电力系统可视化仿真软件PowerWorld的应用

电力系统可视化仿真软件PowerWorld的应用
作者：廖青华， 赵斌
作者单位：河南机电高等专科学校电气工程系,河南,新乡,453002
刊名：
河南机电高等专科学校学报
英文刊名：JOURNAL OF HENAN MECHANICAL AND EECTRICAL ENGINEERING COLLEGE
年，卷(期)：2008，16(6)
被引用次数：0次
1.韩祯祥.张琦电力系统仿真可视化软件包PowerWodd 1997(06)
2.汪玉风.康微微.李斌基于Power Word的60kV供电系统潮流分析[期刊论文]-辽宁工程技术大学学报 2006(06)
3.PowerWodd Corporation PowerWorld Simulator 8.0 User's Guide 2004
1.学位论文赵贺电力系统可视化相关问题及其在发电厂中应用的研究2009
可视化技术是电力系统人机界面中极为重要的一项研究内容。

发展至今，可视化技术已在电力系统众多领域得以应用。

可视化技术将电力系统调度员感兴趣的各类数据转换为更易于理解的图形或图像显示出来，很大程度减轻了调度员监控工作的负担，对保障系统的良好运行做出了积极的贡献。

随着电力系统的互联以及系统规模的不断扩大，需要监控的信息越来越多，可视化技术的作用日益显著。

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目前可视化的研究集中于新型显示方式的引入，或对已应用的可视化显示方式进行改进。

而可视化技术一些相关问题的研究则相对匮乏，如可视化视图的协作等。

然而此类问题对可视化技术的使用效果有着一定的影响作用，有必要对其进行研究。

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与电网端运行状态可视化技术的应用广度相比较，专门针对发电厂DCS人机界面的可视化技术研究进展极其缓慢。

随着自动化水平的发展，现有DCS人机界面已无法很好地满足现场运行人员的工作需求，因此，有必要对发电厂DCS的可视化加以研究。

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论文工作分为基础理论研究和应用理论研究两部分，具体如下：<br>
在基础理论研究中，通过对DCS人机界面进行深入的剖析，根据运行人员的工作特点对DCS人机界面做出了具体的需求分析，得到了DCS人机界面设计时应遵循的基本原则。

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针对目前电力系统可视化研究中的一些相关课题--可视化视图输入、可视化视图的布局和可视化视图的协作三个问题进行了剖析，提出了相关的设计要点。

其中重点对可视化视图协作进行了剖析，进而引出文章后续工作。

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在上述研究基础上，提出了耦合多屏显示这一全新的概念。

其要点是，强调屏幕画面之间的耦合关联，子屏幕画面随着主屏幕的命令操作和事件发生而动态更新，从而以多屏的视野来实现对同一项任务的监控操作，有效地分流了数据信息。

从理论上分析了耦合多屏显示实现的技术要点，并对该技术在电力系统中的应用前景进行了描述。

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在耦合多屏显示的基础上，进一步将其发展为关联多屏显示技术。

关联多屏显示以电力系统对象类和信息类为基础建立不同的关联关系，如对象相关、信息相关、继承相关和完全相关等，将多个屏幕的显示内容进行有效地、系统的关联。

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在应用理论研究中，提出了DCS气泡窗口可视化的概念。

依据DCS系统中的显示需求将内容分为数据点、具体设备、报警点三类对象。

模拟应用表明，气泡窗口显示方式快捷灵活，可在有限的显示空间内传递更多的数据信息，降低了窗口操作的复杂度，有效地改善了DCS系统的人机界面。

以气泡窗口为基础，提出了分布式规程的概念，并予以实现。

与传统的集中式规程相比，分布式规程能有效提高运行人员的操作效率和学习效率。

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在理论研究部分的基础之上，将关联多屏显示应用于发电厂运行状态显示，对其具体实现进行了分析和研究。

并进一步引入上述DCS气泡窗口可视化技术，发展了适用于发电厂的关联多屏显示方式。

该研究是关联多屏显示概念的具体化和研究的深入化，为发电厂运行监控工作做出了有益的探索。

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综上，该文对电力系统可视化相关问题及在发电厂中的应用进行了深入研究。

