CN108763669A - 一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法，包括：构建电网网络拓扑立体三维总图；建立站点实际运行参数表；控制模块具有两种控制展示模式，第一种控制展示模式为分电压等级网架展示模式；第二种控制展示模式为分区域网架展示模式。优点为：(1)可灵活在分层展示和分区展示模式之间切换，并且，由于通过n级树形存储结构进行关联联动操作，可降低系统配置的复杂度，提高分层展示和分区展示速度，提高用户使用体验；(2)具有分层展示和分区展示两种展示效果，有效根据用户需求实现针对性的连接线的展示，降低了连接线的复杂度，使调度员快速、清晰、直观的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，方便调度员高效做出调度决策。

Description

一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法

技术领域

本发明属于电网可视化展示技术领域，具体涉及一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法。

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：由于电网潮流图上显示的厂站站点非常密集，因此，厂站站点之间的连接线非常复杂，且经常存在大量交叉，由此导致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；另外，现有的潮流图功能单一，尤其当某个供电线路或厂站站点出现异常时，调度员难以及时获知此异常信息并采取对应的解决措施，由此降低了电网的运行性能。

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分层分区立体可视化展示方法，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分层分区立体可视化展示方法，包括以下步骤：

步骤1，从电力系统资源数据中获取各个厂站站点的空间数据，按照厂站站点类型划分各个厂站站点的空间数据，即：厂站站点包括三类，分别为500KV厂站站点、220KV厂站站点和110KV厂站站点；按照与厂站站点类型对应的转换算法，根据各个厂站站点的空间数据生成厂站站点的电网SVG文件和电网CIM模型；

建立相同厂站站点空间数据、电网SVG文件与电网CIM模型之间的关联引用关系；根据关联引用关系，基于电网潮流分层分区立体可视化展示算法，使用电网SVG文件引用所述空间数据和电网CIM模型，生成电网潮流分层分区立体可视化展示图；

电网潮流分层分区立体可视化展示算法包括：通过数据接口获取电网CIM模型和电网SVG文件；所述电网CIM模型包括：电网资源描述信息、电网节点坐标描述信息以及电网拓扑关系描述系统；基于所述电网CIM模型，自动化构建电网网络拓扑立体三维总图；其中，所述电网网络拓扑立体三维总图包括若干个网络节点；每个所述网络节点代表厂站站点；在所述网络节点显示对应的厂站站点的站点ID；根据供电电压等级，将厂站站点划分为3个等级，按供电电压等级由高到低的顺序，分别记为：第1等级厂站站点、第2等级厂站站点和第3等级厂站站点；其中，第1等级厂站站点是指500KV厂站站点；第2等级厂站站点是指220KV厂站站点；第3等级厂站站点是指110KV厂站站点；根据各个厂站站点之间的输电连接关系，建立3级树形存储结构；其中，按由上向下关系，第1级树形存储结构的节点存储第1等级厂站站点的站点ID；第2级树形存储结构的节点存储第2等级厂站站点的站点ID，第3级树形存储结构的节点存储第3等级厂站站点的站点ID；3级树形存储结构中的每个节点与电网网络拓扑立体三维总图中的对应节点之间建立映射关系；3级树形存储结构中的节点之间的连接线与电网网络拓扑立体三维总图中的对应连接线之间建立映射关系，因此，3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到电网网络拓扑立体三维总图中，由此建立电网网络拓扑立体三维总图中具有输送电关系的节点之间的输电连接线路；

步骤2，建立站点实际运行参数表；所述站点实际运行参数表由若干个站点实际运行参数子表组成；每个站点实际运行参数子表对应唯一的站点ID，用于与对应站点的站点采集器连接，站点采集器实时采集对应站点的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息，并将采集到的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息实时存储到对应站点的站点实际运行参数子表；

步骤3，控制模块具有两种控制展示模式，第一种控制展示模式为分电压等级网架展示模式；第二种控制展示模式为分区域网架展示模式；

当需要采用分电压等级网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图复制为3份，将3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图按自上而下方向排列，分别记为：第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图，第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图和第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图；然后，建立第1级树形存储结构的节点与第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第1级树形存储结构的节点删除或隐藏；同样，建立第2级树形存储结构的节点与第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第2级树形存储结构的节点删除或隐藏，依此类推，建立第3级树形存储结构的节点与第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第3级树形存储结构的节点删除或隐藏；

然后，将3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，进而实现3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，上级节点与下级节点之关的连接关系，由此实现分电压等级网架展示；

当需要采用分区域网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，并根据加载到的SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，根据区域划分需求，控制模块将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图划分为m个区域；然后，当需要展示区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图时，控制模块首先建立当前实时的电网网络拓扑立体三维总图的副本；然后，对副本进行分割操作，得到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图，并展示；此时，站点实际运行参数子表也同步映射到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图的对应节点，由此得到电网潮流分层分区展示图；

