CN102982702A - 可视化调控仿真培训及事故演练交互模块 - Google Patents

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付聪
蒋涛
杨彪
陈明
赵帮玉
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HONGZE POWER SUPPLY Co OF JIANGSU ELECTRIC POWER Co
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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HONGZE POWER SUPPLY Co OF JIANGSU ELECTRIC POWER Co
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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Abstract

本发明公开了可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，交互式图形显示模块提供虚拟后台设备，通过交互式设置手段，由鼠标方便的在交互图形界面进行各种故障、非正常运行状态、事故区域、二次保护及自动装置动作情况的设置，反应故障出现时的现场信号及状态的图形显示及相对应的交互操作界面，针对状态进行故障或异常运行状态的判断、分析，描述常见的故障及解决方法。本发明用于仿真配网各项基本操作技能和对故障的处理场景，使用户熟悉配网自动系统的结构，了解配网自动化系统各个部分的物理特性，熟练掌握系统各环节基本的运行操作及维护安装技能，用户在一次电网故障演练场景下根据推荐处理方案或应急预案正确判断故障和处理故障的能力。

Description

可视化调控仿真培训及事故演练交互模块
技术领域
本发明涉及交互模块，具体涉及一种可视化调控仿真培训及事故演练交互模块。
背景技术
现有的电力调度系统多采用可伸缩矢量图(SVG) ，是一种基于文本的标准图形描述语言，SVG图形交互复杂，编辑困难，图形与数据不一体，不同图形格式不能相互转换，不同系统间图形信息不能共享，图形发布不及时，不能实现调度可视化。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，用于仿真配网各项基本操作技能和对故障的处理场景，使用户熟悉配网自动系统的结构，了解配网自动化系统各个部分的物理特性，熟练掌握系统各环节基本的运行操作及维护安装技能；同时具备用户在一次电网故障演练场景下，能根据推荐处理方案或应急预案正确判断故障和处理故障的能力。
本发明的技术解决方案是：交互式图形显示模块提供虚拟后台设备，通过交互式设置手段，由鼠标方便的在交互图形界面进行各种故障、非正常运行状态、事故区域、二次保护及自动装置动作情况的设置，反应故障出现时的现场信号及状态的图形显示及相对应的交互操作界面，针对状态进行故障或异常运行状态的判断、分析，描述常见的故障及解决方法。
其中，交互模块的建立包括以下步骤：
（一）图形转换：设计图元转换程序，实现其它图形文件同标准格式的相互转换，共享信息，图形转换有2种方法；其一是解析转换，解析转换是一种常用文件格式转换方法，熟悉待转换文件的图形定义规则，通过程序解析待转换文件，将获得图形信息以标准格式输出；其中是A P I 函数转换，设计通用A P I 函数接口实现私有图形文件信息的读取， 将获得的图形信息保存在DOM 对象中，然后参考图形模型实现图形文件的输出； 
（二）图形编辑及存储：建立设备图元模型，各设备图元用相同名称的类封装，所有图元类均包含绘图方法，在画布上绘制图元的同时将图元位置等信息添加到DOM 对象中，保持图形显示和图形文档的同步，图元形状固定，但其大小、填充颜色、旋转角度图形属性通过鼠标操作改变，在设备图元绘制完成后设置该图元所代表设备的ID、description属性信息，在数据库中创建相应的二维表；
（三）拓扑结构生成：拓扑结构是潮流分析、状态估计等高级应用的基础，它直接关系到系统的可扩展性和图形发布的实时性，拓扑分析分为原始拓扑分析和网络拓扑分析，以图元模型为基础，采用优化算法实现拓扑分析，其结果保存为XML 文档，用于信息发布或故障分析；原始拓扑分析是根据传导设备之间的连接关系形成连接点模型，在实际渲染预定义的设备图元时，定义viewBox 视口属性，指定渲染图元的区域大小，结合tran sla te 属性值精确定位该设备图元在画布中的显示区域，判断连接线端点是否在设备图元的显示区域内，确定连接线是否与该设备相连接，连接线描述设备间的关联关系，将其抽象表示为连接点，连接点信息为关联设备id，遍历连接线图层的所有连接线，合并连接线相交的连接点信息，得到连接点模型；网络拓扑分析分为厂站结线分析和系统网络分析，厂站结线分析采用节点融合法，通过开关找寻与其关联的连接点，由开关状态来判定这些连接点生成一个或多个拓扑点，形成拓扑点模型，拓扑点是动态生成的，采用集合划分算法，拓扑点信息包含与该拓扑点关联的所有设备信息，遍历线路图层所有线路，转换为线路模型。