基础理论研究部分丰富了电力系统可视化的研究内容，可为电力系统可视化的进一步发展和完善提供理论依据；应用理论研究可为发电厂DCS可视化技术的扩展提供技术支持，相关研究成果的实用化有助于提高发电厂的监控水平。

2.会议论文王成山.许晓菲.魏炜一种实用的电力系统静态电压稳定域可视化方法2003
利用域的方法学来研究电力系统电压稳定性问题,可通过域的可视化图形提供更为丰富和直观的系统电压稳定性信息,帮助系统运行人员方便快捷地监控系统的电压稳定性.本文提出一种实用的电力系统静态电压稳定域可视化方法,可以快速地近似求解出运行人员所关心的静态电压稳定域边界局部,解决了电压稳定域边界的计算问题.另外,由于本文将电压稳定域定义在割集功率空间上,而系统割集往往只包含少数若干条线路,因此本文方法实现了电压稳定域的降维,特别适合于静态电压稳定域的可视化表达.通过IEEE 118节点系统的算例证明,本文方法能在割集功率空间上以较小误差快速地近似表达出电压稳定域边界的较大局部.该法对于实现电压稳定域的在线计算及可视化具有一定的实用价值.
3.学位论文朱丽娟基于SVG的电力系统负荷可视化2006
现代跨区域大规模电力系统的互联以及电力市场的引入，使得电力系统的规模越来越庞大，电力系统的运行操作人员不得不时刻面对和处理来自系统中的庞大海量数据。

良好的电网可视化技术可以在计算机生成的图像中显示大量的信息，辅助系统人员更有效地处理和分析纷繁的电网数据，给系统运行人员提供更加直观的操作平台。

电网的发展首先要满足负荷的需要，平均负荷密度大的地区，电网必然密集电网联系相应就比较坚强，电网发展(包括联网)所受的制约因素就少。

直观的电力系统负荷可视化有助于更加清晰的了解大范围区域内电力系统的相关状态和信息；有助于电网发展预测。

传统的电力系统应用软件或者仿真软件也可以做到对电力系统可视化图形的显示和支持，但是这些系统采用各自不同的实现技术和方法，不同系统之间的图形和数据共享困难，并且对于不同的操作平台系统的移植和兼容性较差。

随着网络技术的深入发展，可缩放矢量图形(SVG)为电力系统运行可视化图形数据的网络发布提供了一种开放性的解决方案，使电网图形数据成为了一种可扩展可移植的图形资源。

本文对SVG在电力系统负荷可视化中的应用做了一些探索性的工作：主要是针对线路负荷率和大范围地理区域的负荷可视化的显示，以及它们的SVG实时显示。

SVG技术在电网数据可视化中的应用是可行且有效的，基于SVG的电力系统可视化应用将会进一步得到扩展。

4.期刊论文刘洪波.穆钢.安军.施翔.陈立志.孙黎.LIU Hong-bo.MU Gang.AN Jun.SHI Xiang.CHEN Li-zhi.SUN Li 基于PSASP的电力系统机辅分析软件的开发及其可视化实现-中国电力2006,39(3)
可视化技术可以将电力系统运行状态的大量信息以直观、简捷的方式显示给系统运行人员.电力系统综合分析程序(PSASP)以强大的计算仿真功能被广大研究人员所采用.以PSASP的计算功能为内核,开发了包含建模可视化、输出分析可视化的电力系统机辅分析软件(CAA).本软件的仿真计算结果更符合分析人员的思维习惯,实现了基于轨迹分析法的暂态稳定可视化评估;同时具备元件模型参数自动循环调整的功能,可利用差分形式研究参数的轨迹灵敏度;可视化表现方式不仅具有三维显示,同时还可与MATLAB相链接实现多样化的表现方式.算例验证了各项功能的正确性和有效性,为电力系统的运行分析及
根据实测轨迹调整参数提供有力的工具.
5.学位论文李亦宁电力系统暂态稳定评估结果的可视化研究2008
可视化技术在电力系统中主要用于运行状态显示。

