CN104391919A - 智能电网地理可视化实现系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种智能电网技术领域的智能电网地理可视化实现系统及方法，该系统包括：地理信息模块、电力系统信息模块、数据交互模块、潮流计算模块、碳排放流计算模块、电动汽车调度计算模块和计算接口模块。本发明能够实现智能电网信息的计算与可视化的结合，提供了基于MFC的电力系统所在地地理接线信息可视化以及和基于MATLAB的潮流和碳排放流计算的对接，接口易于扩展，能够将某一地区的地理接线呈现在可拖曳，缩放的地图上，对电力接线信息进行计算分析。

Description

智能电网地理可视化实现系统及方法

技术领域

本发明涉及的是一种智能电网计算与可视化应用领域的技术，具体地说，涉及以实际地理信息为基础的电力节点、接线等的可视化与电力计算结果可视化的系统及方法。

背景技术

随着智能电网的快速发展，可视化平台的开发成了迫切的需求。智能电网可视化的构建着重于电力系统的可视化和电网结构的可视化，利用可视化技术将系统的结构和运行状态以图形或图像的方式予以显示，以使系统运行人员采取更有效、更有针对性的运行控制措施。另一方面，电力计算是电力系统可视化的重要的数据来源，例如网络的潮流计算是电网稳态分析的主体工作，因此通过可视化技术，将潮流动态显示是一项必要的功能。对于不同的系统情况，潮流计算有不同的潮流模型和计算方法，经典的潮流分析是确定性潮流模型，牛顿‐拉弗森算法是一种常用的计算机潮流算法。可视化有多种展现形式，例如数据表格、统计图、线路潮流图以及地理接线图等。传统的电网结构使用单线图来表示，其结构比较清晰、整齐，但和实际的系统存在一定差距。地理接线图是直接在地图上标注节点和线路，但是容易出现数据显示的重叠。线路数据主要用潮流图来实现，节点的数据由于其本身的离散性，常采用数据表格的形式。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103823969A公开(公告)日2014.05.28，公开了一种电网稳态模型的可视化构建方法，其特征在于：1)对电网进行图像建模，构建三机九节点的电网图像模型；2)采用函数封装对电网模型进行搭建，为每一种电力设备模型建立一个封装函数；3)确定三机九节点的电网图像模型的阻抗值等基本参数，形成节点导纳矩阵参数和发电机功率负荷参数；4)采用牛顿‐拉弗森算法，对步骤1)的三机九节点的电网图像模型进行潮流分布计算，求得电网模型参数；5)将步骤4)得出的电网模型参数，融入到步骤1)的电网图像模型，通过OpenGL图形库在电脑屏幕上搭建和显示，形成参数数值显示和潮流的动态流动效果；6)数据更新后，重新执行步骤1)－步骤4)，构成可视化电网稳态模型。但该技术缺乏对电力系统地理信息的有效可视化，不利于推广到实际电力系统运行中。

发明内容

本发明克服现有方法不直观、信息单一、地理信息有限制、无地理信息与算法结合、计算内容单一、可移植性差、源码封闭无接口等缺点，提出一种智能电网地理可视化实现系统及方法，能够实现智能电网信息的计算与可视化的结合，提供了基于MFC的电力系统所在地地理接线信息可视化以及和基于MATLAB的潮流和碳排放流计算的对接，接口易于扩展，能够将某一地区的地理接线呈现在可拖曳，缩放的地图上，对电力接线信息进行计算分析。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种智能电网地理可视化实现系统，包括：地理信息模块、电力系统信息模块、数据交互模块、潮流计算模块、碳排放流计算模块、电动汽车调度计算模块和计算接口模块，其中：带有数据库的数据交互模块分别与电力系统信息模块、计算接口模块和地理信息模块相连并分别输出电力数据、计算数据和地理数据，潮流计算模块从计算接口模块调用外部算法，并分别向碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块输出计算依据，电力系统信息模块向地理信息模块输出电力元素地理信息，并分别接收来自潮流计算模块、碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块的计算结果。

