陳杰

（中國(guó)鐵建電氣化局集團(tuán)有限公司北京城市軌道工程公司，北京 100043）

0 引言

電力是主要能源之一，在中國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。當(dāng)前，中國(guó)的電力需求正在逐年增加，為了使中國(guó)的電網(wǎng)更加規(guī)范和科學(xué)，中國(guó)宣布了一系列與電力傳輸有關(guān)的計(jì)劃和戰(zhàn)略，并因此對(duì)電力行業(yè)提出了新的要求。電力自動(dòng)化的發(fā)展，使得越來(lái)越多的信息數(shù)據(jù)需要得到完善的管理，因此，電力部門(mén)的相關(guān)運(yùn)營(yíng)商可以將現(xiàn)代信息技術(shù)的可視化技術(shù)與電力傳輸自動(dòng)化相結(jié)合，有效地提高電力傳輸效率。它還可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的功率傳輸。因此，如何科學(xué)地將電力傳輸自動(dòng)化與最新的信息可視化技術(shù)有效地結(jié)合在一起，以及如何將可視化技術(shù)更好地應(yīng)用于電力調(diào)度自動(dòng)化，是當(dāng)今電力部門(mén)所有員工的關(guān)注點(diǎn)[1]。

1 可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)資源提出了新的要求，各行各業(yè)所需的資源數(shù)量在增加，電力作為重要的能源，已成為人們主要的能源需求。人們的生活離不開(kāi)資源，工廠的生產(chǎn)和工作也離不開(kāi)電力資源。人們需要大量穩(wěn)定的可持續(xù)電力資源，提高電力自動(dòng)化水平可以提高其性能。因此，我們需要充分了解自動(dòng)化系統(tǒng)和運(yùn)行要求，并了解其功能，以使系統(tǒng)能夠更好地為用戶服務(wù)，提供持續(xù)穩(wěn)定的電源，保障人們的生產(chǎn)和生活需求[2]。

1.1 自動(dòng)化系統(tǒng)與可視化技術(shù)間的關(guān)系

電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)以電力系統(tǒng)為依托，以當(dāng)前廣泛使用的科學(xué)技術(shù)為技術(shù)藍(lán)圖，是確保電力持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的系統(tǒng)方法。電力調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)包括電子通信技術(shù)，軟件技術(shù)等技術(shù)。開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)與技術(shù)的融合，并充分利用各種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，使自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行成為可能，并為自動(dòng)化系統(tǒng)提供基本保證。相關(guān)電力設(shè)備及其企業(yè)使用電子技術(shù)來(lái)管理電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，并在操作，監(jiān)視和問(wèn)題處理過(guò)程中實(shí)現(xiàn)真正的自動(dòng)化。隨著電力自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用的增加，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)存在的問(wèn)題日益增多。因此，要能夠針對(duì)現(xiàn)狀出現(xiàn)的具體問(wèn)題采取相對(duì)應(yīng)的解決措施，然后從現(xiàn)狀中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題入手，繼續(xù)研究電力調(diào)度自動(dòng)化應(yīng)用中的現(xiàn)狀[3]。

1.2 可視化技術(shù)對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)的推動(dòng)作用

當(dāng)前，輸電自動(dòng)化是中國(guó)輸電運(yùn)營(yíng)中的主要應(yīng)用方法。輸電自動(dòng)化是一種基于計(jì)算機(jī)通信技術(shù)的自動(dòng)控制模式，該計(jì)算機(jī)通信技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的整體監(jiān)控和布局，并可以收集，配置和分析整個(gè)電網(wǎng)的信息，并對(duì)采集的結(jié)果進(jìn)行科學(xué)有效的分析，從而可以在整個(gè)電網(wǎng)中以最科學(xué)的方式使用電力。換句話說(shuō)，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)收集數(shù)據(jù)信息，并進(jìn)行建模，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的可視化和直觀。對(duì)圖形和圖像的感知遠(yuǎn)大于對(duì)各種數(shù)據(jù)的感知，因此將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換為圖形模型可以幫助人們更快，更準(zhǔn)確地找到他們所需的信息。電力調(diào)度自動(dòng)化中可視化技術(shù)的工作原理是對(duì)電力調(diào)度自動(dòng)化中收集的信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字模擬，然后使用計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)換生成高度可視化的圖形，從而快速準(zhǔn)確地找到所需信息內(nèi)容[4]。

