專(zhuān)利名稱(chēng)：電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，屬于電力系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在“十一五”期間，國(guó)家提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，對(duì)于電網(wǎng)企業(yè)，需要通過(guò)安全調(diào) 度進(jìn)一步提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性，促進(jìn)電網(wǎng)的可持續(xù)性發(fā)展，創(chuàng)造更高的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì) 效益。運(yùn)行中的電力系統(tǒng)不斷產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，為了對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)的安全監(jiān)視，調(diào)度員需要 密切關(guān)注這些數(shù)據(jù)，并從中辨別出系統(tǒng)是否存在安全、穩(wěn)定等方面問(wèn)題，尤其是對(duì)于長(zhǎng)春電 網(wǎng)這樣一個(gè)大型的省會(huì)級(jí)的地區(qū)電網(wǎng)，如何在電網(wǎng)調(diào)度安全性上進(jìn)一步提高更是實(shí)現(xiàn)可持 續(xù)性發(fā)展重要手段。長(zhǎng)春地調(diào)原有主接線圖是二維的，數(shù)據(jù)來(lái)源于電量采集系統(tǒng)，雖然顯示速度快、顯 示數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，卻存在不能適應(yīng)大量顯示數(shù)據(jù)的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其可以快速、高效、直觀的 表達(dá)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，以便調(diào)度員迅速了解當(dāng)前系統(tǒng)中是否存在問(wèn)題以及問(wèn)題的嚴(yán)重程度， 并使調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行情況能有整體和宏觀的把握；在人機(jī)界面中，能使幾種可視化表 達(dá)方式和傳統(tǒng)的二維主接線圖顯示方式之間靈活切換。本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于可視 化系統(tǒng)由總控電路、三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊、三維管道模型處理模 塊和三維箭頭模型處理模塊組成，總控電路控制三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處 理模塊、三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊；總控電路以EMS系統(tǒng)為數(shù)據(jù)來(lái) 源，將其分為電壓類(lèi)數(shù)據(jù)、無(wú)功裕度類(lèi)數(shù)據(jù)、潮流類(lèi)數(shù)據(jù)和穩(wěn)定類(lèi)數(shù)據(jù)；其中電壓類(lèi)類(lèi)型的 數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊將其加工為三維曲面圖到三維柱狀 圖；無(wú)功裕度類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊將其加工為三維柱狀圖；潮流類(lèi)型的數(shù) 據(jù)由三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊將其加工為三維管道圖和三維柱狀 圖；穩(wěn)定類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊將其加工為三維曲 面圖到三維柱狀圖；實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)的接口，遵循IEC61970標(biāo)準(zhǔn)。所述的電壓類(lèi)數(shù)據(jù)在三維柱狀圖下，將主網(wǎng)架中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓用一個(gè)圓柱表 示，并使用不同的顏色和高度表示電壓的高低，可以直觀地表現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)電壓 大小。所述的無(wú)功裕度類(lèi)數(shù)據(jù)是以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維柱狀圖展示各主 要廠站的無(wú)功裕度，包括發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)旋轉(zhuǎn)無(wú)功裕度、電容器、電抗器固定無(wú)功裕度及旋 轉(zhuǎn)無(wú)功裕度與固定無(wú)功裕度之和即無(wú)功裕度總加。所述的潮流類(lèi)數(shù)據(jù)是以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，將線路上的有功傳輸功率用 三維管道圖的方式展現(xiàn)，通過(guò)管道的粗細(xì)和顏色變化直觀表現(xiàn)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下各線路有功傳輸功率的分布情況。