论文部分内容阅读
摘要 随着电流系统规模的不断扩大，区域电流系统的整合要求越来越高，且系统运行的复杂程度也随之增加。可视化技术通过屏幕显示，对电网进行交互性管理，提高了系统的稳定性。本文主要论述可视化技术在电网运行过程中的必要性，以电网N-1静态安全应用的可视化方案为基础，全面分析方案中存在的问题，并提出具有针对性的对策。
关键词：电网;可视化方案;N-1静态安全
电网规模的不断扩大，使得系统处理的数据了不断增加，进而出现电网稳定性降低、电力资源分布不合理[1]，管理难度增加。可视化技术改变传统的管理方式，通过屏幕上的可视化信息，实现对电网的交互性管理[1]，不仅降低了电网的管理难度，而且提高了电网运行的稳定。
1.电网可视化技术
可视化技术利用计算机、图形处理和数值分析等方法，对电网内的相关数据信息进行分析，并在不同数据之间建立联系，分析数据对电网的影响。电网规模的不断扩大，使得节点的电压、角度、负荷和线路功率等数据增加，管理系统处于极限负荷的状态。可视化技术依据不同数据的特点[2]，绘制相应的可视化图形，减少对中间数据的描述，压缩处理数据的总量，压缩率约为45%。同时，可视化技术通过潮流分析、SCADA数据，对相应的信息进行分类，并提出相应的管理方案。
2.N-1静态安全分析
电网运行过程中，需要进行稳态分析、暂态分析、静态安全分析，一了解电网的运行情况和扰动性能，并发现故障出现的薄弱环节，使得调度人员全面了解电网的局部性能，以采取经济、合理的措施。静态安全分析以N-1原则为基础，对各个无故障断开线路、变压器进行檢查，判断相应原件是否超过负荷，或者电压过低。依据线路的负荷、电压和发电机功率，做出相应的警告。可视化技术可以将N-1的分析结果以表格形式呈现出来[3]，并显示元件名称、数值和限制百分比，以及其他相关信息。当列表中的故障、超限信息的数量增加时，系统可以在不同元件之间建立联系，帮助管理者理解系统存在的潜在问题。
3.N-1静态安全可视化的实现
N-1分析可以对电网系统的整体可视化进行分析，包括：概念分析和详细分析，分析结果以三维图像形式展现。
3.1概念信息
概念信息是故障的整体信息，主要为元件的属性、颜色、高度、透明度和半径等信息。为了方便识别，将颜色作为故障严重程度的识别标志，一般采用红色、蓝色。通过调整相应的颜色深度，实现RGB模式下的不同基色对比。故障较为严重的情况，采用深颜色表示，反之用浅颜色表示。同时，用红色表示负载越限，蓝色表示电压越限，两种颜色的组合表示双重越限。为了增强显示的效果，通过调整颜色透明度表示故障的严重程度[4]。总之，颜色、透明度和数值的组合，表示故障的综合信息。
3.2详细信息
详细信息是每个故障软件的详细内容，通过详细信息表保存在故障的圆柱体内。每一个越限元件的数据采用详细信息的方式展示，并在沿线路径上绘制平面图，数据百分比，以及其他相关信息。不同信息之间建立起必要联系，通过线条和颜色，表示元件的位置和故障情况。连线与元件的状态保持一致，并通过元件的顶部画出，与其他相关元件进行连接。
3.3N-1分析结果的可视化优化
上述可视化法虽然可以清楚展示相应的信息，但是仍然存在一定的问题，不能直接显示一次接线图，或者地理潮流图，以及线路负载率。管理者不同通过可视化显示，了解到电站之间的联系，难以实现对电闸的有效开关。因此，需要对上述不足进行改正。
首先，对概览信息进行改正。同一电站中多个元件出现断开情况，故障信息图中会出现多圆柱重叠现象。为了避免此现象，可以建立故障集合，得到每个电站的若干故障信息，并对上述故障情况进行详细分析，使得圆柱体均匀分布于元件周围，避免出现重叠现象[5]。同时，具体故障元件周围，以垂直文字的形式展示名称，这样不仅更加明确展示从属关系，而且可以将圆柱体有效连接，让显示结果更加清楚。