所述的地理信息模块通过抓取地图图块供应方提供的在每个缩放级别的地图块图像进行排序重组完成的(只是加载地图，有简单的地图拖曳功能是可以移植到本地来处理的)，这些图块一般为256*256像素的正方形图块紧贴着排列共同组成某一缩放比例下该地的地图，该模块包括：带有网络通信单元的信息集成单元以及地图绘制单元，其中：信息集成单元通过网络通信单元接收来自数据交互模块、电力系统信息模块的地理数据、电力元素地理数据信息，经集成后输出至地图绘制单元以生成可缩放动态地图背景。

所述的电力系统信息模块包括：数据处理单元和矢量图形绘制单元，其中：数据处理单元对来自数据交互模块和计算模块的电力原始数据及计算结果数据进行面向对象处理并将电力元素参数及地理信息分别输出至矢量图形绘制单元和地理信息模块，矢量图形绘制单元与绘图对象相连进行电力元素矢量示意图绘制。

所述的数据交互模块使用MFC的文档/视图结构，该模块包括：存储单元和与之相连的交互单元，其中：交互单元分别与电力系统信息模块、计算接口模块和地理信息模块相连并提供原始数据。

所述的潮流计算模块在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，该模块包括：数据处理单元和矩阵计算单元，其中：数据处理单元与计算接口模块相连并传输电力计算原始数据信息，矩阵计算单元分别与碳排放流计算模块、电动汽车调度模块以及电力系统信息模块相连并输出潮流计算结果信息。

所述的碳排放流计算模块从已知碳排放系数的发电机组起，通过比例共享原则求取各母线节点的碳强度(即消费单位电量所造成的等效于发电侧的碳排放值)，进而求各支路的碳排放流。

所述的电动汽车调度计算模块利用粒子群优化算法对任一电动汽车在各个时间段内的充电情况进行优化控制以实现有序充电。

所述的计算接口模块将计算算法编译为动态链接库，并在MFC视图中读取文档类的数据并进行调用计算模块的计算，该模块包括：参数传递单元和接口调用单元，其中：参数传递单元对来自数据交互模块的矩阵传递格式进行转换并输出至潮流计算模块，接口调用单元与计算模块相连并传输调用计算信息。

本发明涉及上述系统的可视化实现方法，根据电力原始数据和地图块图像构建得到包含不同的矢量图形来表示电力元素的可缩放动态地图背景，在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，并以动态链接库的方式调用复杂电力系统潮流计算方法进行潮流计算，然后分别通过比例共享原则求取各母线节点的碳强度，进而求各支路的碳排放流、通过粒子群优化算法对电动汽车在各个时间段内的充电情况进行优化并最终在动态地图背景中显示出优化后的电力系统元素。

技术效果

与现有技术相比，本发明的技术效果包括：

1.采用了动态可缩放的地理信息系统，实现了在同一窗口中查看不同地域、不同大小级别的电力系统的地理信息。该地理信息系统由在线地图图块抓取实现，其主要优点在于只抓取需要查看地区的地图图块，节约空间，以及已抓取图块的缓存，方便离线查看。相比于静态地图地理信息系统，动态系统在不同地区的电力系统适应性上有显著优势。

2.采用了数据、可视化分离的文档‐视图结构，实现了数据交互的相对独立。该结构实现从用户指定的数据库读取数据，存储与文档类中，其后由视图类与文档类交互完成数据读取。其优点在于，对于电力系统的原始数据可以方便更改替换，而不会影响到系统的运行。

3.结合了碳排放流计算模块，实现了电力系统低碳规划、运行等方面的分析计算。电力系统低碳运行是近年较为热门的研究方向，碳排放流是一种依附于潮流的虚拟流，形象表示了等效于发电侧的碳排放，该模块将碳排放流的计算引入了可视化计算系统，目前尚无同类的应用。

