电力系统运行状态可视化技术的应用
【摘要】随着现代工业化体制的不断升级，势必对电力系统提出更高的要求。电网规模的日益扩大，更多的电力设置应用与电力系统之中，由此带来的额电网系统运行、设备保护、调度、日常管理、故障排除与处理等工作量日益庞大。科学计算机可视化技术正是迎合此电力系统的要求而受到越来越深入的研究与广泛应用。文章结合可视化技术在我国电力系统中的运行状态进行分析，探讨其在电力系统的种实际应用。
【关键词】电力系统；可视化技术；运行状态
引言
科学计算可视化技术是20世纪80年代发展来的一门多学科交叉技术。其实现的主要功能是把抽象的数据信息转化为直观的图形、图像显示模式，从而为用户的系统管理提供直观与全面的可视化操控模式。可视化技术的应用能够更加有效地处理和分析数据信息，给企业的决策系统提供信息支持，从而提高科学研究和系统设计的整体效率，降低额外的维护和管理成本，为系统运行的可靠性提供了保障。
一、可视化在电力系统中的应用
电力系统是由发机电机组、变压电机组、输供电网络、配电和用电等环节组成的电能供给与应用系统。电力系统维护与管理人员需要对各设备的运行状态信息进行实时的监控以确保系统运行的稳定性与效率经济性。由于电网各个系统之间的互联复杂性，调度员需要监视设置之间的连接方式与设备之间的相互影响。电力系统运行状态的科学计算机可视化技术为调度员监视与管理系统运行提供了一种操作简捷与高效的实际运用方案。
现阶段，电力系统的可视化技术已然广泛的应用与电力系统之后，其主要包含电力系统的静态数据可视化、动态数据可视化和系统元件可视化三个方面。
二、电力系统运行状态可视化的分类
电力系统运行状态根据不同的标准依据，主要有以下几种分类方案：
（1）依据可视化图形显示方案分类
分为非公开位图显示方法和SVG图像显示方法。其中目前国内过采用最广泛的是非公开位图
显示方法，其存在的缺点是交互操作实现模式比较复杂，优点在于能够高效率的实现从二维到三维可视化的过渡。SVG采用的是基于XNIT技术描述的二维图形语言，其最大的优点在于能够处理矢量图形数据、图像和文本三种对数据对象，在可控化程度上也较高。其缺点在于尚不能够高效的处理三维图像数据。
（2）依据可视化定于域维数方案分类
依据此分类标准可以将电力系统可视化分为二维可视化和三维可视化。二维模式的可视化主要应用数据图表、标尺、移动箭头、等高线和点密度等实现方式。三维可视化利用柱状图方式系统运行状态数据进行标识，结合幕墙和数据关联线等三维图像显示方法对系统信息进行分析处理。
三、可视化技术在电力系统运行计算中的应用分析
1、电压稳定应用
可视化技术在电压稳定系统监视中的实际运用中除了要检测当前运行点的电压安全系数以外，还必须要同时检测与运行点相关联的周围电压信息的安全性，即是需要研究参数空间中
的可行域。
（1）三维稳定域。通过在潮流极限空间中，各线路的潮流稳定极限值构成电压稳定域各个方向坐标，稳定运行空间的大小由空间中的稳定域边界进行限定。通过静态图像显示方式可以直观的观察各个潮流增长方向上的稳定度。
（2）高维稳定域。电力系统在信息数据体现是实际上呈现的是一个大型的多维度和非线性的空间系统。可以通过局部数据相似分析法和割集空间法进行维度局部数据分析，最后通过三维空间图像显示方式进行分析。
2、功角稳定应用
类似的电压稳定域，暂态功角稳定性的实用动态安全域（PDSR）的边界是根据注入功率空间周围的每个节点一个超平面，下部垂直平面的轴和描述暂态稳定性临界点。对非线性动力系统理论的基础上，与稳定域边界应该是所有不稳定平衡点的稳定流构成。
四、基于WEB的电网可视化技术应用
基于Web的电网运行状态可视化系统分为三个主要模块，底图处理、电网数据处理和智能电网监视。底图处理模块就是在服务器端将图形编辑器生成的站内图或地理阁底图进行解析，获取底图中的阁元位置和属性等信息，并将这些信息交由电网数据处理模块。电网数据处理模块两报据底图中图元的ID，向EMS总线/服务器请求图元所描述的实吋电网数据，获取数据后再进行数掘的格式化处理，然后传递到浏览器端，由智能电网监视模块调用开发的图元评，无需插件就能在浏览器上创建实时的电网信息场景，方便调度人员进行电网状态监控。
五、可视化技术在EMS 系统中的应用
市场化、地区能源结构不平衡和新技术的不断涌现，使电力系统愈加复杂，运行更趋于极限。原有EMS系统中的显示方式已不能满足需要，彩与3D技术的应用及“域”的引入对EMS系统显示技术的发展将起较大的推动作用。
1、静态安全分析结果显示
现在常用的电力系统静态可分析方法是N-1检测原则。通过对线路的排除断开，分析电网系统的运行状态良好与否。传统的N-1数据显示方法采用数据表格形式，其无法满足现在电力
系统的高信息分析量要求，当超出安全参数的信息量大量出现时，分析故障元件与导致故障产生的内在联系显得十分困难。科学计算可视化的N-1检测方法通过一次接线图显示数据分析结果。可视化N-1检测方式总体上分为故障整体统计信息和对应故障的元件对象信息两类。对可视化的静态安全分析方法可以采用概览层次和详细两个层次进行数据信息展示。
2、动态安全分析结果显示
动态安全分析一般采用动态安全域（DSR）法，改方法的实现方式为通过对事故注入功率空间进行数据预处理，可以保障域中每一任意点的暂态稳定性。其中的大量数据计算与分析可以通过离线方式实现，在线数据分析主要实现针对特定的运行状态信息的数据比对，以出其中空间域中的相对位置，根据此位置信息确定在保障系统在安全稳定运行状态下的设置运行各个参数的最优化配置。动态安全结果分析对电力系统运行的故障校正、事故紧急处理和恢复控制提供了十分重要的决策性数据依据，可以有效地保障电力系统运行的安全性与稳定性。
参考文献
[1]邱家驹，钱源平，刘艳.基于地理信息系统的电力系统静态安全分析可视化方法[J].中国电机工程学报，1999（05）
[2]E. Handschin，C. Leder.Innovative visualization of the power system state for predictive process control[J].Electrical Engineering.2001 （数据可视化什么意思5-6）

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。