基于電網(wǎng)數(shù)據(jù)展示的可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)研究

引言

隨著電力市場改革不斷深入,電力系統(tǒng)中的海量數(shù)據(jù)也隨之產(chǎn)生,如何在競爭日益激烈的市場環(huán)境下完成基于電網(wǎng)大數(shù)據(jù)的總體架構(gòu)和層次間的交互設(shè)計(jì),建立數(shù)據(jù)可視化子系統(tǒng),有效分析和管理電力系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)成為了亟待解決的問題。運(yùn)用可視化技術(shù)解決電力數(shù)據(jù)展示問題,能夠提高相關(guān)人員對(duì)電力系統(tǒng)問題的反應(yīng)能力,通過了解數(shù)據(jù)意義,最終提高電網(wǎng)企業(yè)的市場競爭力。

電網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化展示是指將電網(wǎng)運(yùn)行中的基本數(shù)據(jù),如電網(wǎng)建設(shè)、設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)行全方位的圖形展示。電力系統(tǒng)可視化技術(shù)通過對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,提取關(guān)鍵信息并采用豐富的圖形展示方式,為電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控提供核心的技術(shù)支撐。

1電網(wǎng)可視化數(shù)據(jù)分類

綜合市場戰(zhàn)略和市場競爭力情況,根據(jù)行業(yè)市場競爭維度及構(gòu)成要素,結(jié)合電力市場特性,以電網(wǎng)企業(yè)真實(shí)數(shù)據(jù)為核心,展示分析售電市場不同發(fā)展階段存量電力用戶（年用電量、電壓等級(jí)、用戶性質(zhì)等）和增量電力用戶的流失風(fēng)險(xiǎn),各售電主體在產(chǎn)品（電量及增值服務(wù)）、價(jià)格、質(zhì)量（如供電可靠性）、服務(wù)（如縮短報(bào)裝時(shí)限）、技術(shù)（如智能電網(wǎng)、智能營銷系統(tǒng)）、資本（如人員配置、資產(chǎn)總額、營業(yè)收入）、規(guī)則（國家、湖北省、國家電網(wǎng)等出臺(tái)的相關(guān)政策）等層面進(jìn)行市場競爭的整體態(tài)勢(shì)及趨勢(shì)分析,以可視化的界面設(shè)計(jì)為導(dǎo)向輔助決策,使電網(wǎng)公司獲得可持續(xù)發(fā)展的競爭優(yōu)勢(shì)。

近年來,隨著國內(nèi)外對(duì)可視化研究的不斷重視,電網(wǎng)系統(tǒng)中可視化技術(shù)的應(yīng)用也愈發(fā)廣泛,在電網(wǎng)系統(tǒng)日常運(yùn)行過程中,涉及包括500kV電網(wǎng)信息、220kV電網(wǎng)信息、有功量測、電壓量測、斷面信息、站內(nèi)信息等數(shù)據(jù)的不同層展示。基于電網(wǎng)企業(yè)視角的市場競爭力可從售電主體競爭力和外部環(huán)境兩方面對(duì)指標(biāo)進(jìn)行展示,具體指標(biāo)如表1所示。

電網(wǎng)可視化數(shù)據(jù)展示主要以各主配電系統(tǒng)數(shù)據(jù)和電能質(zhì)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),包括但不限于智能電網(wǎng)運(yùn)行概況、設(shè)備負(fù)載情況、故障分布信息等。

2可視化技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

電網(wǎng)可視化系統(tǒng)通過對(duì)主配電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)信息采集和監(jiān)視,在有限的屏幕區(qū)域提供多種展示。

2.1系統(tǒng)整體框架

2.1.1技術(shù)路線

技術(shù)路線的實(shí)現(xiàn)如表2所示。

2.1.2系統(tǒng)架構(gòu)概覽

電網(wǎng)可視化系統(tǒng)架構(gòu)概覽如圖1所示。

2.2數(shù)據(jù)接入

在電力系統(tǒng)中,采用基于J2EE技術(shù)構(gòu)架的多層架構(gòu)模式設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)口接入,層間交互方式采用嚴(yán)格依賴的交互方式,以確保系統(tǒng)的并發(fā)處理能力。技術(shù)架構(gòu)包括信息層、處理層、表現(xiàn)層、終端層,整體技術(shù)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2.1接口實(shí)現(xiàn)方式