4.结合了电动汽车调度计算模块，实现了电动汽车充放电调度的分析计算。电动汽车是日益发展的交通工具与电力装置，其充放电调度对电网稳定运行有重要作用。该模块的引入为本可视化计算系统增加了电动汽车调度计算内容以及充电前后电力系统负荷变化情况的可视化展示。

5.采用了易于扩展的计算接口，实现了多种计算方法的接入。本可视化计算系统的计算方法均从外部接口引入，所采用的dll动态链接库接入，方便引入各编程语言编写的电力计算算法，大大提高了系统的可扩展性，与现有的与集成方式的计算算法编写相比有显著优势。

附图说明

图1为本发明系统整体结构示意图。

图2为本发明平台整体示意图。

图3为实施例1可视化计算系统地理信息部分的示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

如图1所示，本实施例包括：地理信息模块、电力系统信息模块、数据交互模块、潮流计算模块、碳排放流计算模块、电动汽车调度计算模块和计算接口模块，其中：带有数据库的数据交互模块分别与电力系统信息模块、计算接口模块和地理信息模块相连并分别输出电力数据、计算数据和地理数据，潮流计算模块从计算接口模块调用外部算法，并分别向碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块输出计算依据，电力系统信息模块向地理信息模块输出电力元素地理信息，并分别接收来自潮流计算模块、碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块的计算结果。

所述的地理信息模块通过抓取地图图块供应方提供的在每个缩放级别的地图块图像进行排序重组完成的(只是加载地图，有简单的地图拖曳功能是可以移植到本地来处理的)，这些图块一般为256*256像素的正方形图块紧贴着排列共同组成某一缩放比例下该地的地图，该模块包括：信息集成单元、网络通信单元、地图绘制单元，其中：信息集成单元与数据交互模块、电力系统信息模块相连并接收地理数据、电力元素地理数据信息。

由于存在缩放(缩放级别位0‐19)，每个缩放级别中，将界面显示的地图区域划分为多个图块，每个图块根据传递的参数去图块提供方站点下载对应的地图数据，三个重要的参数是：图块的x坐标，图块的y坐标，当前界面显示的地图的缩放级别。本实施例采用的图块提供方提供类似这样的地址http://mt0.googleapis.com/vt？src＝apiv3&x＝814&y＝423&z＝10，其中：x即图块的x坐标，y即图块的y坐标，z即缩放级别，在本实施例中将下载的图块存到本地，用以离线调用地图。

一般每个缩放级别的地图块图像分割为一组地图图块，这些图块逻辑上按照应能识别的顺序排列，当地图滚动到新位置或新缩放级别时，系统使用像素坐标确定所需的图块，将这些值转化为一组要检索的图块并向服务器请求下载，这些图块坐标采用逻辑上易于确定哪些图块包含任何给定点的图像的方案进行分配。这些图块从与像素原点相同的位置进行编号，原点图块始终位于地图的西北角，且x值从西向东逐渐增大，而y值从北向南逐渐增大，图块会使用相对于该远点的x，y坐标进行索引。

所述的电力系统信息模块包括：数据处理单元、矢量图形绘制单元，其中：数据处理单元处理传递而来的电力原始数据及计算结果数据并提供结果给矢量图形绘制单元和地理信息模块。

如图2、图3所示，本实施例采取不同的矢量图形来表示电力元素，例如以圆形表示变电站、线段表示输电线、三角形表示(潮流)方向箭头。GDI+是将这些图形画在一个坐标系统上，默认坐标系统的原点在左上角且x轴方向向右，y轴方向向下，长度单位为像素。当使用GDI+绘制图形时，需要提供所要绘制内容特定的关键信息，例如可以以圆心位置和半径大小确定一个圆，以两点位置确定一条线，以三点位置确定一个三角形。之后GDI+会与显示驱动软件一起确定哪些像素需要来显示以上图形。