步骤4，监控模块实时监控电网CIM模型和电网SVG文件是否变化，如果监控到电网CIM模型变化，则启动触发模块，通过触发模块，自动生成更新后的电网网络拓扑立体三维总图；并基于更新后的电网网络拓扑立体三维总图以及更新后的电网SVG文件，自动生成更新后的电网潮流分层分区展示图。

优选的，还包括：控制模块还实时对每个站点的站点实际运行参数子表进行监控，当监控到某个站点的实际运行参数出现异常时，立即在电网网络拓扑立体三维总图中定位到异常站点，并自动动画突出展示异常站点、异常站点影响的下落线、异常站点影响的下落站点以及影响的供电片区，由此进行异常站点的告警。

本发明提供的一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法具有以下优点：

(1)为一种立体的电网潮流分层分区展示方法，可灵活在分层展示和分区展示模式之间切换，并且，由于通过3级树形存储结构进行关联联动操作，可降低系统配置的复杂度，提高分层展示和分区展示的速度，从而提高用户的使用体验；

(2)由于具有分层展示和分区展示两种展示效果，因此，有效根据用户需求实现针对性的连接线的展示，降低了连接线的复杂度，从而使调度员快速、清晰、直观的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，方便调度员高效做出调度决策；

(3)具有异常告警功能，当某个供电线路或厂站站点出现异常时，调度员能够及时获知此异常信息并采取对应的解决措施，由此提高了电网的运行性能。

(4)由于建立有电网SVG文件、电网CIM模型与电网潮流分层分区立体可视化展示图之间的级联关系，因此，当电网CIM模型更新和电网SVG文件更新时，可简单、快速、高效的生成更新后的电网潮流分层分区立体可视化展示图，方便使用。

(5)在进行电网潮流分层分区展示时，通过设置不同类型潮流数据的不同展现形式的配置文件，从而实现不同类型潮流数据的不同展现方式，方便观察。

附图说明

图1为本发明提供的一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法的流程示意图。

图2为本发明提供的分电压等级网架展示模式的具体示例图。

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分层分区立体可视化展示方法，参考图1，包括以下步骤：

从电力系统资源数据中获取各个厂站站点的空间数据，按照厂站站点类型划分各个厂站站点的空间数据，即：厂站站点包括三类，分别为500KV厂站站点、220KV厂站站点和110KV厂站站点；按照与厂站站点类型对应的转换算法，根据各个厂站站点的空间数据生成厂站站点的电网SVG文件和电网CIM模型；

建立相同厂站站点空间数据、电网SVG文件与电网CIM模型之间的关联引用关系；根据关联引用关系，基于电网潮流分层分区立体可视化展示算法，使用电网SVG文件引用所述空间数据和电网CIM模型，生成电网潮流分层分区立体可视化展示图；

其中，电网SVG文件包括厂站站点的图层类型、图元编号和图元状态，电网CIM模型数据包括厂站站点类型信息、具体属性信息和使用状态信息；建立相同厂站站点的电网SVG文件与电网CIM模型之间的关联引用关系的方法，包括：建立相同厂站站点SVG元数据的图形类型和CIM模型数据的厂站站点类型信息之间的关联关系；建立相同厂站站点SVG元数据的图元编号和CIM模型数据的具体厂站站点信息之间的关联关系；建立相同厂站站点SVG元数据的图元状态和CIM模型数据的使用状态信息之间的关联关系。根据电网SVG文件与电网CIM模型之间的关联引用关系，在SVG图形中使用引用元素引用CIM模型数据；根据CIM模型数据中的使用状态信息定义厂站站点在SVG元数据中的图元符号。

电网潮流分层分区立体可视化展示算法包括：通过数据接口获取电网CIM模型和电网SVG文件；所述电网CIM模型包括：电网资源描述信息、电网节点坐标描述信息以及电网拓扑关系描述系统；基于所述电网CIM模型，自动化构建电网网络拓扑立体三维总图；其中，所述电网网络拓扑立体三维总图包括若干个网络节点；每个所述网络节点代表厂站站点；在所述网络节点显示对应的厂站站点的站点ID；根据供电电压等级，将厂站站点划分为3个等级，按供电电压等级由高到低的顺序，分别记为：第1等级厂站站点、第2等级厂站站点和第3等级厂站站点；其中，第1等级厂站站点是指500KV厂站站点；第2等级厂站站点是指220KV厂站站点；第3等级厂站站点是指110KV厂站站点；根据各个厂站站点之间的输电连接关系，建立3级树形存储结构；其中，按由上向下关系，第1级树形存储结构的节点存储第1等级厂站站点的站点ID；第2级树形存储结构的节点存储第2等级厂站站点的站点ID，第3级树形存储结构的节点存储第3等级厂站站点的站点ID；3级树形存储结构中的每个节点与电网网络拓扑立体三维总图中的对应节点之间建立映射关系；例如，1个500kV厂站向3个220kV厂站供电；而1个220kV厂站向4个110kV厂站供电；3级树形存储结构中的节点之间的连接线与电网网络拓扑立体三维总图中的对应连接线之间建立映射关系，因此，3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到电网网络拓扑立体三维总图中，由此建立电网网络拓扑立体三维总图中具有输送电关系的节点之间的输电连接线路；

