CN102257535B - 用于监管电力网络的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于监管电力网络(1)的方法和装置，其中，处理表示电力网络(1)的至少一部分的数据并将其变换成图形数据(PG)，将图形数据(PG)作为电力网络(1)的第一可视化(7)以较不详细的缩放水平(缩放1)显示在图形显示单元(5)上，并处理关于如何修改第一可视化(7)的用户请求，其中，从用户输入单元(6)接收该用户请求。在第一可视化(7)中，显示至少一个可选择元素(9)，该至少一个可选择元素(9)可经由用户输入单元(6)来选择，并且该至少一个可选择元素(9)被分配到电力网络(1)的预定部分并被分配到较详细的缩放水平(缩放2)。在接收到表明用户选择了可选择元素(9)的用户请求之后，将电力网络(1)的预定部分作为第二可视化(10)以较详细的缩放水平(缩放2)显示在第一可视化(7)的顶上。

Description

用于监管电力网络的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于监管电力网络的方法和装置，其中，由数据处理单元处理表示电力网络的至少一部分的图形数据，将经处理的图形数据作为电力网络的第一可视化以较不详细的缩放水平显示在图形显示单元上，并且其中，由数据处理单元处理关于如何修改第一可视化的用户请求，该用户请求是从用户输入单元接收的。
背景技术
在本领域中，已知可用来监管电力网络的不同工具。依据经由网络相连的系统的种类并且依据网络线路上的电压电平，可将各种网络配置概括在术语“电力网络”之下。这样的电力网络例如是：
●发电网络，其互连分散的能量产生单元和能量存储设施，
●配电网络，其在较低电压电平互连电力消耗设施，以及
●输电网络，其在较高电压电平互连发电设施与配电网络。
需要持续地监视和控制全部这些不同类型的电力网络，这部分是自动的、但是也部分是在监管人员的帮助下完成的，监管人员使用网络监管工具以便得到关于电力网络的状态的信息并且以便通过与连接到电力网络的外部控制系统通信来与电力网络交互。一般而言，将这种用于监管诸如电力网络的地理分布系统的工具概括在术语SCADA(监管控制和数据获取)之下。
市场上的一种用于电力网络的监管工具是ABB的Network Manager(网络管理器)。该工具具有图形用户界面(GUI)，该GUI向电力网络的监管者呈现他执行他的监视任务所需要的全部数据。经由该GUI，监管者或用户可以通过使用诸如键盘的文本输入单元或通过使用诸如鼠标或跟踪球的选择装置来输入数据。用户输入的数据由Network Manager处理，处理结果在该GUI上输出或者被发送到外部系统以用于存储、进一步处理或用于对电力网络执行动作。
本领域中已知的一种用于表示与电力网络相关的数据的方式是所谓的世界地图。在这样的世界地图中，将电力网络在其地理分布的图形可视化中通过如下方式示出：即，以符号的形式示出电力网络的诸如电厂、子站和相当大的负载的主要对象，而以连接所述符号的链路的形式示出这些对象之间的输电或配电线。Network Manager中所示的世界地图的例子可参见ABB Review 1/2007第44-48页中的Mats Larsson等人的“Mappingthe weakest link”的图5。
世界地图是可缩放的，其中，用户可连续地选择他或她想要以哪个缩放水平查看世界地图的哪个区域。调整缩放水平与在放大的地图中选择应当在屏幕上可见的区域这二者的组合被称为“缩放和平移”。为了帮助用户不丢失对世界地图的哪个区域当前被示出的概览，在本领域中已知，除了放大的窗口以外还显示小的概览窗口，其中，在概览窗口中，看到缩小的世界地图的小表示在其顶上有一矩形，该矩形标出了放大的区域。该矩形在概览窗口中的世界地图上与由用户执行的任何平移同步地移动。
自由和连续地选择缩放水平和平移位置的机会不总是被体验为优点。例如，如果电力网络的监管者需要频繁和重复地监视网络的相同的不同部分，则每次缩放和平移可能变得相当乏味和耗时。监管者的注意力被不必要地束缚于缩放和平移任务，而不是集中在电力网络的实际状态上。
另一种用于在世界地图之内导航的已知方式是在不同的显示器之间以及由此在部分地图的或整个地图的不同视图之间跳跃的可能性。利用每个跳跃，新的图形窗口打开，示出所请求的视图。在此方案中，不需要耗时的缩放和平移，而代之以可能发生的是在一定的工作时间之后相当大数目的窗口被打开，由此使得难以维持对每个窗口中正发生什么的概览，并且难以识别哪个窗口是从哪个窗口打开的，即，哪个窗口被哪个窗口拥有。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于监管电力网络的方法和装置，该方法和装置便利了监管者的任务。