绘制以上图形需要Graphics类和一个Pen对象的共同协作，即需要首先创建至少两个对象：Graphics对象和Pen对象。其中Pen对象存储绘制图形的线的宽度、颜色等属性，并作为参数被传递给绘画函数方法。在本实施例中，由于需要在地理系统中指定的经纬度处绘制图形，还需首先将经纬坐标中的位置、长度数据换算成像素坐标中的相应值，然后再使用GDI+绘制该处该缩放比例下的图形。

所述的数据交互模块使用MFC的文档/视图结构，该模块包括：存储单元、交互单元，其中：交互单元为其余模块提供原始数据。该模块主要用于读取数据库中数据并存储到文档类中，便于视图类的调用及计算结果的导出，分离了数据与计算部分。

所述的潮流计算模块在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，该模块包括：数据处理单元、矩阵计算单元，其中：数据处理单元与碳排放流计算模块、电动汽车调度计算模块、电力系统信息模块相连，提供潮流计算数据，并与计算接口模块相连。

该模块将全部节点分为PQ节点、PV节点和平衡节点三类。设系统中有n个节点，其中m个PQ节点，而除了PQ节点和一个平衡节点以外，其余的都是PV节点，那么PV节点的个数就是n‐m‐1。对节点进行编号，其中1，2，…，m表示PQ节点，m+1，m+2，…，n‐1表示PV节点，n为平衡节点。

所述的碳排放流计算模块从已知碳排放系数的发电机组起，通过比例共享原则求取各母线节点的碳强度(即消费单位电量所造成的等效于发电侧的碳排放值)，进而求各支路的碳排放流。该模块采用添加虚拟节点的方式从实际有损网络构建系统无损网络，再进行碳排放流计算。

所述的电动汽车调度计算模块利用粒子群优化算法对任一电动汽车在各个时间段内的充电情况进行优化控制以实现有序充电。

所述的计算接口模块将计算算法编译为动态链接库，并在MFC视图中读取文档类的数据并进行调用计算模块的计算，该模块包括：参数传递单元、接口调用单元，其中：参数传递单元转换矩阵传递的格式并于潮流计算模块相连。该模块将计算算法文件(如MATLAB.m文件)编译为.dll格式的动态链接库，从C++编程中加以调用，此种计算接口易于扩展新的、多语言编写的计算算法。

所述的编译包括以下步骤：

1)设置MATLAB的编译器，使用外部的VC或者gcc等编译器；

2)编译m文件成DLL；

3)设置VC等的继承环境，设置C需要用到的静态库和动态库；

4)编写MFC调用DLL。

6)添加include路径：将“\extern\include”(在MATLAB的安装路径下)路径添加到VC编译器的include下；

7)添加lib路径：将“\extern\lib\win32\microsoft”(在MATLAB的安装路径下)路径添加到VC编译器的lib下；

8)加载的lib为：mclmcrrt.lib、libmx.lib、libmat.lib、mclmcr.lib四个，include的头文件为：mclmcr.h、matrix.h、mclcppclass.h。

本实施例涉及一种电力系统的计算及可视化实现方法，其特征在于包含以下步骤：

第一步，地理信息模块构建可视化系统可缩放动态地图背景，实现电力系统所在地的地理信息以及输电线路的地理接线信息的展示，其具体步骤包括：

1‐1)将显示的地图区域划分为多个图块，读取每个图块根据传递用以去图块提供方站点下载对应地图数据的参数，1)图块的x坐标、2)图块的的y坐标、3)当前界面显示的地图的缩放级别；

1‐2)根据上述读取参数从图块提供方下载相应图块存到本地；

1‐3)将这些图块从与像素原点相同的位置进行编号，原点图块始终位于地图的西北角，且x值从西向东逐渐增大，而y值从北向南逐渐增大，以上述规则对下载的图块在当前界面上进行排布；