其中，设备图元建模：设备图元模型包括图形属性和应用属性，实现设备图形属性和应用属性的关联统一，图形属性指设备在图形系统中的几何表示，应用属性为存储在数据库中供各种应用使用的设备参数信息。
其中，图形分层模式：在电力调度中要满足不同的应用需要，图形显示存在着差异，但设备位置、连接关系信息是一致的，在图形支撑系统中普遍使用图形分层模式，实现多视图机制。
本发明具有以下优点：
1、交互模块本将其它格式的图形文件转换为标准图形，实现异构信息系统的图形共享、拓扑结构的自动生成及应用图形信息的快速发布，是灵活、通用、快捷的平台，支持用户对培训界面(一次部分和二次部分)的二次更改。 
2、具备完备的城区联络图，包含主变10（20）kV低压侧至出线开关、配电线路、变压器、柱上开关、开闭所、环网柜等以及相应的继电保护，能对配网进行各种仿真运行，包括对故障处理的实际和仿真模拟演示（接线图上可以任意指定故障位置），提出推荐处理方案（包括通知客服、通知相关人员），配电电网应急预案的培训及演习。
3、可视化调控仿真培训及事故演练交互模块采用图模一体化技术，其核心思想是利用图形生成设备模型和拓扑结构，使图形和数据库相互对应，通过Flex实现对调控线路应用模型的可视化建模和表达，作为不同系统间图形信息共享平台，保证图形发布的实时性。
4、可视化调控仿真培训及事故演练交互模块完全支持文档对象模型DOM ，可动态地修改图元属性，并对大量事件句柄定制响应，实现对自身元素的控制。
附图说明
图1为本发明的模块结构框图。
图2为本发明实施例的拓扑示意图。
具体实施方式
如图1、2所示，采用以下步骤建立交互模块：
（一）图形转换：由于调度应用软件开发的独立性，存在多种格式的图形文件，有必要设计图元转换程序，实现其它图形文件同标准格式的相互转换，从而实现信息共享，避免重复劳动和增加成本，实现图形转换主要有2种方法；
(1) 解析转换，解析转换是一种常用文件格式转换方法，它要求熟悉待转换文件的图形定义规则，通过程序解析待转换文件，将获得图形信息以标准格式输出；
 (2)A P I 函数转换，目前电力系统存在着多种自定义的私有图形格式，一般都提供了信息查询接口，利用这些接口可以获得画布大小、设备图元位置等信息，因此设计通用A P I 函数接口实现私有图形文件信息的读取，将获得的图形信息保存在DOM 对象中，然后参考图形模型实现图形文件的输出；当加入新的图形格式时，只需要重新实现通用A P I函数接口，具有良好的可扩展性；
（二）图形编辑及存储：建立设备图元模型，各设备图元用相同名称的类封装，所有图元类均包含绘图方法，该方法在画布上绘制图元的同时，将图元位置等信息添加到DOM 对象中，保持图形显示和图形文档的同步，图元形状固定，但其大小、填充颜色、旋转角度等图形属性可以通过鼠标操作改变，在设备图元绘制完成后设置该图元所代表设备的属性信息，如ID， description 等信息；图形编辑平台还支持图元模型的自定义功能，通过基本形状的组合构建新的图元模型，并设置该类图元应具有的应用属性，在数据库中自动创建相应的二维表；
（三）拓扑结构生成：拓扑结构是潮流分析、状态估计等高级应用的基础，它直接关系到系统的可扩展性和图形发布的实时性，拓扑分析可分为两个过程，原始拓扑分析和网络拓扑分析；传统的分析方法是依靠深度或广度搜索的策略，以搜索回溯的框架，利用堆栈记录划分，效率较低，当应用于实时网络分析时，在运算时间上不能满足要求，本模块以图元模型为基础，采用优化算法实现拓扑分析，其结果保存为XML 文档，用于信息发布或故障等分析模块；
(1) 原始拓扑分析，根据传导设备之间的连接关系，形成连接点模型；在实际渲染预定义的设备图元时， 定义了viewBox 属性即视口属性，它指定了渲染图元的区域大小，结合tran sla te 属性值可以精确定位该设备图元在画布中的显示区域，判断连接线端点是否在设备图元的显示区域内，确定连接线是否与该设备相连接；连接线描述了设备间的关联关系，将其抽象表示为连接点，连接点信息为关联设备id，遍历连接线图层的所有连接线，合并连接线相交的连接点信息，得到连接点模型；
(2) 网络拓扑分析，分为厂站结线分析和系统网络分析，厂站结线分析采用节点融合法，其主要思想是通过开关找寻与其关联的连接点，由开关状态来判定这些连接点生成一个或多个拓扑点，形成拓扑点模型；由于拓扑点是动态生成的，连接点-拓扑点关联关系只能生成已处理的一部分，因此在处理新的连接点信息时，必须遍历已生成的拓扑点集合去证实其是否已经关联了其中的拓扑点，多重遍历势必浪费大量时间，且在拓扑点归并过程中涉及到拓扑点的消去带来安全隐患；因此采用改进集合划分算法，拓扑点信息包含与该拓扑点关联的所有设备信息，遍历线路图层所有线路，转换为线路模型，满足不同应用需要。