步骤2，建立站点实际运行参数表；所述站点实际运行参数表由若干个站点实际运行参数子表组成；每个站点实际运行参数子表对应唯一的站点ID，用于与对应站点的站点采集器连接，站点采集器实时采集对应站点的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息，并将采集到的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息实时存储到对应站点的站点实际运行参数子表；因此，在调度员观察电网网络拓扑立体三维总图时，只需要采用鼠标定位到某个站点，即会调取并在界面显示对应的站点实际运行参数子表，从而方便调度员简单快速的观察到各个站点的实际运行情况。

步骤3，控制模块具有两种控制展示模式，第一种控制展示模式为分电压等级网架展示模式；第二种控制展示模式为分区域网架展示模式；

当需要采用分电压等级网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图复制为3份，将3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图按自上而下方向排列，分别记为：第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图，第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图和第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图；然后，建立第1级树形存储结构的节点与第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第1级树形存储结构的节点删除或隐藏；同样，建立第2级树形存储结构的节点与第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第2级树形存储结构的节点删除或隐藏，依此类推，建立第3级树形存储结构的节点与第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第3级树形存储结构的节点删除或隐藏；

然后，将3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，进而实现3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，上级节点与下级节点之关的连接关系，由此实现分电压等级网架展示；

当需要采用分区域网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，并根据加载到的SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，根据区域划分需求，控制模块将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图划分为m个区域；然后，当需要展示区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图时，控制模块首先建立当前实时的电网网络拓扑立体三维总图的副本；然后，对副本进行分割操作，得到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图，并展示；此时，站点实际运行参数子表也同步映射到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图的对应节点，由此得到电网潮流分层分区展示图；

在进行电网潮流分层分区展示时，可进一步设置不同类型潮流数据的不同展现形式的配置文件，从而实现不同类型潮流数据的不同展现方式，例如，如果潮流数据较大，则以粗箭头展示；如果潮流数据较小，则以细箭头展示等，从而方便观察。

步骤4，监控模块实时监控电网CIM模型和电网SVG文件是否变化，如果监控到电网CIM模型变化，则启动触发模块，通过触发模块，自动生成更新后的电网网络拓扑立体三维总图；并基于更新后的电网网络拓扑立体三维总图以及更新后的电网SVG文件，自动生成更新后的电网潮流分层分区展示图。

还包括：

控制模块还实时对每个站点的站点实际运行参数子表进行监控，当监控到某个站点的实际运行参数出现异常时，立即在电网网络拓扑立体三维总图中定位到异常站点，并自动动画突出展示异常站点、异常站点影响的下落线、异常站点影响的下落站点以及影响的供电片区，由此进行异常站点的告警。

本发明提供的一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法具有以下优点：

(1)为一种立体的电网潮流分层分区展示方法，可灵活在分层展示和分区展示模式之间切换，并且，由于通过n级树形存储结构进行关联联动操作，可降低系统配置的复杂度，提高分层展示和分区展示的速度，从而提高用户的使用体验；

(2)由于具有分层展示和分区展示两种展示效果，因此，有效根据用户需求实现针对性的连接线的展示，降低了连接线的复杂度，从而使调度员快速、清晰、直观的观察到各厂站站点之间的配送电输送关系，方便调度员高效做出调度决策；

(3)具有异常告警功能，当某个供电线路或厂站站点出现异常时，调度员能够及时获知此异常信息并采取对应的解决措施，由此提高了电网的运行性能。

(4)由于建立有电网SVG文件、电网CIM模型与电网潮流分层分区立体可视化展示图之间的级联关系，因此，当电网CIM模型更新和电网SVG文件更新时，可简单、快速、高效的生成更新后的电网潮流分层分区立体可视化展示图，方便使用。

(5)在进行电网潮流分层分区展示时，通过设置不同类型潮流数据的不同展现形式的配置文件，从而实现不同类型潮流数据的不同展现方式，方便观察。

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 (2)