该目的是通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求8所述的装置来实现的。
根据本发明，在电力网络的较不详细的第一可视化中显示至少一个可选择元素，该至少一个可选择元素可经由用户输入单元来选择，并且该至少一个可选择元素被分配到电力网络的预定部分并被分配到较详细的缩放水平。在接收到表明用户选择了可选择元素的用户请求之后，将电力网络的预定部分作为第二可视化以较详细的缩放水平显示。该第二可视化被放置在第一可视化的顶上。
在根据本发明的装置中，数据处理单元从用户输入单元接收表明选择了可选择元素的上述用户请求。数据处理单元于是使得图形显示单元响应于该用户请求来以较详细的缩放水平显示电力网络的预定部分。
换句话说，在电力网络的缩小地图中呈现可选择元素，这在可选择元素被选择之后导致地图的预选择区域以预选择的较详细的缩放水平显示在缩小地图的顶上。由此变得不需要缩放和平移。代之以仅需要一个选择动作——通常是鼠标点击——来直接得到放大的可视化。这简化了监管者的监视和控制任务，因为有价值的工作时间被节省并且可花费在较重要的问题上。
此外，该一个选择动作的结果是绝对可再现的，即，每次监管者放大地查看电力网络的同一区域或部分时，监管者从它得到的视觉印象保持相同。这将使得该区域在不同时间点的状态的比较更为容易，因为差异应当主要归因于状态的差异，而不是该区域的显示方式的差异。
另外，屏幕上的可视窗口的数目保持相同，因为地图的放大部分被放置在缩小地图的顶上，由此使地图显示保持简单明了和易于管理。例如，可容易地识别出第二可视化被第一可视化拥有，并且可视信息的量被限制于这两个不同的可视化。
在本发明的一个实施例中，在第一可视化中显示至少两个可选择元素。在接收到表明用户选择了两个可选择元素中的一个的第一用户请求之后，将被分配到两个可选择元素中的所述一个的电力网络的预定部分作为第二可视化以对应的较详细的缩放水平显示。此后，当接收到表明选择了两个可选择元素中的另一个的又一个用户请求时，将被分配到两个可选择元素中的所述另一个的电力网络的预定部分作为第三可视化以对应的较详细的缩放水平显示，其中，用第三可视化替换第二可视化。
通过将所显示的放大可视化的数目保持为1，亦在多于仅一个可选择元素的情况下实现上述优点。因而，变得有可能使用户在可视信息受限制的同时迅速和不费力地在不同的放大可视化之间切换。不需要额外的用户动作来关闭较早打开的窗口。
在又一个实施例中，将第二可视化接近但不覆盖对应的可选择元素地放置在第一可视化的顶上。由此，实现了用户仍具有对他当前正在电力网络的缩小可视化中的何处工作的概览。如果另外还通过标记所选元素或通过示出所选元素与放大可视化之间的链接来标识所选元素，则用户另外还有可能检查是否选择了正确的元素以及该元素位于电力网络内的何处。
在再一个实施例中，将第二可视化完全放置在第一可视化之内，以便在GUI上保持图形窗口的相同布置，而不论电力网络仅被缩小地可视化还是被可视化为还具有一个额外的放大可视化。
有利的是，在第二可视化中禁止表明所请求的缩放和/或平移动作的用户请求。由于第二可视化从一开始就呈现有预选择的缩放水平和平移位置，所以如果此后用手改变那两个参数(或许这只是由于错误)，则观感将被破坏。特别地，如果允许缩放和平移，则将放弃总是得到相同的可再现的可视信息这一优点。
在本发明的一个实施例中，除了在第二可视化中不显示被分配到电力网络的预定部分并被分配到较详细的缩放水平的可选择元素以外，将相同的可能的用户请求附加到所述第一可视化和所述第二可视化。换句话说，对于包含可视化的两个图形窗口中的每一个，允许诸如移动、重新定大小、隐藏、从菜单中选择项目等通常的用户动作。唯一的例外是在第二可视化内不能选择进一步放大的可视化。
在一个可替选实施例中，代之以将允许这样的选择，由此显示至少一个可选择子元素。该子元素可经由用户输入单元来选择，并且被分配到电力网络的预定子部分并被分配到更加详细的缩放水平。在接收到表明用户选择了可选择子元素的用户请求之后，将电力网络的预定子部分作为第四可视化以更加详细的缩放水平显示在第一可视化的顶上，以替换第二可视化。此实施例通过保持本发明的一般优点(即，通过将第一可视化的顶上的额外窗口的数目保持为1，并预选择缩放水平和平移位置)来允许电力网络的更详细表示。
附图说明
根据以下结合附图所作的详细说明，本领域的技术人员将更容易明白本发明的其它特征和优点，其中：
图1示出了从SCADA站监管的简化电力网络，
图2示出了图1的SCADA站的简化框图，
图3示出了图1的电力网络的第一可视化，
图4示出了图3的第一可视化的顶上的第二可视化，
图5示出了由图2的SCADA站执行的根据本发明的方法步骤。
具体实施方式
