智能电网调度的自动化和可视化 李剑

智能电网调度的自动化和可视化李剑

摘要：随计算机技术发展产生的可视化技术已逐渐融入包括电力在内的建筑、

生物合成、医学、地球科学等各领域。对于电力系统自身而言，可视化技术正从

最初的电网单线图的数据原始表示向三维图形化演进，并诞生了更多新型的可视

化表达方式，对于实时监控和展示电网生产管理状况，提高供电可靠性极具价值。

关键词：智能电网；调度；自动化；可视化

随着现代社会的快速发展，系统的数据量传输装置正在逐渐地提升，而在这

样的大环境下，其管理体系的变化也更为明显，其实际的使用，就包括了如下几

个特征，其一，随着社会经济的迅速发展，电力市场的引入在很大程度上，需要

对电网监控系统的集体采集管理，从而保证信息的执行安全性；其二，电网建设

的滞后性，对现有的电力管理渠道产生了较大影响，这一问题，还需要从多个角

度来进行调整控制，以便于后续的发展实现；其三，对于电网规模的调控，并增

强对管理系统的安全使用，实现管理系统的不同细节在使用表达领域内的局限性

表达管理，在每个独立的数据单位上，也可完善对地域性分布规律上的表达；其四，在区域的变化区域管理上，结合地方的变化倾向进行调节，能更好的保证其

在不断变化的现代化生产效率上，满足社会生产需求。为完成对可视化技术在电

力调度的现代自动化系统安全应用分析，对电力自动化系统的体系使用进行了如

下简要分析。

一、可视化自动技术的应用和特点

可视化自动技术是把某些比较复杂繁琐的文字和数据进行转换，成为直观的

图形或者图像，以便能让人们形象地理解数据的过程，它是对数据或者文字的补

充表达和提升。

可视化自动技术主要包括 3 方面应用：第一类，科学数据的可视化，其目的

主要在于快速的获取海量数据之中的整体特征以及蕴含模式，这也是“可视化”技

术最为接受的含义，其具体的应用包含有全网潮流走向以及电压分布等方面；其

次为应用系统中人机界面上的可视化技术，它的目的主要在于能够实现更有效的

人机交互接口，以实现应用系统操作的方便快捷，具体的应用目前包括拟写电气

操作票方面的点图成票等等；第三类即信息检索的可视化，它的目的是利用图形

来集成大量信息索引，具体的应用包含了设备信息、保护定值、稳定限额的可视

化等方面。

可视化的特点：（1）一体化设计，系统的可视化功能采用绘图工具和数据库等算法，在已有的系统潮流图上增加动态潮流功能；对母线、线路和发电机等设

备进行抽象，从而提取数据实现等高线和棒图的展示。（2）实时性和可靠性，

可视化展示的数据和普通图形的数据读取方式一致、使用的后台数据库一致、通

信的借口一样，而且刷新周期可以单独定义。这样既保证了数据的实时性，又提

高了可靠性。（3）灵活性，可视化的同一个数据可以用不同方式展现，充分满

足了用户的需求，并且这项功能可以和其他功能同时存在，也可以单独使用。（4）免维护，可视化功能和其他监视功能使用的是同一套图形和工具，可以直

接显示，这样免去了单独维护的费用。（5）支持历史反演，由于采用了一体化

的设计，可视化数据是从现有数据库中取得的，所以可以对历史数据的反演进行

可视化展示。

二、可视化自动技术在智能电网调度领域的应用功效

利用可视化自动技术以实现对于电力调度运行的决策支持以及全面监控，从

而起到形成统一电力调度运行过程中的监控、电力调度的分析决策以及辅助服务

等全流程的可视化应用的功能。

（一）电力调度中地理接线图对于可视化技术的应用

电力调度中的地理接线图是将地理信息系统和电力系统相结合，通过地理图

真实反映出电力调度过程中的运行状况，含有线路走向和厂站位置等。电力调度

中的地理接线图作为可视化应用技术的基础，其很多应用都是以电力调度系统地

理接线图作为底版然后再进行分层信息的展示。

（二）设备管理的可视化

设备管理的可视化主要用于设备管理、资产管理、环境管理、防范防灾管理

等各个部分的报告显示及设备的监视图形显示等。

（1）设备检修管理可视化。有助于检修人员了解某一时间段内需要检修的设备和线路，方便其安排检修计划。

（2）设备故障管理。当系统中有设备发生故障时，设备可视化系统能够及时地在地理接线图中显示出故障所在的厂站，以便联系相关人员进行处理。

（3）设备状态可视化。智能电子设备使采集数据爆炸式增长。通过计算得出了变压器的实时模型，从而实现了温度和动态符合的可视化。如变压器的热点温度、变压器寿命和在线负荷极限等。这些信息都可以通过可视化的方式表现出来。

（三）预想事故分析可视化

可以用矩阵来表示，预想的事故分析结果如下表所示。

实际上表可拆分为两个事故矩阵。左边部分为母线电压越线矩阵，右边部分为支路电流

越线矩阵。左边部分矩阵用于存储电压，右边部分矩阵存储传输元件电流。预想事故分析结

果的可视化表现出以下3个方面的信息：第一，通过显示系统越限个数给出每一预想事故引

起的电流和电压越限情况；第二，显示越限的具体参数和元件的位置；第三，显示某一单预

想事故所引起的越限值和位置。

（四）调度操作方面的可视化应用

调度操作主要包括电气相关的操作及非电气相关的操作。在电气相关的操作中，主要的

需求有：操作票的编写、发布和电气操作执行。而在非电气相关的操作中，其主要的需求有：机炉的启停、电能计划的修改、电能交易的输入和执行等。可视化技术的应用是为调度操作

所提供的可视化应用界面，主要包括点图成票等等，并且可以提供稳定、现场设备、通信、

继保、调度操作规定及注意点等的可视化展示。

三、可视化自动技术在电力调度过程中可能存在的问题

可视化自动技术在电力调度运行过程中不可避免地会存在一些问题，本文将从以下四个

方面作以简要论述：首先，在数据基础方面，可视化技术只是一种数据的展示、图形化的操

作或信息检索方面的技术。虽然对于此技术的应用，国内外已有大量文献与软件系统可以作

为参考，但这些应用还需要具备其必要的数据基础。电力调度中可视化应用技术的开展，对

数据本身提出了较高的要求。数据范围的要求大幅增加，除系统频率、潮流、电压等电力调

度运行的实时数据之外，仍需稳定限额、运行操作提示、各种设备参数、保护定值等方面的

信息数据。另外，对于这些数据组织的要求也在大幅增加，例如对各类数据的完备性、一致性、时效性等的保持；其次，在可视化的界面组织方面，调度可视化的数据种类很多，为了

尽量方便快捷地进行信息检索，可以建议尽量将信息集成在电气接线的界面，大屏接线可以

运用地理接线图或者准地理接线图等，或者同一接线图的信息可以进行分层控制；第三，从

可视化固有缺陷角度出发，可视化技术主要得益于人类对图形与图像数据的高效性处理，它

可以帮助调度员极大的提高对电力运行整体情况的把握能力，也有助于调度员更迅速、更精

确地作出分析与判断。这些都是可视化应用技术的优势，但长期的使用可视化技术也会不可

避免地产生对细节关注趋于弱化的倾向。所以，在可视化的设计上必须保持整体与局部的关

注度平衡；最后，在可视化应用的灵活性方面来看，随着外围环境发生变化，调度业务也可