1.一种电网潮流分层分区立体可视化展示方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，从电力系统资源数据中获取各个厂站站点的空间数据，按照厂站站点类型划分各个厂站站点的空间数据，即：厂站站点包括三类，分别为500KV厂站站点、220KV厂站站点和110KV厂站站点；按照与厂站站点类型对应的转换算法，根据各个厂站站点的空间数据生成厂站站点的电网SVG文件和电网CIM模型；

建立相同厂站站点空间数据、电网SVG文件与电网CIM模型之间的关联引用关系；根据关联引用关系，基于电网潮流分层分区立体可视化展示算法，使用电网SVG文件引用所述空间数据和电网CIM模型，生成电网潮流分层分区立体可视化展示图；

电网潮流分层分区立体可视化展示算法包括：通过数据接口获取电网CIM模型和电网SVG文件；所述电网CIM模型包括：电网资源描述信息、电网节点坐标描述信息以及电网拓扑关系描述系统；基于所述电网CIM模型，自动化构建电网网络拓扑立体三维总图；其中，所述电网网络拓扑立体三维总图包括若干个网络节点；每个所述网络节点代表厂站站点；在所述网络节点显示对应的厂站站点的站点ID；根据供电电压等级，将厂站站点划分为3个等级，按供电电压等级由高到低的顺序，分别记为：第1等级厂站站点、第2等级厂站站点和第3等级厂站站点；其中，第1等级厂站站点是指500KV厂站站点；第2等级厂站站点是指220KV厂站站点；第3等级厂站站点是指110KV厂站站点；根据各个厂站站点之间的输电连接关系，建立3级树形存储结构；其中，按由上向下关系，第1级树形存储结构的节点存储第1等级厂站站点的站点ID；第2级树形存储结构的节点存储第2等级厂站站点的站点ID，第3级树形存储结构的节点存储第3等级厂站站点的站点ID；3级树形存储结构中的每个节点与电网网络拓扑立体三维总图中的对应节点之间建立映射关系；3级树形存储结构中的节点之间的连接线与电网网络拓扑立体三维总图中的对应连接线之间建立映射关系，因此，3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到电网网络拓扑立体三维总图中，由此建立电网网络拓扑立体三维总图中具有输送电关系的节点之间的输电连接线路；

步骤2，建立站点实际运行参数表；所述站点实际运行参数表由若干个站点实际运行参数子表组成；每个站点实际运行参数子表对应唯一的站点ID，用于与对应站点的站点采集器连接，站点采集器实时采集对应站点的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息，并将采集到的站点有功信息、站点无功信息、站点进线线路信息以及站点出线线路信息实时存储到对应站点的站点实际运行参数子表；

步骤3，控制模块具有两种控制展示模式，第一种控制展示模式为分电压等级网架展示模式；第二种控制展示模式为分区域网架展示模式；

当需要采用分电压等级网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图复制为3份，将3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图按自上而下方向排列，分别记为：第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图，第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图和第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图；然后，建立第1级树形存储结构的节点与第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第1个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第1级树形存储结构的节点删除或隐藏；同样，建立第2级树形存储结构的节点与第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第2个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第2级树形存储结构的节点删除或隐藏，依此类推，建立第3级树形存储结构的节点与第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图之间的映射关系，进而将第3个当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中不属于第3级树形存储结构的节点删除或隐藏；

然后，将3级树形存储结构中的节点之间的连接线映射到3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，进而实现3份当前实时的电网网络拓扑立体三维总图中，上级节点与下级节点之关的连接关系，由此实现分电压等级网架展示；

当需要采用分区域网架展示模式时，控制模块执行以下操作：

控制模块加载电网SVG文件，并根据加载到的SVG文件，生成电网潮流分层分区展示图；具体的，根据区域划分需求，控制模块将当前实时的电网网络拓扑立体三维总图划分为m个区域；然后，当需要展示区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图时，控制模块首先建立当前实时的电网网络拓扑立体三维总图的副本；然后，对副本进行分割操作，得到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图，并展示；此时，站点实际运行参数子表也同步映射到区域A的当前实时的电网网络拓扑立体三维子图的对应节点，由此得到电网潮流分层分区展示图；

步骤4，监控模块实时监控电网CIM模型和电网SVG文件是否变化，如果监控到电网CIM模型变化，则启动触发模块，通过触发模块，自动生成更新后的电网网络拓扑立体三维总图；并基于更新后的电网网络拓扑立体三维总图以及更新后的电网SVG文件，自动生成更新后的电网潮流分层分区展示图。

2.根据权利要求1所述的电网潮流分层分区立体可视化展示方法，其特征在于，还包括：

控制模块还实时对每个站点的站点实际运行参数子表进行监控，当监控到某个站点的实际运行参数出现异常时，立即在电网网络拓扑立体三维总图中定位到异常站点，并自动动画突出展示异常站点、异常站点影响的下落线、异常站点影响的下落站点以及影响的供电片区，由此进行异常站点的告警。