运行中．运行人员最关心的是系统整体运行态势，即在当前运行方式下，系统哪个方面最薄弱．或者在未来一定时间内系统哪个方面最薄弱。因此，可视化系统第1层显示系统整体运行态势。构筑基于实时运行状况的分类指标和基于模糊聚类的全局预警指标，客观评估整个系统的安全运行状态。为了能清楚地监控电力系统的整体运行状态．可视化系统中的母线

7、都是虚拟母线。．用来动态表示可能的多段母线电压。可视化系统展示的电压为多段母线中越万方数据。电力自动化设备第28卷限情况最严重的一段的电压。第2级显示存在问题或运行人员所关心方面的宏观数据分析结果．如断面潮流、关键线路的低频震荡、Ⅳ一1故障扫描、灵敏度分析结果等。第3级则用于显示设备的具体数值。调度人员在了解了系统的整体态势后．有时需要对某个具体设备和数据进行分析．因此可视化系统的所有设备都可以通过标签的方式显示具体数据