CN108597340A - 一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，包括：创建电网CIM模型；创建电网SVG文件；创建电网设备的设备三维模型；根据每个电网设备的相对位置信息，在电子沙盘载体上映射出各个电网设备的设备图元；根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为三维模型，采用连接通道连接初始三维电子沙盘，从而建模得到最终的三维电子沙盘。优点为：使调度员能够非常清晰的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，有利于迅速做出调度决策。由于实现了电网CIM模型和电网SVG文件映射到电网潮流三维电子沙盘的过程，因此，当电网CIM模型和电网SVG文件发生变化时，可简单、高效、快速的生成对应的电网潮流三维电子沙盘，方便使用。

Description

一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法

技术领域

本发明属于电子沙盘建模技术领域，具体涉及一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法。

背景技术

电网潮流图是电力规划、设计、运行、调度等部门日常使用的反映电力系统实时运行状态的画面。它集中显示厂站、厂站间的线路分布及其潮流分布，是调度员对电网进行实时监控和分析的主要画面。

目前，电网潮流图主要采用平面形式的潮流图，具有以下不足：(1)可视化效果较差，从而降低了电网调度员的观看体验，调度员难以清晰的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系；(2)功能单一，仅能单调的显示厂站间的线路分布及其潮流分布，不具有交互性，从而进一步降低了电网调度员的观看体验。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，包括以下步骤：

步骤1，创建电网CIM模型；所述电网CIM模型包括电网设备之间的拓扑连接关系，同时，所述电网CIM模型还包括每一个电网设备的电网设备ID以及电网设备属性信息；所述电网设备属性信息包括电网设备类型；

步骤2，创建电网SVG文件；所述电网SVG文件包括每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；

步骤3，创建每一类电网设备的设备三维模型；

步骤4，读取所述电网SVG文件，获取每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；然后，根据每个电网设备的相对位置信息，在电子沙盘载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与实际电网设备之间的相对位置一致；

步骤5，对于步骤4映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤3创建的对应类型的三维模型，从而得到初始三维电子沙盘；

步骤6，读取步骤1创建的电网CIM模型，获得电网设备之间的拓扑连接关系；然后，根据所述电网设备之间的拓扑连接关系，采用连接通道连接所述初始三维电子沙盘中对应的三维模型，从而建模得到最终的三维电子沙盘。

优选的，步骤6之后，还包括：

步骤7A，建立厂站实际运行参数表；所述厂站实际运行参数表由若干个厂站实际运行参数子表组成；每个厂站实际运行参数子表对应唯一的厂站ID，用于与对应厂站的电网状态采集器连接，电网状态采集器实时采集对应厂站的厂站实时状态；所述厂站实时状态包括装机容量信息、所属地区、变压器数量、实时电压曲线、实时有功曲线和各电压等级线路条数，并将采集到的厂站实时状态存储到对应的厂站实际运行参数子表中；

步骤8A，当三维电子沙盘的某个三维厂站模型被触发时，控制模块通过读取对应的厂站实际运行参数子表，并向界面推送对应的厂站实时状态。

优选的，步骤6之后，还包括：

步骤7B，建立通道实际运行参数表；所述通道实际运行参数表由若干个通道实际运行参数子表组成；每个通道实际运行参数子表对应唯一的通道ID，用于与对应通道的通道状态采集器连接，通道状态采集器实时采集对应通道的通道实时状态；所述通道实时状态包括通道能力及通道实时功率；并将采集到的通道实时状态存储到对应的通道实际运行参数子表中；

步骤8B，当三维电子沙盘的某个三维通道被触发时，控制模块通过读取对应的通道实际运行参数子表，并向界面推送对应的通道实时状态。

优选的，步骤6之后，还包括：

当电网实际结构发生变化时，根据电网结构变化确定电网结构影响范围；根据电网结构影响范围，修改所述电网CIM模型和所述电网SVG文件，并记录所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容；

然后，根据所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容，局部调整当前的三维电子沙盘，进而得到更新后的三维电子沙盘。

优选的，步骤6之后，还包括：

定义潮流展现形式配置文件；所述潮流展现形式配置文件用于定义不同类型潮流、不同大小潮流的具体展现形式；在展现三维电子沙盘时，根据所述潮流展现形式配置文件进行展现。

本发明提供的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法具有以下优点：

(1)采用此种建模方法，建模得到具有多种交互功能的电网潮流三维电子沙盘，由于为一种电网潮流三维电子沙盘，采用三维模型显示电网节点，因此，提高了电网调度员的观看体验，使调度员能够非常清晰的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，从而有利于迅速做出调度决策；(2)建模得到的电网潮流三维电子沙盘，具有多种交互功能，且交互能力强，例如，可交互显示厂站实际运行参数，可交互显示通道实时状态，支持交直流通道线路漫游巡检等，从而进一步提高了电网调度员的观看体验。(3)由于本发明实现了基于电网CIM模型和电网SVG文件映射到电网潮流三维电子沙盘的过程，因此，当电网CIM模型和电网SVG文件发生变化时，可简单、高效、快速的生成对应的电网潮流三维电子沙盘，方便使用，减轻了操作人员工作负担。