将图1中所示的电力网络1归类为输电网络，因为它包括通过高压输电线12互连的五个子站2。这五个子站2经由以虚线示出的数据通信信道链接到SCADA站，该SCADA站在本例子中是仅一个主计算机3。在较大的电力网络中，SCADA站可包括几个服务器，这几个服务器本身可以是包括几个站的SCADA系统的一部分。数据通信信道用于双向数据传递，主要用来从子站2收集关于它们的工作状态的和关于连接到各自的子站2的传输线12的状态的信息，并且用来从主计算机3向子站2传输控制信息。
图2中所示的主计算机3包括数据处理单元4，数据处理单元4用于处理全部种类的数据，特别是从子站2收集到的状态信息和关于电力网络1的设置的拓扑信息。数据处理单元4连接到用户输入单元6，以便接收用户输入数据UI。用户输入单元6可以是任何种类的已知输入装置，如鼠标和/或键盘和/或跟踪球和/或触摸屏的触摸功能。数据处理单元4另外还连接到图形显示单元5。数据处理单元4将经处理的状态信息和拓扑信息变换成表示电力网络1的图形数据PG，且数据处理单元4向图形显示单元5发送图形数据PG，它们作为电力网络1的第一可视化7以较不详细的缩放水平“缩放1”显示于图形显示单元5。
在图3中示出了这样的第一可视化7，其中，子站2由通过表示输电线12的实线互连的图标9表示。在第一可视化中，将每个子站2标记有唯一的名称。在图形窗口13中呈现第一可视化7，这允许本领域中已知的常见用户输入动作。这由菜单条15的右上角的“关闭窗口”交叉号14指明。这样的通常的用户输入动作例如是将窗口13移动和重新定大小、在窗口13之内滚动、在菜单条15中选择动作项目(未示出)等。光标8表明用户输入单元6被连接并正等待用户输入。
数据处理单元4将选择功能附加到图标9，即，用户可以仅通过点击图标9来选择每个图标9。假定用户已选择了与子站“站1”对应的图标9。结果，在第二窗口中打开并在第一可视化7的顶上显示第二可视化10，如图4中所示。在第二可视化10中，电力网络1的预定部分(即，包括子站“站1”的附近环境和该子站本身的部分)以较详细的缩放水平“缩放2”呈现。缩放水平“缩放2”以及平移位置(即，电力网络1的哪个部分要被示出)都是已被附加到对应图标9的预定参数。在图4中所示的例子中，接近而不隐藏子站“站1”的图标9地呈现第二可视化10，并且将第二可视化10完全放置在第一可视化7之内。同时，可以在图形显示单元5上打开其它窗口，其呈现将不受第二可视化10的干扰。为了允许用户调整第二可视化相对于第一可视化的布置，准许诸如将第二可视化10移动和重新定大小的用户输入动作。
在图5中描绘了由数据处理单元4当对“站1”的图标9的选择作出反应时所执行的主要步骤，其中，在步骤16中，接收以较详细的表示来示出子站“站1”的用户请求。在下一个步骤17中，产生图形数据PG，其中，图形数据PG包括以屏幕上的正确位置和正确缩放水平示出子站的第二可视化10所需要的、以及使第二可视化10呈现有全部期望功能所需要的全部图形信息，在此实施例中，所述全部期望功能是除了任何缩放或平移请求以外的与对于第一可视化7有可能的用户输入动作相同的用户输入动作。在下面的步骤18中，向图形显示单元5发送图形数据PG以便显示。
如果用户在已看到“站1”的可视化之后想要更详细地看到子站“站3”，则他必须点击对应的图标9。结果，第二可视化10将消失，且子站“站3”的第三可视化及其附近环境将被打开并以较详细的缩放水平、优选地在与第二可视化10相同的位置显示。在一个可替选实施例中，可以在接近子站“站3”的图标9(即，第一可视化7的右上角还往上一点)的位置显示第三可视化。该较详细的缩放水平可与用于“站1”的缩放水平完全相同，这在要示出的电力网络1的区域具有近似相同的大小的情况下将是合适的。但是，它也可以是比较不详细的缩放水平“缩放1”详细的任何其它缩放水平。
在图4中所示的实施例中，子站“站1”的一部分作为可选择图标11呈现在第二可视化10中。如果用户点击图标11，则第二可视化10被第四可视化替换，第四可视化以更加详细的缩放水平示出子站“站1”的一部分并由此示出电力网络1的子部分。

Claims (8)

1.一种用于监管电力网络(1)的方法，其中，
处理表示所述电力网络(1)的至少一部分的数据并将其变换成图形数据(PG)，
将所述图形数据(PG)作为所述电力网络(1)的第一可视化(7)以较不详细的缩放水平显示在图形显示单元(5)上，并且
处理关于如何修改所述第一可视化(7)的用户请求，其中，从用户输入单元(6)接收所述用户请求，
在所述第一可视化(7)中显示至少两个可选择元素(9)，所述至少两个可选择元素(9)能够经由所述用户输入单元(6)来选择，并且所述至少两个可选择元素(9)被分配到所述电力网络(1)的预定部分并被分配到至少一个较详细的缩放水平，
在接收到表明用户选择了所述至少两个可选择元素(9)中的第一个的用户请求之后，将被分配到所述至少两个可选择元素(9)中的所述第一个的所述电力网络(1)的第一预定部分作为第二可视化(10)以对应的所述较详细的缩放水平显示在所述第一可视化(7)的顶上，并且