所述的穩(wěn)定類(lèi)數(shù)據(jù)是以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維曲面圖和三維柱狀圖 展示各廠站的電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)表征的是該廠站可增長(zhǎng)的負(fù)荷裕度與當(dāng)前負(fù)荷之間的比值。本發(fā)明的積極效果是采用實(shí)時(shí)三維可視化的表達(dá)方法，在二維的主接線圖基礎(chǔ)上 充分利用第三個(gè)維度，快速、高效和直觀地表達(dá)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，便于調(diào)度員了解當(dāng)前系統(tǒng)中 是否存在問(wèn)題以及問(wèn)題的嚴(yán)重程度，加強(qiáng)調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行情況整體和宏觀的把握能 力；開(kāi)發(fā)采用Qt/OpenGL技術(shù)，以滿足控制中心實(shí)時(shí)應(yīng)用要求，解決已有技術(shù)不能跨平臺(tái)的 問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)與EMS系統(tǒng)的集成。


圖1為本發(fā)明的電路原理圖；
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述如圖1所示，電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)， 其特征在于可視化系統(tǒng)由總控電路、三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊、三 維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊組成，總控電路控制三維柱狀模型處理模 塊、三維曲面模型處理模塊、三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊；總控電路 以EMS系統(tǒng)為數(shù)據(jù)來(lái)源，將其分為電壓類(lèi)數(shù)據(jù)、無(wú)功裕度類(lèi)數(shù)據(jù)、潮流類(lèi)數(shù)據(jù)和穩(wěn)定類(lèi)數(shù) 據(jù)；其中電壓類(lèi)類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊將其加工為 三維曲面圖到三維柱狀圖；無(wú)功裕度類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊將其加工為三維 柱狀圖；潮流類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊將其加工為 三維管道圖和三維柱狀圖；穩(wěn)定類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理 模塊將其加工為三維曲面圖到三維柱狀圖；實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)與EMS系統(tǒng)的接口，遵循 IEC61970 標(biāo)準(zhǔn)。電壓類(lèi)信息子系統(tǒng)模塊生成支持從三維曲面圖到三維柱狀圖的畫(huà)面切換。在三維柱狀圖下，將主網(wǎng)架中的每 個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓用一個(gè)圓柱表示，并使用不同的顏色和高度表示電壓的高低，可以直觀地表 現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)電壓大小。三維曲面圖和三維柱狀圖都可以隨著長(zhǎng)春電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 的刷新而變化，起到實(shí)時(shí)檢視和預(yù)警的作用。無(wú)功裕度類(lèi)信息子系統(tǒng)模塊生成以長(zhǎng)春電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維柱狀圖展示各主要廠站的無(wú)功裕度， 包括旋轉(zhuǎn)無(wú)功裕度(發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī))、固定無(wú)功裕度(電容器、電抗器)、無(wú)功裕度總加(旋 轉(zhuǎn)無(wú)功裕度與固定無(wú)功裕度之和)。每個(gè)廠站對(duì)應(yīng)一個(gè)圓柱，并使用不同的顏色和高度表示 無(wú)功裕度數(shù)值的相對(duì)大小。潮流類(lèi)信息子系統(tǒng)模塊生成以長(zhǎng)春電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，將線路上的有功傳輸功率用三維管道圖的方 式展現(xiàn)，通過(guò)管道的粗細(xì)和顏色變化直觀表現(xiàn)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下各線路有功傳輸功率的分布 情況。支持三維管道圖和三維箭頭圖之間的畫(huà)面切換。三維管道圖和三維柱狀圖都可以隨電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的刷新而不斷變化，起到實(shí)時(shí)監(jiān)視和預(yù)警的作用。穩(wěn)定類(lèi)信息子系統(tǒng)模塊生成以長(zhǎng)春電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維曲面圖和三維柱狀圖展示主要廠站的 穩(wěn)定裕度指標(biāo)。各廠站的電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)表征的是該廠站可增長(zhǎng)的負(fù)荷裕度與當(dāng)前負(fù)荷 之間的比值。
