基于SVG的可视化技术在继电保护定值在线校核系统中的应用

基于 SVG的可视化技术在继电保护定值
在线校核系统中的应用
摘要：本文首先总结SVG技术的特点，然后分析电力系统的图形建模，最后研究如何使用SVG实现继电保护定值在线校核的可视化。

希望通过研究帮助电力系统技术人员寻找到合适的可视化方法，确保对电力系统的安全控制。

关键词：SVG；可视化技术；继电保护定值；在线校核
引言：电力系统的继电保护定值校核工作中，会产生很多不同类型的数据，作为电网安全运行的关键控制工作，必须采用高效的数据表现方法。

因此，可以采取SVG可视化技术，解决数据阅读过于繁琐的问题，满足对电网安全控制的要求。

1 SVG技术特点
SVG技术由W3C组织提出的可扩展的矢量图形语言描述规范，具有和GIF、PNG等图形不能比拟的优势。

由于SVG技术符合XML标准，因此具有较高的重用性，有良好的跨平台支持；其次，由于SVG图形有无极缩放的特点，所以能够提供清晰的画质，并且也能获得良好的打印效果[1]。

而且SVG本身也具有动画、滤镜等高级渲染功能，只要经过简单的定义就能够实现动画等高级功能，可以降低开发人员的工作量。

在SVG文件进行复杂数据的处理时，由于文件的数据量非常小，因此文件可以比较好地在网络上传输。

最后，SVG文件也具有节点属性，可以利用JavaScript脚本进行不同节点的访问，改变节点的状态，也支持鼠标和键盘的事件输入，具有较好的图形交互效果。

图1 SVG图的组成
2电力系统图形建模
继电保护定值在线校核系统是实时校核电网定值性能的系统，可以给电网的
安全运行提供决策和指导意见，所以需要全面地将从系统中的数据展现出来，使
得系统的可视化和交互性就极为重要。

利用SVG技术中的图层控制、分层查看、
滤镜、动画等技术可以为电网数据的可视化提供支持，降低管理难度和避免复杂
的操作控制，保证校核结果展示的直观性，提升数据的阅读效率。

所以在电力系
统的图形建模当中，具有描述性功能的元素包括文字、图片和路径，应用的属性
中包括公有属性和私有属性。

3定值在线校核系统的图形获取和可视化
3.1图形获取
图形系统是用户交互和信息获取最为直接的途径，合理使用图形化的表达方式，能够满足很多方面的用户需求。

为了可以将电力系统中的信息准确地表示，
以及显示厂站内部元件和保护装置信息，在故障信息系统子站配置有某个厂站时，可以直接采用故障信息系统的SVG图形；如果故障信息系统配有配置该厂站，则
需要导出该厂站的内部图[2]。

无论是系统的一次接线图还是厂站内部元件图，都
需要根据图形交互需求定义交互事件，以及将交互事件和相应的图形关联，达到
系统交互操作的目的。

经过上述分析，在线校核系统的一次接线图无需经过EMS系统，而是和继电
保护定值在线校核系统更加接近的离线整定计算系统中获得XML图形文件。

之后
利用综合数据平台中的图形生成模块，使用XML文件生成SVG图形。

在继电保护
定值在线校核系统的单线图SVG文件中，内容包括背景层、厂站层、线路层、文
字名称层等元素来进行单线图的分层现实和控制。

此时的计算系统中，SVG图形
中的元素包括了整定计算系统数据模型厂站、设备名称、设备ID等静态信息，
也能根据ID关联的数据模型文件或者连接的数据库获得更多的信息。