电力系统暂态稳定评估中的可视化研究甚少。

对电力系统暂态稳定评估结果实施降维可视化，可以为系统提供实时安全运行状态显示，有助于控制中心调度员更好地进行系统调度。

自组织映射SOM(Self-Organizing Map)具有拓扑关系保持的优良性能，可应用于降维可视化。

本文研究了目前主流的降维可视化算法，针对电力系统暂态稳定数据的特点，提出以位置可调自组织映射DPSOM(Distance-Preserving Self-Organizing Map)算法和特征选取为基础的电力系统暂态稳定评估结果可视化方法，并采用IEEE16机和50机仿真测试系统数据对其进行验证，得到了满意的可视化结果。

论文阐述了电力系统暂态稳定性的概念、电力系统暂态稳定评估的主要方法以及可视化技术在电力系统中的应用现状。

分析了目前主流降维可视化算法的特点，介绍了IEEE16机和50机仿真测试系统以及各自样本数据的组织过程。

采用SOM算法对IEEE16机系统暂态稳定数据进行可视化，利用MATLAB的神经网络工具箱构建SOM网络，分别以初始特征数据和特征选取后的数据进行试验，通过比较证明特征选取对于可视化有重要意义。

然后对基于SOM的可视化结果进行分析，发现SOM算法中的缺陷对结果产生了不良影响，针对存在的问题，采用改进的算法-DPSOM算法对特征提取后的数据进行试验。

编写JAVA程序实现DPSOM算法，并对特征提取后的数据进行可视化，得到了满意的结果。

用测试样本数据对上述结果进行测试，可视化效果良好，也验证了分类的正确性。

在此基础上，论文还对IEEE50机系统数据进行了可视化。

本文提出基于DPSOM和特征提取的电力系统暂态稳定评估可视化方法，可将暂态稳定评估分类数据可视化为图形结果，为实时暂态稳定评估提供支持。

6.会议论文李卫东.刘娆.吕阳电力系统运行状态可视化研究综述2003
市场化、地区能源结构不平衡和新技术的不断涌现,使得电力系统愈加复杂,数据激增,运行更趋于极限.原有EMS中的数据显示方式已不能满足实际要求.如何利用现有的系统分析技术、数值分析理论、计算机数据处理和显示技术的构成新的运行状态可视化平台,已成为亟待解决的问题.通过对电力系统运行状态可视化研究的综述,说明尽管该研究已进行了十余年,但进展缓慢,不管在可视化技术的合理与综合运用,还是在基本数据显示、相关方向应用等方面还有待于进一步深入.认为应加强数据综合与显示以及颜色与3D显示的应用研究,积极探索计算机新技术的应用和新的专业化软件的开发思路.
7.学位论文牛犇电力系统静态电压稳定域的可视化2004
近年来，世界上许多国家的电力系统相继发生了电压失稳和电压崩溃事故,包括最近发生的美加大停电,造成了巨大的经济损失和社会影响。

电压稳定问题越来越受到人们的重视,寻求完善的电压稳定监控手段成为目前研究的热点之一。

本文中所谓的割集功率空间是指以系统割集线路上的有功功率为坐标所组成的空间,割集功率空间上静态电压稳定域(StaticVoltageStabilityRegioninCut-setSpace,简称CVSR)是指在割集功率空间上能够保持系统静态电压稳定并且满足线路容许电流、母线电压和注入功率上下限等约束条件的运行区域。

已有研究表明割集功率空间上静态电压稳定域的边界可在较大范围内以超平面的形式近似拟合，在三维空间中体现为一空间平面，这样的结论降低了其可视化算法上实现的难度，对于开发一种电压稳定可视化监控系统有着非凡的意义。

可视化在国内外电力领域中的应用研究尚处于起步阶段.从内容上看反映电力系统运行状态的可视化研究居多,而缺乏针对安全稳定等问题的工程应用研究。

本文以割集功率空间上静态电压稳定域的理论成果为基础,采用OpenGL三维可视技术,着重研究了割集功率空间上静态电压稳定域的可视化及其作为一种电压稳定监控手段的工程应用问题,主要工作如下：
1，本人在Windows操作系统下，VisualC++的环境中进行软件开发，将OpenGL嵌入到C语言当中，自行研究绘图算法，着眼于实现一种真实的三维可视化效果，描绘既定断面的三维超平面和二维投影图。