附图说明

图1为本发明提供的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，三维电子沙盘利用Unity3D技术创建。Unity3D技术可以轻松创建诸如三维视频、三维建筑、三维地形、实时三维动画等类型的可视化互动内容，同时利用U3D技术可以将各种平面的图元转换成3D或准3D的形态，从而实现展现场景的三维化。Unity3D是一个可以让使用者轻松创建诸如三维视频、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合开发工具，是一个全面整合的专业三维引擎。

参考图1，本发明提供一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，具体包括以下步骤：

步骤1，创建电网CIM模型；所述电网CIM模型包括电网设备之间的拓扑连接关系，同时，所述电网CIM模型还包括每一个电网设备的电网设备ID以及电网设备属性信息；所述电网设备属性信息包括电网设备类型；

步骤2，创建电网SVG文件；所述电网SVG文件包括每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；

步骤3，创建每一类电网设备的设备三维模型；

步骤4，读取所述电网SVG文件，获取每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；然后，根据每个电网设备的相对位置信息，在电子沙盘载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与实际电网设备之间的相对位置一致；

步骤5，对于步骤4映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤3创建的对应类型的三维模型，从而得到初始三维电子沙盘；

步骤6，读取步骤1创建的电网CIM模型，获得电网设备之间的拓扑连接关系；然后，根据所述电网设备之间的拓扑连接关系，采用连接通道连接所述初始三维电子沙盘中对应的三维模型，从而建模得到最终的三维电子沙盘。

步骤6之后，为增强三维电子沙盘的交互性，还包括厂站实时状态显示功能和通道状态显示功能，下面对这两种功能分别介绍：

(1)厂站实时状态显示功能

步骤7A，建立厂站实际运行参数表；所述厂站实际运行参数表由若干个厂站实际运行参数子表组成；每个厂站实际运行参数子表对应唯一的厂站ID，用于与对应厂站的电网状态采集器连接，电网状态采集器实时采集对应厂站的厂站实时状态；所述厂站实时状态包括装机容量信息、所属地区、变压器数量、实时电压曲线、实时有功曲线和各电压等级线路条数，并将采集到的厂站实时状态存储到对应的厂站实际运行参数子表中；

步骤8A，当三维电子沙盘的某个三维厂站模型被触发时，控制模块通过读取对应的厂站实际运行参数子表，并向界面推送对应的厂站实时状态。

例如，当三维电子沙盘由远及近慢慢推近，并最终定位到某个具体的厂站时，即可认为该厂站的三维厂站模型被触发，从而推送显示厂站实时状态，方便调度员获取更为全面的厂站实时状态。

(2)通道状态显示功能

步骤7B，建立通道实际运行参数表；所述通道实际运行参数表由若干个通道实际运行参数子表组成；每个通道实际运行参数子表对应唯一的通道ID，用于与对应通道的通道状态采集器连接，通道状态采集器实时采集对应通道的通道实时状态；所述通道实时状态包括通道能力及通道实时功率；并将采集到的通道实时状态存储到对应的通道实际运行参数子表中；

步骤8B，当三维电子沙盘的某个三维通道被触发时，控制模块通过读取对应的通道实际运行参数子表，并向界面推送对应的通道实时状态。

例如，当三维电子沙盘由远及近慢慢推近，并最终定位到某个具体的通道时，即可认为该通道的三维通道被触发，从而推送显示通道实时状态，方便调度员获取更为全面的通道实时状态。

另外，在通道进行显示时，可以采用以下显示方式：采用蓝色代表直流线路通道，黄色代表交流线路通道。线路的粗细、箭头的快慢代表通道能力的大小。线路前面可配置选择框，通过是否勾选选择框，开启或关闭该条通道的展示。

另外，本发明中，当电网实际结构发生变化时，根据电网结构变化确定电网结构影响范围；根据电网结构影响范围，修改所述电网CIM模型和所述电网SVG文件，并记录所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容；然后，根据所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容，局部调整当前的三维电子沙盘，进而得到更新后的三维电子沙盘。也就是说，本发明中，三维电子沙盘上实现了图模数一体化，当电网实际结构发生局部变化时，并不需要完全重新生成一个新的三维电子沙盘，而仅需要就局部变化部分更新三维电子沙盘即可，从而降低三维电子沙盘的维护量，提高三维电子沙盘的维护效率。