第二步，潮流计算模块采用牛顿‐拉弗森法对读取的电力系统数据进行潮流计算，其具体步骤包括：

2‐1)形成节点导纳矩阵Y；

2‐2)用各PQ节点的电压初值和除平衡节点外各节点电压相位的初值并组成待求量的初始向量U⁽⁰⁾，θ⁽⁰⁾。

2‐3)应用U⁽⁰⁾，θ⁽⁰⁾以及PV节点和平衡节点所给定的电压，按照n节点系统在极坐标下的功率方程，计算有功功率差 $\mathrm{\Δ}{P}_i=P_i-U_i\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}}+B_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})=0$ 和无功功率差 $\mathrm{\Δ}{Q}_i=Q_i-U_i\underset{j=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{U}_j(G_{\mathrm{ij}}\sin {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}}-B_{\mathrm{ij}}\cos {\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ij}})=0(i=1,...,n)$ 求出修正方程式中的误差函数值ΔP⁽⁰⁾和ΔQ⁽⁰⁾。利用节点电压的初值求得Jacobian矩阵J^(k)。

2‐4)根据 $\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{P}^{\left(k\right)}\\ \mathrm{\Δ}{Q}^{\left(k\right)}\end{array}\right]=-J^{\left(k\right)}\left[\begin{array}{c}\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}^{\left(k\right)}\\ \mathrm{\Δ}{U}^{,\left(k\right)}\end{array}\right]$ (其中节点电压幅值及相角的修正量分别为

$\mathrm{\Δ}{U}^{,\left(k\right)}={[\mathrm{\Δ}{U_1}^{\left(k\right)}/{U_1}^{\left(k\right)}\mathrm{\Δ}{U_2}^{\left(k\right)\·\·\·}\mathrm{\Δ}{U_{m-1}}^{\left(k\right)}/U_{m-1}^{\left(k\right)}\mathrm{\Δ}{U_{m-1}}^{\left(k\right)}/{U_m}^{\left(k\right)}]}^T,$ $\mathrm{\Δ}{\mathrm{\θ}}^{\left(k\right)}={[\mathrm{\Δ}{{\mathrm{\θ}}_1}^{\left(k\right)}\mathrm{\Δ}{{\mathrm{\θ}}_2}^{\left(k\right)}\·\·\·\mathrm{\Δ}{{\mathrm{\θ}}_{n-1}}^{\left(k\right)}\mathrm{\Δ}{{\mathrm{\θ}}_n}^{\left(k\right)}]}^T$ )，求出ΔU.⁽⁰⁾，Δθ⁽⁰⁾。

2‐5)根据修正量计算修正节点的电压(包括幅值和相角)。

2‐6)按照步骤3，类似地，计算ΔP⁽¹⁾和ΔQ⁽¹⁾。

2‐7)检验收敛与否：max|ΔP^(v)、ΔQ^(v)|<ε。若收敛，则计算平衡节点功率和线路功率等，输出结果；若不收敛，则转入第三步进行下一次迭代运算，直至收敛为止。

第三步，碳排放流模块采用碳排放流虚拟节点矩阵法，进行碳排放流计算，其具体步骤包括：

3‐1)以当前电力网络数据构建虚拟节点，采用在每条支路之间添加一个虚拟节点(该节点作为一个负荷节点，负荷量正好为该支路的网损)的方法来构建系统无损网络。

3‐2)计算流经节点的功率，采用逆流潮流追踪，只计流入节点的功率，流经节点功率为： $P_i=\underset{j\&Element;\mathrm{\&Gamma;}\_\left(i\right)}{\mathrm{\&Sigma;}}{P}_{\mathrm{ji}}+P_{\mathrm{Gi}}$ (i＝1,2,...,N+L)。