2 可視化技術(shù)在自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用形式

可視化技術(shù)與其他現(xiàn)代信息技術(shù)一樣，使用可視化技術(shù)的過(guò)程是數(shù)據(jù)收集，分析和轉(zhuǎn)換。具體而言，可視化技術(shù)收集各種數(shù)據(jù)和信息，然后通過(guò)處理和合并組織的數(shù)據(jù)來(lái)關(guān)注數(shù)據(jù)的內(nèi)容。在執(zhí)行標(biāo)記，分類和釋放集成數(shù)據(jù)信息之后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，同時(shí)，處理為以核心數(shù)據(jù)內(nèi)容為關(guān)鍵點(diǎn)的一維，二維和三維圖像，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)將其成像，例如圖形，然后通過(guò)科學(xué)分析在員工面前展示?？梢暬夹g(shù)可以根據(jù)工作內(nèi)容，突出的工作過(guò)程，或者改變實(shí)際操作過(guò)程的方法，從而對(duì)數(shù)據(jù)信息收集過(guò)程中收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證和分析，以確?？梢暬^(guò)程的準(zhǔn)確性?？梢暬夹g(shù)開(kāi)發(fā)過(guò)程，主要指的是視覺(jué)信息技術(shù)的發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，視覺(jué)信息技術(shù)的發(fā)展過(guò)程大致分為以下幾個(gè)階段。科學(xué)技術(shù)的可視化是使用收集的數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)創(chuàng)建圖形和圖像，并更直觀地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖形的轉(zhuǎn)換，從而為開(kāi)發(fā)企業(yè)提供更多信息。數(shù)據(jù)可視化基于科學(xué)和技術(shù)可視化，并使用計(jì)算機(jī)分析收集的數(shù)據(jù)創(chuàng)建圖像以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)可視化。信息可視化比數(shù)據(jù)可視化更進(jìn)一步。它主要收集和分析信息，最后創(chuàng)建圖像以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，而知識(shí)可視化是當(dāng)今可視化技術(shù)中最先進(jìn)的技術(shù)。知識(shí)可視化是對(duì)知識(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)生成圖形并生成抽象知識(shí)，知識(shí)可視化有助于知識(shí)的傳播和理解[5]。

3 可視化技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度自動(dòng)化的現(xiàn)實(shí)價(jià)值

可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的應(yīng)用主要是計(jì)算機(jī)圖形可視化技術(shù)和語(yǔ)音技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化中的結(jié)合。電力調(diào)度自動(dòng)化從電網(wǎng)收集數(shù)據(jù)信息，并通過(guò)可視化技術(shù)模擬此信息。構(gòu)造二維圖形或三維圖形，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)或可視化屏幕進(jìn)行播放，以更直觀地向員工展示電力數(shù)據(jù)信息，使員工一目了然地看到整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)。在電力調(diào)度自動(dòng)化中，可視化技術(shù)主要包括工作步驟：數(shù)據(jù)圖形顯示、實(shí)時(shí)觀察等[6]。

3.1 使員工的工作更加高效

數(shù)據(jù)圖形分為二維圖形和三維圖形。2D圖形的組成是收集有關(guān)電網(wǎng)的點(diǎn)，線和平面的數(shù)據(jù)信息，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)生成2D圖形。二維圖形的表示方法主要包括動(dòng)態(tài)功率流程圖和等距線?？梢暬夹g(shù)生成的二維圖形使員工可以更直觀地了解點(diǎn)，線和面的信息和數(shù)據(jù)，并更快地了解總體電源計(jì)劃。二維圖形更簡(jiǎn)單，更精確地創(chuàng)建信息點(diǎn)，這對(duì)于自動(dòng)化系統(tǒng)非常重要。也有利于員工更加熟悉自身的工作任務(wù)。3D圖形是2D圖形的演變，它由許多二維圖形數(shù)據(jù)和信息組成。三維圖形的形式主要是三維圖像旋轉(zhuǎn)，與二維圖形相比，三維圖形要求操作員在創(chuàng)建三維圖形時(shí)，繪制盡可能簡(jiǎn)單，因?yàn)閿?shù)據(jù)信息更全面，更完整，更直觀[7]。

3.2 有利于監(jiān)督工作的開(kāi)展

通過(guò)分析2D圖形和3D圖形，員工可以直觀地了解特定的電源情況，并且通過(guò)各種圖像的真實(shí)性，管理部門(mén)可以及時(shí)了解線路的實(shí)際功率和電廠的電源。員工可以實(shí)時(shí)觀察和監(jiān)控。通過(guò)觀察分析發(fā)電機(jī)自動(dòng)控制和電壓自動(dòng)控制的結(jié)果，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示的這些數(shù)據(jù)的效果圖，員工可以更清晰，及時(shí)地了解電網(wǎng)狀況，更好地控制整個(gè)電網(wǎng)，因此，可以有效減輕員工的負(fù)擔(dān)和工作量。