其次，详细信息显示。多个越限元件在同一站内，详细信息与概况信息容易重叠。为了将故障圆柱体与圆锥体统一考虑，需要对线路越限情况、站与站直接按的情况进行详细分析，构建合理的划线方案，并清晰地进行详细信息展示。
总之，N-1分析结果的可视化优化的目的，就是让信息展示更加清楚，信息标志的分布更加合理，帮助管理者更好地了解相应信息。
结论
随着电网规模的不断扩大，电脑需要进行更加合理的规划、调度和运行监控，传统的处理技术和方法，无法满足大量数据的处理需求。可视化技术通过不同数据之间的连线，颜色和形状[6]，了解不同元件之间的故障情况，更好的电网管理和控制。可视化技术简化了不同元件之间的关系描述，不仅提高了数据的处理效率，而且加强了地方元件的控制和管理。本文在前人的基础上，对可视化管理进行优化，主要为信息展示和图像分布两方面，可视化显示更加清晰和合理。通过本文的优化，姑娘家的可视化特征更加明显，关键信息点和关键内容表现得更加清楚，缩短图像的识别时间。
参考文献
[1] 刘娆，李卫东，吕阳.电力系统运行状态可视化技术综述[J].电力系统自动化，2017，28（8）：92-97.
[2] 王庆红.电力系统可视化技术及其在南方电网的应用[J].南方电网技术研究，2016，2（3）：40-44.
[3]Overbye T J.Visualizing the electric grid for power management and marketing[J].Electric Light & Power，2017，（10）：24-27.
[4]verbye T J.Power System Visualization[J].电力系统自动化，2005，29（16）：60-65.
[5] Overbye T J，Weber J D.Visualizing the electric grid[J].IEEE Spectrum，2001，38（2）：52-58.
[6] Overbye T J.Visualizing the electric grid for power management andmarketing[J].Electric Light & Power，2002，（10）：24-27.
关键词：电网;可视化方案;N-1静态安全
电网规模的不断扩大，使得系统处理的数据了不断增加，进而出现电网稳定性降低、电力资源分布不合理[1]，管理难度增加。可视化技术改变传统的管理方式，通过屏幕上的可视化信息，实现对电网的交互性管理[1]，不仅降低了电网的管理难度，而且提高了电网运行的稳定。
1.电网可视化技术
可视化技术利用计算机、图形处理和数值分析等方法，对电网内的相关数据信息进行分析，并在不同数据之间建立联系，分析数据对电网的影响。电网规模的不断扩大，使得节点的电压、角度、负荷和线路功率等数据增加，管理系统处于极限负荷的状态。可视化技术依据不同数据的特点[2]，绘制相应的可视化图形，减少对中间数据的描述，压缩处理数据的总量，压缩率约为45%。同时，可视化技术通过潮流分析、SCADA数据，对相应的信息进行分类，并提出相应的管理方案。
2.N-1静态安全分析
电网运行过程中，需要进行稳态分析、暂态分析、静态安全分析，一了解电网的运行情况和扰动性能，并发现故障出现的薄弱环节，使得调度人员全面了解电网的局部性能，以采取经济、合理的措施。静态安全分析以N-1原则为基础，对各个无故障断开线路、变压器进行檢查，判断相应原件是否超过负荷，或者电压过低。依据线路的负荷、电压和发电机功率，做出相应的警告。可视化技术可以将N-1的分析结果以表格形式呈现出来[3]，并显示元件名称、数值和限制百分比，以及其他相关信息。当列表中的故障、超限信息的数量增加时，系统可以在不同元件之间建立联系，帮助管理者理解系统存在的潜在问题。
3.N-1静态安全可视化的实现
N-1分析可以对电网系统的整体可视化进行分析，包括：概念分析和详细分析，分析结果以三维图像形式展现。
3.1概念信息