3‐3)计算网络的逆流分布矩阵：j∈Γ_(i)。

3‐4)计算节点流入碳流：(i＝1,2,…N+L)，以及节点碳强度 ${\mathrm{\&sigma;}}_i=\frac{C_i}{P_i}=\frac{\underset{k=1}{\overset{N+L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left[A_u^{-1}\right]}_{\mathrm{ik}}{P}_{\mathrm{Gk}}{c}_k}{\underset{k=1}{\overset{N+L}{\mathrm{\&Sigma;}}}{\left[A_u^{-1}\right]}_{\mathrm{ik}}{P}_{\mathrm{Gk}}}$    (i＝1，2，…N+L)。

3‐5)以线路潮流和节点碳强度计算线路碳流。

第四步，电动汽车调度计算模块采用粒子群算法，计算电动汽车调度模型，即每个粒子代表待求解问题的一个潜在解，它相当于搜索空间中的一只鸟，其“飞行信息”包括位置和速度两个状态量，附带一个由被优化函数决定的适应值。每个粒子记忆、追随当前的最优粒子，在解空间中迭代搜寻最优值，迭代过程非完全随机，并可根据该信息以及简单的位置和速度更新规则，改变自身的状态量，以便更好地适应环境。随着这一过程的进行，粒子群最终能够找到问题的近似最优解，具体步骤包括：

4‐1)建立全局最优的充电模型。目标函数是以一个充电站下的负荷峰谷差最小为目标：式中：为一天之中总负荷的峰谷差，L_96,j为第j个时段内总负荷的大小。

4‐2)考虑每辆车的充电需求约束，充电时间约束以及容量的约束，从而得到一个数学形式的优化问题。

4‐3)设在一个D维的搜索空间中，由m个粒子组成的种群X＝(x₁,...,x_i,...,x_m)，其中第i个粒子位置为x_i＝(x_i1,x_i2,...,x_iD)^T，其速度为v_i＝(v_i1,v_i2,...,v_iD)^T，其个体最好位置为p_i＝(p_i1,p_i2,...,p_iD)^T，种群全局最好位置为p_g＝(p_g1,p_g2,...,p_gD)^T。根据追随当前最优粒子原理，粒子x_i按下式改变其速度和位置： $V_i^{k+1}=\mathrm{\&chi;}(\mathrm{\&omega;}{v}_i^k+c_1{r}_{i1}^k{p}_i^k-x_i^x)+c_2{r}_{i2}^k(p_g^k-x_i^k)),X_i^{k+1}=X_i^k+V_i^{k+1},$ 其中：i＝1,2,...,m，m是种群的规模；χ是用来控制和约束速度的影响因子；ω是惯性因子；c₁和c₂是加速常数；r_i1和r_i2为分布于[0，1]之间的随机数；第一个公式用于计算第i_th个粒子每一次迭代的新的速度，第二个用于计算第i_th个粒子每一次迭代的新的位置，每个粒子的性能通过所优化问题的适应函数来评估。具体到本问题，适应函数就是优化模型中的目标，函数，速度和位置的更新需要根据约束条件来进行。

第五步，电力系统信息模块根据计算结果，更新动态地图背景中的地理可视化电力系统元素，其具体步骤包括：

5‐1)转换经纬坐标与像素坐标，将输入的电力元素的经纬坐标转换为窗口上对应的像素坐标；

5‐2)确定的是圆心位置与半径大小，以具体经纬坐标为圆心的实心圆形表示变电站；

5‐3)表示输电线，确定的是两点的位置，用其连接的首尾端间的线段表示；

5‐4)以其三个定点的位置由线路首末端点的位置及潮流方向决定潮流方向箭头表示，箭头用合适大小三角形表示，；

使用本发明对华东某10kV配网的电力及碳排放情况进行可视化仿真，其中配网拓扑接线结构及各节点负荷曲线已知，以下取某一时间切面仿真结果，该时刻负荷节点负荷如下：

节点名	负荷(MW)
		生态社区	0.20767
Z厂	0.11719
		C厂	1.12507
商场	0.75005
		中学	0.09376
幼儿园	0.14767
		收费站	0.9024
充电站	0.468775