Claims (4)

1. 可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，其特征是：交互式图形显示模块提供虚拟后台设备，通过交互式设置手段，由鼠标方便的在交互图形界面进行各种故障、非正常运行状态、事故区域、二次保护及自动装置动作情况的设置，反应故障出现时的现场信号及状态的图形显示及相对应的交互操作界面，针对状态进行故障或异常运行状态的判断、分析，描述常见的故障及解决方法。
2. 根据权利要求1所述的可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，其特征是：其中，交互模块的建立包括以下步骤：
（一）图形转换：设计图元转换程序，实现其它图形文件同标准格式的相互转换，共享信息，图形转换有2种方法；其一是解析转换，解析转换是一种常用文件格式转换方法，熟悉待转换文件的图形定义规则，通过程序解析待转换文件，将获得图形信息以标准格式输出；其中是A P I 函数转换，设计通用A P I 函数接口实现私有图形文件信息的读取， 将获得的图形信息保存在DOM 对象中，然后参考图形模型实现图形文件的输出； 
（二）图形编辑及存储：建立设备图元模型，各设备图元用相同名称的类封装，所有图元类均包含绘图方法，在画布上绘制图元的同时将图元位置等信息添加到DOM 对象中，保持图形显示和图形文档的同步，图元形状固定，但其大小、填充颜色、旋转角度图形属性通过鼠标操作改变，在设备图元绘制完成后设置该图元所代表设备的ID、description属性信息，在数据库中创建相应的二维表；
（三）拓扑结构生成：拓扑结构是潮流分析、状态估计等高级应用的基础，它直接关系到系统的可扩展性和图形发布的实时性，拓扑分析分为原始拓扑分析和网络拓扑分析，以图元模型为基础，采用优化算法实现拓扑分析，其结果保存为XML 文档，用于信息发布或故障分析；原始拓扑分析是根据传导设备之间的连接关系形成连接点模型，在实际渲染预定义的设备图元时，定义viewBox 视口属性，指定渲染图元的区域大小，结合tran sla te 属性值精确定位该设备图元在画布中的显示区域，判断连接线端点是否在设备图元的显示区域内，确定连接线是否与该设备相连接，连接线描述设备间的关联关系，将其抽象表示为连接点，连接点信息为关联设备id，遍历连接线图层的所有连接线，合并连接线相交的连接点信息，得到连接点模型；网络拓扑分析分为厂站结线分析和系统网络分析，厂站结线分析采用节点融合法，通过开关找寻与其关联的连接点，由开关状态来判定这些连接点生成一个或多个拓扑点，形成拓扑点模型，拓扑点是动态生成的，采用集合划分算法，拓扑点信息包含与该拓扑点关联的所有设备信息，遍历线路图层所有线路，转换为线路模型。
3. 根据权利要求2所述的可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，其特征是：其中，设备图元建模包括图形属性和应用属性，实现设备图形属性和应用属性的关联统一，图形属性指设备在图形系统中的几何表示，应用属性为存储在数据库中供各种应用使用的设备参数信息。
4. 根据权利要求2所述的可视化调控仿真培训及事故演练交互模块，其特征是：在电力调度中要满足不同的应用需要，图形显示存在着差异，但设备位置、连接关系信息是一致的，在图形支撑系统中普遍使用图形分层模式，实现多视图机制。
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