厂站的内部图可以使用复用故障信息系统实现内部图的交互和可视，根据整
定计算机系和故障信息数据的匹配关系，即可导入故障信息系统厂站内部的保护
装置配置图。

配置图可以发挥展示作用，同时也能方便用户的操作，为厂站内部
数据的可视化提供可能。

在工作过程中，也需要充分利用EMS系统和整定计算机
系统与故障信息数据的匹配关系读取开关状态。

继电保护定值在线校核综合数据平台的EMS系统具有和计算机系统进行自动、人工匹配的功能，在EMS系统当中，所有的厂站设备都能够在整定计算机中，SVG图形会根据统一的资源ID和整定计算系统数据关联信息，之后根据整定计算
机系统和EMS系统数据的匹配关系确定设备所具有的投停等状态信息，然后程序
就能够根据状态设置SVG图形的参数，达到在线校核可视化的目的。

设计中，还需要考虑编码问题，如故障信息系统的SVG图形text节点内容
是中文，但是一些内容可能会因为字体属性的问题导致显示存在乱码，因此需要
动态完成字体属性的修改。

通过匹配EMS系统、故障信息系统和整定计算机系统，以及保证故障信息厂站内部图、整定计算机系统图形都采用统一的图形格式，有
利于实现一对象多图形的功能，从而给继电保护定值在线校核系统可视化创造条件。

3.2使用反射机制完成内部通信
当前主流浏览器都支持SVG格式图形的直接显示，对于继电保护定值在线校
核系统，可以使用.NET平台进行开发，图形系统在SVG Document控件展示，并
使用JavaScript的解析引擎实现数据刷新或者用户操作时实现.NET 和
JavaScript之间的函数通信，使用System.Reflection中的Assembly类函数进行元数据的加载。

利用.NET的反射机制最大的优势在于可以进行跨平台的类调用或者触发，最终得到程序的属性或者方法，实现.NET平台与JavaScript之间的双向通信[3]。

例如获取SVG文件内的厂站ID时，就可以使用JavaScript脚本中的GetStationId()函数，然后就可以将id赋值给.NET平台中的变量。

或者在一个定值的校核工作完成后，还可以通过自动调用函数InvokeMethod()将.NET平台定义的数组存储校核结果不满足定值的详细信息传递给JavaScript脚本，然后通过JavaScript脚本中的TwinkleLine函数，把不满足校核需求线路的id传递给JavaScript控制引擎，之后控制对应线路的闪烁，进行警报和提示。

同时，结合继电保护定值在线校核系统的具体功能，还需要对故障信息系统导出的SVG 图形进行动态节点的添加，以及修改节点的属性，并完成各种动态事件操作。

而利用反射机制的相互通信，可以在.NET中创建读取SVG文件类，保证系统可以对SVG图形进行完全的控制，并且可以构建简易化的代码。

3.3工程应用效果
在用户选中继电保护定值在线校核系统的一个校核过程时，SVG图形可以实现定值在线校核系统的结果，如果存在某些线路对一次设备的保护不足，那么该一次设备厂站侧的线路就会闪烁，在选中该一次设备时，需要字图形上显示该线路的整定配合关系，以及不满足校核要求的原因。

对于主保护不满足定值保护的装置，在一次系统图中需要该保护装置所属厂站闪烁，点击之后进入厂站，然后对应的保护装置闪烁。

如果选中厂站，就能够以列表的形式展现保护装置的所有定值、校核结果，还会给出校核原则等信息。

结束语：目前有很多省级电网继电保护定值在线校核系统中都使用了本文所采用的模式，通过使用SVG技术可以更加灵活地尽心数据的交换，而且由于数据都是XML格式，因此系统具有跨平台、扩展性强、易维护的特点。

使用该技术，可以将电力系统继电保护定值在线校核的结果可视化地显示出来，并且能解决不同系统的通信需求。

参考文献：
[1]周特军,邱建,王春艺,曾耿晖,朱林,石东源. 基于SVG的可视化技术在继电保护定值在线校核系统中的应用[J]. 电力系统保护与控制,2015,43(16):112-117.
[2]王鹏,李辉. 智能变电站继电保护可视化技术[J]. 电子技术与软件工程,2019(01):221.
[3]王国冬. 继电保护故障可视化技术研究[J]. 山东工业技
术,2016(12):197.。