在接口實(shí)現(xiàn)方式上可以選用較為普通的webservice方式,利用webservice標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架來封裝對(duì)外接口服務(wù)的數(shù)據(jù)對(duì)象,實(shí)現(xiàn)與外部系統(tǒng)的應(yīng)用集成及數(shù)據(jù)交互?？蛻舴?wù)質(zhì)效提升應(yīng)用接口交互采用webservice的形式實(shí)現(xiàn)。

2.2.2接口工作方案

(1）明確要抽取數(shù)據(jù)的范圍,分析數(shù)據(jù)來源,需要其他廠商配合提供指標(biāo)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相關(guān)信息:

(2）對(duì)需要抽取的數(shù)據(jù)從格式、數(shù)據(jù)規(guī)范等方面進(jìn)行分析,制定數(shù)據(jù)需求單:

(3）確定不同業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的接口實(shí)現(xiàn)方式,統(tǒng)一接口規(guī)范,需要數(shù)據(jù)中心管理單位或其他系統(tǒng)廠商配合:

(4）開發(fā)數(shù)據(jù)接口,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取和接口的管理功能,在接口傳輸數(shù)據(jù)時(shí)記錄操作日志:

(5）接口聯(lián)調(diào)測試,保證數(shù)據(jù)完整、合規(guī),需要其他廠商配合聯(lián)調(diào)測試。

最后將展示系統(tǒng)部署到相應(yīng)資源池中,通過接口獲取業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)大屏展示功能。

系統(tǒng)物理實(shí)現(xiàn)框架如圖3所示。

3可視化場景展示

3.1可視化工具

可視化技術(shù)的興起順應(yīng)了當(dāng)今大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展要求,數(shù)據(jù)可視化為數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘提供了很好的輔助作用,是數(shù)據(jù)價(jià)值挖掘的前提和線索隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展與壯大,將復(fù)雜的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化為用戶可直觀感受的視覺圖像成為必然的趨勢(shì),選用不同的工具會(huì)帶來不同的可視化視覺感受:

(1）Excel,作為基礎(chǔ)款繪圖工具,其功能強(qiáng)大,可生成多種類型圖像

(2）Ichartjs,具有跨平臺(tái)、快速構(gòu)建的特征,其2D、lD展現(xiàn)形式是目前社會(huì)上很多公司青睞的服務(wù)工具和技術(shù)支持工具。

(3）Fusioncharts,相比其他兩類更顯專業(yè)性,其創(chuàng)建的圖像具有充足的視覺沖擊力。

3.2可視化展示

3.2.1電網(wǎng)模型潮流圖

電網(wǎng)模型潮流圖作為一種電網(wǎng)模型的主要圖形表達(dá)方法,它既可以形象地展現(xiàn)電網(wǎng)主體框架,又可以運(yùn)用如遙信、遙測等各類應(yīng)用計(jì)算結(jié)果突出特定的區(qū)域展示。

3.2.2基于地理背景的展示圖

地理背景圖是基于改進(jìn)的示意性地理背景,根據(jù)電網(wǎng)監(jiān)測的需要以可視化形式展示區(qū)域的電網(wǎng)態(tài)勢(shì),其最終目的是通過直觀的圖形界面展示,為營銷市場決策提供支撐。

4結(jié)語

本文根據(jù)電網(wǎng)各類數(shù)據(jù)的特點(diǎn),分析了數(shù)據(jù)的可視化展示方法,提出了一套較為成熟的可視化系統(tǒng)構(gòu)建方案。各類數(shù)據(jù)的圖形化表達(dá)是實(shí)現(xiàn)可視化展示的基礎(chǔ),是觀察電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的關(guān)鍵,結(jié)合實(shí)際,構(gòu)建合適的可視化系統(tǒng),可幫助相關(guān)人員進(jìn)行快速?zèng)Q策,成為數(shù)據(jù)趨勢(shì)分析的重要技術(shù)支撐手段。