2，以Motif作为工具成功的将可视化程序移植到Unix系统上，研发出了具有良好通用性的电力系统CVSR可视化模块。

它可以给出系统各个断面的电压稳定严重程度排序结果,提供CVSR的一维、二维和三维生动直观的图形显示，以便从不同方向观察系统的电压稳定裕度，监视系统的电压稳定水平，方便调度人员在紧急情况下采取正确和必要的措施。

该可视化模块现已成功应用于河南省电力调度与通信中心，这在国内外范围内尚属首次。

3，完成了电压稳定监控程序与河南省调EMS系统实时数据接口部分的软件开发工作，为潮流和稳定分析计算提供重要的基本数据文件。

8.期刊论文王成山.许晓菲.余贻鑫.魏炜.Stephen T.Lee.ZHANG Pei电力系统电压稳定域的局部可视化描述及其
应用-中国电机工程学报2004,24(3)
该文推导出电力系统静态电压稳定域边界的切平面表达式,可在发电机注入空间中对电压稳定域边界的局部进行二维或三维图形可视化.运行人员任意选定2台或3台参与有功调度的发电机,即可在所选发电机注入空间中迅速得到静态电压稳定域边界的近似局部.在可视化过程中,为了对发电机注入空间降维,文中还提出了一种寻找对系统电压稳定域边界影响较大的敏感发电机节点的方法.由于利用文中方法只需通过一次连续性潮流计算即可获得稳定域边界上的切平面,使得稳定域的在线计算及可视化成为可能.
9.学位论文徐蔚基于PSS/E的电力系统可视化软件的研究与实现2008
随着计算机技术和电力工业的不断发展，科学计算可视化已经成为服务于电力系统的各种软件中不可分割的一部分。

电力系统的图形化表示有利于人脑对复杂模型的理解，提高电力系统分析的智能化和准确性。

潮流图是电力系统分析、计算工作中不可缺少的图形工具，研究潮流图自动生成方法
，可以节约劳动，提高图形工具的标准化程度，具有现实意义。

作为世界电力工业中应用最广泛的电力系统分析软件之一，PSS/E/Power System Simulator for Engineering）的潮流图绘制功能尚不完善。

本文根据电力系统地理接线潮流图的特点，提出了一种基于电力系统仿真软件PSS/E潮流数据文件的潮流图绘制系统的设计思路。

采用面向对象的方法和可视化编程技术，将各电力系统装置封装为元件类，并建立起设备-图元一类之间的相互关系。

利用电网综合数据库对电网拓扑结构和潮流信息进行管理，通过数据库将各功能模块连接成一个有机的整体，从而减少电力系统可视化软件的开发周期和工作量。

该系统可根据用户选择自动生成矢量格式的潮流图，解决PSS/E程序本身潮流图输出不理想的问题。

本文通过理论研究和实践尝试，实现了一套充分利用面向对象技术的继承、多态、封装等优良特性可编辑的自动生成与手工编辑相结合的电力系统潮流图绘制系统。

该系统具有完善的绘图功能和良好的人机界面；操作简单灵活，使用方便，并且与数据库紧密相连；参数录入容易，能自动读取
PSS/E数据文件中的数据，节省了大量数据处理的工作量。

尤其可解决PSS/E潮流图输出效果不理想的问题，为工程报告的编写和潮流图的存储提供极大的方便，具有良好的工程应用价值。

10.期刊论文邱家驹.钱源平.刘艳.Qiu Jiaju.Qian Yuanping.Liu Yan基于地理信息系统的电力系统静态安全分
析可视化方法-中国电机工程学报1999,""(5)
可视化是近年来发展起来的一种计算机实用技术.由于其对大规模数据处理和体现的高效性和直观性,故在多种领域得到广泛应用,而在电力系统中的应用尚处于研究阶段.文章将电力系统与实际的地理图形和信息相结合,提供了一种直观的和更接近于实际的静态安全分析表现形式.该方法将传统的电力系统静态安全分析方法应用于ArcViewGIS(地理信息系统)平台上,利用其图形分层,自动图表生成,大规模数据处理等功能,使安全分析的大量数据变成地理地图背景上的醒目的可视化图形和图表,强化了静态安全分析的效果.
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下载时间：2010年12月14日。