另外，还包括：定义潮流展现形式配置文件；所述潮流展现形式配置文件用于定义不同类型潮流、不同大小潮流的具体展现形式；在展现三维电子沙盘时，根据所述潮流展现形式配置文件进行展现。例如，采用线条粗细代表潮流大小，交流线路潮流和直流线路潮流采用不同的展现形式。

本发明提供的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法具有以下优点：

(1)采用此种建模方法，建模得到具有多种交互功能的电网潮流三维电子沙盘，由于为一种电网潮流三维电子沙盘，采用三维模型显示电网节点，因此，提高了电网调度员的观看体验，使调度员能够非常清晰的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，从而有利于迅速做出调度决策；(2)建模得到的电网潮流三维电子沙盘，具有多种交互功能，且交互能力强，例如，可交互显示厂站实际运行参数，可交互显示通道实时状态，支持交直流通道线路漫游巡检等，从而进一步提高了电网调度员的观看体验。(3)由于本发明实现了基于电网CIM模型和电网SVG文件映射到电网潮流三维电子沙盘的过程，因此，当电网CIM模型和电网SVG文件发生变化时，可简单、高效、快速的生成对应的电网潮流三维电子沙盘，方便使用，减轻了操作人员工作负担。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，创建电网CIM模型；所述电网CIM模型包括电网设备之间的拓扑连接关系，同时，所述电网CIM模型还包括每一个电网设备的电网设备ID以及电网设备属性信息；所述电网设备属性信息包括电网设备类型；

步骤2，创建电网SVG文件；所述电网SVG文件包括每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；

步骤3，创建每一类电网设备的设备三维模型；

步骤4，读取所述电网SVG文件，获取每一类电网设备的设备图元以及每个电网设备的相对位置信息；然后，根据每个电网设备的相对位置信息，在电子沙盘载体上映射出各个电网设备的设备图元；其中，设备图元之间的相对位置与实际电网设备之间的相对位置一致；

步骤5，对于步骤4映射出的每个设备图元，根据设备图元所对应的电网设备类型，将其替换为步骤3创建的对应类型的三维模型，从而得到初始三维电子沙盘；

步骤6，读取步骤1创建的电网CIM模型，获得电网设备之间的拓扑连接关系；然后，根据所述电网设备之间的拓扑连接关系，采用连接通道连接所述初始三维电子沙盘中对应的三维模型，从而建模得到最终的三维电子沙盘。

2.根据权利要求1所述的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，其特征在于，步骤6之后，还包括：

步骤7A，建立厂站实际运行参数表；所述厂站实际运行参数表由若干个厂站实际运行参数子表组成；每个厂站实际运行参数子表对应唯一的厂站ID，用于与对应厂站的电网状态采集器连接，电网状态采集器实时采集对应厂站的厂站实时状态；所述厂站实时状态包括装机容量信息、所属地区、变压器数量、实时电压曲线、实时有功曲线和各电压等级线路条数，并将采集到的厂站实时状态存储到对应的厂站实际运行参数子表中；

步骤8A，当三维电子沙盘的某个三维厂站模型被触发时，控制模块通过读取对应的厂站实际运行参数子表，并向界面推送对应的厂站实时状态。

3.根据权利要求1所述的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，其特征在于，步骤6之后，还包括：

步骤7B，建立通道实际运行参数表；所述通道实际运行参数表由若干个通道实际运行参数子表组成；每个通道实际运行参数子表对应唯一的通道ID，用于与对应通道的通道状态采集器连接，通道状态采集器实时采集对应通道的通道实时状态；所述通道实时状态包括通道能力及通道实时功率；并将采集到的通道实时状态存储到对应的通道实际运行参数子表中；

步骤8B，当三维电子沙盘的某个三维通道被触发时，控制模块通过读取对应的通道实际运行参数子表，并向界面推送对应的通道实时状态。

4.根据权利要求1所述的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，其特征在于，步骤6之后，还包括：

当电网实际结构发生变化时，根据电网结构变化确定电网结构影响范围；根据电网结构影响范围，修改所述电网CIM模型和所述电网SVG文件，并记录所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容；

然后，根据所述电网CIM模型被修改的内容和所述电网SVG文件被修改的内容，局部调整当前的三维电子沙盘，进而得到更新后的三维电子沙盘。

5.根据权利要求1所述的一种电网潮流三维电子沙盘实时建模方法，其特征在于，步骤6之后，还包括：

定义潮流展现形式配置文件；所述潮流展现形式配置文件用于定义不同类型潮流、不同大小潮流的具体展现形式；在展现三维电子沙盘时，根据所述潮流展现形式配置文件进行展现。