3.3 有利于維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性

綜合智能警報(bào)是整個(gè)電力自動(dòng)化系統(tǒng)的警報(bào)機(jī)制，對(duì)各種監(jiān)控系統(tǒng)和電力自動(dòng)化警報(bào)信息進(jìn)行匯總分析后，生成圖像進(jìn)行顯示，以便員工進(jìn)行更準(zhǔn)確的計(jì)算。如果電網(wǎng)發(fā)生故障，警報(bào)系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)警報(bào)。員工可以通過(guò)計(jì)算機(jī)或其他成像設(shè)備調(diào)用整個(gè)配電自動(dòng)化系統(tǒng)，并且通過(guò)圖像分析，員工可以快速而準(zhǔn)確地了解故障的原因和位置，以便員工可以進(jìn)行緊急維修，準(zhǔn)確快速地在可視化的三維地理圖像中識(shí)別出故障的原因和故障的位置。并且可視化技術(shù)在維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面起著重要的作用。

3.4 有利于電網(wǎng)系統(tǒng)的維持運(yùn)行

為了確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行，電力用戶能夠更方便地享受到用電服務(wù)，專業(yè)人員就必須根據(jù)實(shí)際狀況協(xié)調(diào)整個(gè)電力系統(tǒng)。這樣做有一定優(yōu)勢(shì)作用，首先，這能夠滿足客戶的需求，其次，能確保電網(wǎng)系統(tǒng)在安全穩(wěn)定的環(huán)境中運(yùn)行。與此同時(shí)，調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)在電力中有廣泛應(yīng)用，一方面能夠減少安全事故發(fā)生頻率，另一方面也能提高電網(wǎng)運(yùn)行的效率，能夠提高電力設(shè)備的使用時(shí)間，確保電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)營(yíng)。此外，在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，要避免出現(xiàn)電力系統(tǒng)崩潰或者是停電問(wèn)題，這樣做不利于用戶正常用電，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生連鎖性事故[8]。

4 可視化技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的發(fā)展

可視化技術(shù)在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用并獲得了一致好評(píng)。用戶越來(lái)越信賴可視化技術(shù)，歸根結(jié)底在于其在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果，有較大的發(fā)展空間。隨著時(shí)代的發(fā)展，技術(shù)的提升，可視化技術(shù)也越來(lái)越完善，其應(yīng)用領(lǐng)域較廣泛，在智能化領(lǐng)域，科技化領(lǐng)域都有發(fā)展。結(jié)合目前趨勢(shì)來(lái)看，了解到可視化技術(shù)與計(jì)算機(jī)能夠有機(jī)結(jié)合，其已經(jīng)開(kāi)始向自動(dòng)化操作實(shí)行。在電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中，需要對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行采納，收集并進(jìn)行自我判斷。結(jié)合時(shí)代發(fā)展需要，了解到科學(xué)化技術(shù)提升，使得可視化技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的案例越來(lái)越多，其數(shù)據(jù)分析能力較強(qiáng)，能夠切實(shí)的解決實(shí)質(zhì)性問(wèn)題。與此同時(shí)，這也利于控制發(fā)電站運(yùn)行。可視化技術(shù)具有監(jiān)控的作用，能使電力系統(tǒng)不同部門(mén)更好的合作，更好地促進(jìn)工作人員的交流，是實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)自動(dòng)化管理的有效措施。電力企業(yè)調(diào)度人員需要做好人機(jī)協(xié)作工作，整理信息，打印處理后的信息資料，做好文件管理工作，這有利于了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，提高電力調(diào)度管理水平。電力調(diào)度自動(dòng)化是電力企業(yè)未來(lái)的發(fā)展方向，可視化技術(shù)是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，可以為電力調(diào)度提供可參考信息，實(shí)現(xiàn)用電安全。

5 結(jié)論

總之，社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)資源。電力的分配是整個(gè)電力機(jī)構(gòu)運(yùn)行的關(guān)鍵因素。合理的電力分配可以使電力更加合理和有效。將可視化技術(shù)應(yīng)用于電力調(diào)度自動(dòng)化，可以完全解決傳統(tǒng)的電力調(diào)度存在的許多問(wèn)題，并且可視化技術(shù)可以通過(guò)信息和數(shù)據(jù)分析生成直觀的二維或三維圖形。通過(guò)對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的直觀了解，它可以使供電更加科學(xué)合理。將可視化技術(shù)應(yīng)用到自動(dòng)化系統(tǒng)中，它可以有效地提高電力應(yīng)用的效率和科學(xué)性，并促進(jìn)中國(guó)電力行業(yè)的迅速發(fā)展。