權(quán)利要求
1.電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于可視化系統(tǒng)由總控電路、三維柱狀模型處 理模塊、三維曲面模型處理模塊、三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊組成，總 控電路控制三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊、三維管道模型處理模塊和三 維箭頭模型處理模塊；總控電路以EMS系統(tǒng)為數(shù)據(jù)來(lái)源，將其分為電壓類(lèi)數(shù)據(jù)、無(wú)功裕度類(lèi) 數(shù)據(jù)、潮流類(lèi)數(shù)據(jù)和穩(wěn)定類(lèi)數(shù)據(jù)；其中電壓類(lèi)類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理模塊、三維曲 面模型處理模塊將其加工為三維曲面圖到三維柱狀圖；無(wú)功裕度類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模 型處理模塊將其加工為三維柱狀圖；潮流類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維管道模型處理模塊和三維箭頭 模型處理模塊將其加工為三維管道圖和三維柱狀圖；穩(wěn)定類(lèi)型的數(shù)據(jù)由三維柱狀模型處理 模塊、三維曲面模型處理模塊將其加工為三維曲面圖到三維柱狀圖；實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng) 與EMS系統(tǒng)的接口，遵循IEC61970標(biāo)準(zhǔn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于所述的電壓類(lèi)數(shù)據(jù)在 三維柱狀圖下，將主網(wǎng)架中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓用一個(gè)圓柱表示，并使用不同的顏色和高度 表示電壓的高低，可以直觀地表現(xiàn)不同節(jié)點(diǎn)之間的相對(duì)電壓大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于所述的無(wú)功裕度類(lèi)數(shù) 據(jù)是以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維柱狀圖展示各主要廠站的無(wú)功裕度，包括發(fā)電 機(jī)、調(diào)相機(jī)旋轉(zhuǎn)無(wú)功裕度、電容器、電抗器固定無(wú)功裕度及旋轉(zhuǎn)無(wú)功裕度與固定無(wú)功裕度之 和即無(wú)功裕度總加。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于所述的潮流類(lèi)數(shù)據(jù)是 以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，將線路上的有功傳輸功率用三維管道圖的方式展現(xiàn)，通過(guò) 管道的粗細(xì)和顏色變化直觀表現(xiàn)當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下各線路有功傳輸功率的分布情況。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于所述的穩(wěn)定類(lèi)數(shù)據(jù)是 以電網(wǎng)的主網(wǎng)架地理圖為背景，用三維曲面圖和三維柱狀圖展示各廠站的電壓穩(wěn)定裕度指 標(biāo)表征的是該廠站可增長(zhǎng)的負(fù)荷裕度與當(dāng)前負(fù)荷之間的比值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)實(shí)時(shí)三維可視化系統(tǒng)，其特征在于總控電路控制三維柱狀模型處理模塊、三維曲面模型處理模塊、三維管道模型處理模塊和三維箭頭模型處理模塊；總控電路以EMS系統(tǒng)為數(shù)據(jù)來(lái)源，將其分為電壓類(lèi)數(shù)據(jù)、無(wú)功裕度類(lèi)數(shù)據(jù)、潮流類(lèi)數(shù)據(jù)和穩(wěn)定類(lèi)數(shù)據(jù)；遵循IEC61970標(biāo)準(zhǔn)?？煽焖?、高效和直觀地表達(dá)電網(wǎng)中的數(shù)據(jù)，便于調(diào)度員了解當(dāng)前系統(tǒng)中是否存在問(wèn)題以及問(wèn)題的嚴(yán)重程度，開(kāi)發(fā)采用Qt/OpenGL技術(shù)，以滿足控制中心實(shí)時(shí)應(yīng)用要求，解決已有技術(shù)不能跨平臺(tái)的問(wèn)題；實(shí)現(xiàn)與EMS系統(tǒng)的集成。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102081756SQ200910217960
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2009年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者劉曉航, 劉陽(yáng), 孫莉, 張喜林, 張鵬宇, 王書(shū)春, 王宏謙, 王金霞, 石鈺, 陳亞芳, 韓國(guó)煒 申請(qǐng)人:吉林省電力有限公司長(zhǎng)春供電公司