概念信息是故障的整体信息，主要为元件的属性、颜色、高度、透明度和半径等信息。为了方便识别，将颜色作为故障严重程度的识别标志，一般采用红色、蓝色。通过调整相应的颜色深度，实现RGB模式下的不同基色对比。故障较为严重的情况，采用深颜色表示，反之用浅颜色表示。同时，用红色表示负载越限，蓝色表示电压越限，两种颜色的组合表示双重越限。为了增强显示的效果，通过调整颜色透明度表示故障的严重程度[4]。总之，颜色、透明度和数值的组合，表示故障的综合信息。
3.2详细信息
详细信息是每个故障软件的详细内容，通过详细信息表保存在故障的圆柱体内。每一个越限元件的数据采用详细信息的方式展示，并在沿线路径上绘制平面图，数据百分比，以及其他相关信息。不同信息之间建立起必要联系，通过线条和颜色，表示元件的位置和故障情况。连线与元件的状态保持一致，并通过元件的顶部画出，与其他相关元件进行连接。
3.3N-1分析结果的可视化优化
上述可视化法虽然可以清楚展示相应的信息，但是仍然存在一定的问题，不能直接显示一次接线图，或者地理潮流图，以及线路负载率。管理者不同通过可视化显示，了解到电站之间的联系，难以实现对电闸的有效开关。因此，需要对上述不足进行改正。
首先，对概览信息进行改正。同一电站中多个元件出现断开情况，故障信息图中会出现多圆柱重叠现象。为了避免此现象，可以建立故障集合，得到每个电站的若干故障信息，并对上述故障情况进行详细分析，使得圆柱体均匀分布于元件周围，避免出现重叠现象[5]。同时，具体故障元件周围，以垂直文字的形式展示名称，这样不仅更加明确展示从属关系，而且可以将圆柱体有效连接，让显示结果更加清楚。
其次，详细信息显示。多个越限元件在同一站内，详细信息与概况信息容易重叠。为了将故障圆柱体与圆锥体统一考虑，需要对线路越限情况、站与站直接按的情况进行详细分析，构建合理的划线方案，并清晰地进行详细信息展示。
总之，N-1分析结果的可视化优化的目的，就是让信息展示更加清楚，信息标志的分布更加合理，帮助管理者更好地了解相应信息。
结论
随着电网规模的不断扩大，电脑需要进行更加合理的规划、调度和运行监控，传统的处理技术和方法，无法满足大量数据的处理需求。可视化技术通过不同数据之间的连线，颜色和形状[6]，了解不同元件之间的故障情况，更好的电网管理和控制。可视化技术简化了不同元件之间的关系描述，不仅提高了数据的处理效率，而且加强了地方元件的控制和管理。本文在前人的基础上，对可视化管理进行优化，主要为信息展示和图像分布两方面，可视化显示更加清晰和合理。通过本文的优化，姑娘家的可视化特征更加明显，关键信息点和关键内容表现得更加清楚，缩短图像的识别时间。
参考文献
[1] 刘娆，李卫东，吕阳.电力系统运行状态可视化技术综述[J].电力系统自动化，2017，28（8）：92-97.
[2] 王庆红.电力系统可视化技术及其在南方电网的应用[J].南方电网技术研究，2016，2（3）：40-44.
[3]Overbye T J.Visualizing the electric grid for power management and marketing[J].Electric Light & Power，2017，（10）：24-27.
[4]verbye T J.Power System Visualization[J].电力系统自动化，2005，29（16）：60-65.
[5] Overbye T J，Weber J D.Visualizing the electric grid[J].IEEE Spectrum，2001，38（2）：52-58.
[6] Overbye T J.Visualizing the electric grid for power management andmarketing[J].Electric Light & Power，2002，（10）：24-27.