电力系统运行状态可视化的研究综述.pdfVIP

能量管理系统及配网自动化 632． 电力系统运行状态可视化研究综述 李卫东 刘娆 吕阳 (大连理工大学电气工程与应用电子技术系，大连116024) 摘要；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。 关键词：电力系统，运行状态，可视化，综述 1．必要性 科学计算可视化[1．3】，又称为可视化技术，是上世纪80年代后期随着计算机技术发展而出现的一 门技术。其主要做法就是把各种繁杂的数据转换成直观的图形和图像，从而有利于人们正确理解数据或 过程的含义。它的主要目的是更加有效地处理和分析越来越多的科学和工程数据，以提供一个探索和研 ofDower state)是指利用可视化技术将系统运行状态以图形或图像方式予以显示，使系 systemoperating 统运行人员更方便、更明晰地了解当前系统的运行状态，以便其采取的运行控制措施更有效、更有针对 性。 可视化技术是一门综合技术，它融合了计算机技术中的图形学、图像处理、数据管理、网络技术和 人机界面等诸多分支。不仅如此，可视化研究还要和相关的应用科学领域相结合。所以，该研究不仅仅 是计算机领域的事情，它需要被应用领域和计算机领域的科学技术人员的密切配合，尤其是只有在深刻 理解被研究对象的基础上，才能充分利用计算机的计算和图形能力，迅速处理大量数据，以简捷、直观 的可视方式直筮地对被研究对象的特定方面予以描述，以利于深入洞察研究对象，捕捉各参量之间的内 在关系。 由于电力系统在国民经济中的重要地位，加之系统庞大，运行控制极其困难、繁杂，故每一项新的 计算机技术都在电力系统中立即进行应用性的探索，可视化技术也不例外。 随着电力系统的发展，新情况新问题不断涌现，这些都使得对电力系统运行状态可视化研究的要求 越来越迫切，具体体现在如下几点： · 临近运行极限：出于经济性考虑，现在电力系统一般都运行于稳定极限附近，尤其是在资金短 缺的我国，该现象更加明显。这就要求系统运行人员对出现的问题快速反应，否则后果难以想象： · 系统越来越大：随着各种技术的改进和新技术的出现，由于地区能源资源的不平衡，系统广泛 互联以追求运行的经济性。特别是电力系统商业化运营的引入，为追求经济性，大范围的功率输送 越来越多，这使得运行控制的范围越来越大，系统成员种类日趋繁杂，系统控制难度也越来越大； · 数据越来越多：随着EMS高级应用软件的不断完善和计算机计算速度的不断提升，各种分析 计算结果源源不断地产生；电力市场化后，大量经济类数据也涌现出来，如：节点电价、发电报价 以及电力市场中的各种交易数据等。 上述因素使得原有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构成新的运行状态可视化平台，吕成为迫切需要解决的问题。 本文对电力系统运行状态的可视化研究的发展过程和研究现状进行了综述，并对今后的发展方向进 行了分析，以期促进该研究的进一步发展。 2．研究发展过程 尽管电力系统运行状态可视化的实质性研究出现于上世纪90年代中期[4，5]，但在90年代初，结合 EMS应用软件界面研究的相关工作已经开始【6．13】，一些概念己被提出，为后续出现的一些做法提供了 ．633． 全国高等学校电力系统及其自动化专业第十九届学术年会论文集 基础。 80年代末，计算机人机交互技术有了新的进展，出现了全图形界面(FuUgraphics)，从而替代了上 一代字符图形界面(Charactergraphics)。随后，电力界的高校、科研机构和软件公司纷纷介入，积极探 索新一代EMS应用软