其中，此后，当接收到表明选择了所述至少两个可选择元素(9)中的第二个的用户请求时，将被分配到所述至少两个可选择元素(9)中的所述第二个的所述电力网络(1)的第二预定部分作为第三可视化以对应的所述较详细的缩放水平显示，
其特征在于：将所述第二可视化(10)接近但不覆盖所述至少两个可选择元素(9)中的所述第一个地放置，然后，用所述第三可视化在同一位置替换所述第二可视化(10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过标记所选择的元素或者示出它本身与对应的可视化之间的链接来标识所选择的所述元素。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将所述第二可视化(10)完全放置在所述第一可视化(7)之内。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述第二可视化(10)中禁止请求缩放和/或平移动作的用户请求。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，除了在所述第二可视化(10)中不显示被分配到所述电力网络(1)的预定部分并被分配到较详细的缩放水平的可选择元素(9)以外，将相同的用户请求附加到所述第一可视化和所述第二可视化。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，将相同的用户请求附加到所述第一可视化和所述第二可视化，并且其中，在所述第二可视化(10)中显示至少一个可选择子元素(11)，所述至少一个可选择子元素(11)能够经由所述用户输入单元(6)来选择，并且所述至少一个可选择子元素(11)被分配到所述电力网络(1)的预定子部分并被分配到更加详细的缩放水平，并且其中，在接收到表明用户选择了所述可选择子元素(11)的用户请求之后，将所述电力网络(1)的所述预定子部分作为第四可视化以所述更加详细的缩放水平显示在所述第一可视化(7)的顶上，以替换所述第二可视化(10)。
7.一种用于监管电力网络(1)的装置(3)，包括：
数据处理单元(4)，用于处理表示所述电力网络(1)的至少一部分的数据并将它们变换成图形数据(PG)，
图形显示单元(5)，用于将所述图形数据(PG)作为所述电力网络(1)的第一可视化(7)以较不详细的缩放水平显示，
用户输入单元(6)，用于向所述数据处理单元(4)发送用户输入数据(UI)，其中，所述用户输入数据(UI)表示关于如何修改所述第一可视化(7)的用户请求，
其中，所述第一可视化(7)包括至少两个可选择元素(9)，所述至少两个可选择元素(9)能够经由所述用户输入单元(6)来选择，并且所述至少两个可选择元素(9)被分配到所述电力网络(1)的预定部分并被分配到较详细的缩放水平，其中
如果所述数据处理单元(4)接收到表明用户选择了所述至少两个可选择元素(9)中的第一个的用户请求，则所述数据处理单元(4)使得所述图形显示单元(5)将被分配到所述至少两个可选择元素(9)中的所述第一个的所述电力网络(1)的第一预定部分作为第二可视化(10)以对应的较详细的缩放水平显示在所述第一可视化(7)的顶上，
其中，此后，如果所述数据处理单元接收到表明所述用户选择了所述至少两个可选择元素(9)中的第二个的用户请求，则所述数据处理单元使得所述图形显示单元将被分配到所述至少两个可选择元素(9)中的所述第二个的所述电力网络(1)的第二预定部分作为第三可视化以对应的较详细的缩放水平显示，
其特征在于：所述数据处理单元使得所述图形显示单元将所述第二可视化(10)接近但不覆盖所述至少两个可选择元素(9)中的所述第一个地放置，然后用所述第三可视化在同一位置替换所述第二可视化(10)。
8.根据权利要求7所述的用于监管电力网络(1)的装置(3)，其中，通过标记所选择的元素或者示出它本身与对应的可视化之间的链接来标识所选择的所述元素。
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Mats Larsson 等.Mapping the weakest link.《ABB Review》.2007,45-48页. *
Navigating Hierarchically Clustered Networks Through Fisheye and Full-Zoom Methods;DOUG SCHAFFER 等;《Fisheye versus Full Zoom Views》;19980324;1-20 *

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