经仿真计算后的潮流数据为：

经仿真计算后的碳排放流数据为：

如图3所示，为该实施例下可视化计算系统地理信息部分的示意图。

Claims (10)

1.一种智能电网地理可视化实现系统，其特征在于，包括：地理信息模块、电力系统信息模块、数据交互模块、潮流计算模块、碳排放流计算模块、电动汽车调度计算模块和计算接口模块，其中：带有数据库的数据交互模块分别与电力系统信息模块、计算接口模块和地理信息模块相连并分别输出电力数据、计算数据和地理数据，潮流计算模块从计算接口模块调用外部算法，并分别向碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块输出计算依据，电力系统信息模块向地理信息模块输出电力元素地理信息，并分别接收来自潮流计算模块、碳排放流计算模块和电动汽车调度计算模块的计算结果。

2.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的地理信息模块包括：带有网络通信单元的信息集成单元以及地图绘制单元，其中：信息集成单元通过网络通信单元接收来自数据交互模块、电力系统信息模块的地理数据、电力元素地理数据信息，经集成后输出至地图绘制单元以生成可缩放动态地图背景。

3.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的电力系统信息模块包括：数据处理单元和矢量图形绘制单元，其中：数据处理单元对来自数据交互模块和计算模块的电力原始数据及计算结果数据进行面向对象处理并将电力元素参数及地理信息分别输出至矢量图形绘制单元和地理信息模块，矢量图形绘制单元与绘图对象相连进行电力元素矢量示意图绘制。

4.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的数据交互模块包括：存储单元和与之相连的交互单元，其中：交互单元分别与电力系统信息模块、计算接口模块和地理信息模块相连并提供原始数据。

5.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的潮流计算模块包括：数据处理单元和矩阵计算单元，其中：数据处理单元与计算接口模块相连并传输电力计算原始数据信息，矩阵计算单元分别与碳排放流计算模块、电动汽车调度模块以及电力系统信息模块相连并输出潮流计算结果信息。

6.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的碳排放流计算模块从已知碳排放系数的发电机组起，通过比例共享原则求取各母线节点的碳强度，进而求各支路的碳排放流。

7.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的电动汽车调度计算模块利用粒子群优化算法对任一电动汽车在各个时间段内的充电情况进行优化控制以实现有序充电。

8.根据权利要求1所述的智能电网地理可视化实现系统，其特征是，所述的计算接口模块包括：参数传递单元和接口调用单元，其中：参数传递单元对来自数据交互模块的矩阵传递格式进行转换并输出至潮流计算模块，接口调用单元与计算模块相连并传输调用计算信息。

9.一种根据上述任一权利要求所述系统的可视化实现方法，其特征在于，根据电力原始数据和地图块图像构建得到包含不同的矢量图形来表示电力元素的可缩放动态地图背景，在给定电力系统网络拓扑、元件参数和发电、负荷参量条件下，计算有功功率、无功功率及电压在电力网中的分布，并以动态链接库的方式调用复杂电力系统潮流计算方法进行潮流计算，然后分别通过比例共享原则求取各母线节点的碳强度，进而求各支路的碳排放流、通过粒子群优化算法对电动汽车在各个时间段内的充电情况进行优化并最终在动态地图背景中显示出优化后的电力系统元素。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是，所述方法具体包括以下步骤：

第一步，地理信息模块构建可缩放动态地图背景，实现电力系统所在地的地理信息以及输电线路的地理接线信息的展示；

第二步，潮流计算模块采用牛顿‐拉弗森法对读取的电力系统数据进行潮流计算；

第三步，碳排放流模块采用碳排放流虚拟节点矩阵法，进行碳排放流计算；

第四步，电动汽车调度计算模块采用粒子群算法，计算电动汽车调度模型；

第五步，电力系统信息模块根据计算结果，更新动态地图背景中的地理可视化电力系统元素。