專利名稱：一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)監(jiān)控方法，尤其涉及一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，屬于配電自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)主要通過分布在不同地點(diǎn)的監(jiān)控終端采集配電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，并在配電主站監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行匯集，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)運(yùn)行狀況的整體監(jiān)視。它是配電系統(tǒng)安全、經(jīng)濟(jì)、可靠運(yùn)行的重要支柱之一。
配電網(wǎng)的負(fù)載狀態(tài)(即負(fù)載率)是配網(wǎng)安全的重要指標(biāo)，也是配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的重要監(jiān)視對象。負(fù)載狀態(tài)(即負(fù)載率)是指電網(wǎng)中載流設(shè)備內(nèi)實(shí)際電流占額定電流的比例。當(dāng)配電設(shè)備中實(shí)際電流大于額定電流時(shí)，負(fù)載率大于1.0，則電網(wǎng)設(shè)備處于危險(xiǎn)狀態(tài)。 若在一段時(shí)間內(nèi)未加處理，將導(dǎo)致配電設(shè)備因?yàn)檫^熱而損壞，而且還將造成停電事故，帶來更大的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。
目前，配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)對線路負(fù)載狀態(tài)的顯示方式主要有兩種
一.在監(jiān)控接線圖或地理圖上對過載設(shè)備進(jìn)行標(biāo)記
若配電網(wǎng)中的某設(shè)備發(fā)生負(fù)載越限，則在監(jiān)控接線圖或地理圖上采用特殊的標(biāo)記標(biāo)出負(fù)載水平。例如用顏色深淺表示負(fù)載率的大小，并在負(fù)載越限時(shí)進(jìn)行閃爍等。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于將設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)與電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地理關(guān)系結(jié)合起來，表達(dá)自然。但由于配電網(wǎng)的規(guī)模很大，配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)中的顯示設(shè)備無法通過一幅畫面監(jiān)視全部配電設(shè)備的負(fù)載狀態(tài)。
二.通過列表動(dòng)態(tài)監(jiān)視載流設(shè)備的負(fù)載狀態(tài)
這種方式可以實(shí)現(xiàn)按照電流絕對值大小和負(fù)載率大小的排序，但該方式不能表達(dá)配電網(wǎng)絡(luò)分層、分區(qū)的運(yùn)行特點(diǎn)，電網(wǎng)調(diào)度人員只能感知到單個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，不能一目了然地把握配電設(shè)備上下游負(fù)載率的關(guān)聯(lián)情況。
在申請?zhí)枮?01010614993.3的中國發(fā)明專利申請中，公開了一種配電線路供電范圍的顯示方法。該方法包括以下步驟通過軟件把多種不同的單一的數(shù)字信息轉(zhuǎn)為圖形信息；根據(jù)計(jì)量監(jiān)測設(shè)備與配電變壓器、配電線路的關(guān)聯(lián)管理和計(jì)量監(jiān)測設(shè)備的地理位置分布信息，展示單條配電線路或某個(gè)管理區(qū)域內(nèi)供電的地理范圍情況；計(jì)量監(jiān)測設(shè)備安裝在配電變壓器旁邊，因此能在軟件系統(tǒng)WEB窗口頁面上直觀地顯示配電變壓器的安裝地理位置、地域分布密度、所屬供電線路供電范圍分布、當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)信息和相關(guān)信息，使監(jiān)控人員能夠準(zhǔn)確地顯示、了解控制區(qū)域的地理指引和情況。通過該顯示方法，能夠準(zhǔn)確快速地了解、控制對應(yīng)選定區(qū)域?qū)⒁l(fā)生或發(fā)生了的情況，以便通知相關(guān)人員及時(shí)做出對應(yīng)的處理。但是，該顯示方法并不能直接應(yīng)用到配電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控中。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法。該方法可以提供精煉、直觀的配電網(wǎng)負(fù)載水平圖形化表達(dá)方式，方便實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)運(yùn)行狀況的整體監(jiān)視。
為實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述的技術(shù)方案
一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于
(1)設(shè)置配電網(wǎng)的線路狀態(tài)監(jiān)測限值和負(fù)載水平顏色配置；
(2)選擇所要監(jiān)測的線路，獲取要顯示的線路個(gè)數(shù)和線路名稱，對初始圓形按所述線路個(gè)數(shù)進(jìn)行扇形分區(qū)；
(3)對配電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治觯纬伤雠潆娋W(wǎng)的樹狀網(wǎng)絡(luò)；
(4)對線路進(jìn)行廣度深度拓?fù)渌阉鳎纬蓸錉罱Y(jié)構(gòu)層次記錄；
(5)根據(jù)所述樹狀結(jié)構(gòu)層級(jí)記錄，繪制線路層次關(guān)系圖形；
(6)根據(jù)線路的量測數(shù)據(jù)，計(jì)算線路的負(fù)載率；
(7)根據(jù)所述負(fù)載率，按照所述負(fù)載水平顏色配置，填充線路所在的扇形區(qū)域。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)
1.顯示全面、集中
本發(fā)明所生成的可視化圖形可以集中顯示配電網(wǎng)中各線路的負(fù)載水平，線路顯示齊全。
2.能夠反映出線路的層次結(jié)構(gòu)
通過扇形圖的繪制，線路的拓?fù)鋵哟谓Y(jié)構(gòu)一目了然。
3.負(fù)載水平監(jiān)視簡單
通過不同顏色表示不同的負(fù)載水平，使電網(wǎng)調(diào)度人員的監(jiān)控工作簡單直觀。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1為本發(fā)明所提供的可視化實(shí)現(xiàn)方法的整體流程圖2為本可視化實(shí)現(xiàn)方法所生成的配電網(wǎng)可視化圖形的一個(gè)示例；
圖3為某條線路經(jīng)過拓?fù)浞治鲂纬傻臉錉钸B接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
由于配電網(wǎng)具有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)巨大、監(jiān)視信息量大、覆蓋范圍廣、運(yùn)行操作頻繁等特點(diǎn)，相應(yīng)的運(yùn)行監(jiān)控工作對電網(wǎng)調(diào)度人員來說任務(wù)艱巨。為此，有必要為配電網(wǎng)的運(yùn)行監(jiān)控提供一種精煉、直觀的圖形化表達(dá)方式，以方便電網(wǎng)調(diào)度人員對配電網(wǎng)的負(fù)載水平進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
經(jīng)過發(fā)明人的深入研究，認(rèn)為不宜采用基于電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和地理關(guān)系的圖形化表達(dá)方式。這種圖形化表達(dá)方式存在無法完整反映配電網(wǎng)整體規(guī)模的缺陷。為此，發(fā)明人提出用一個(gè)多圓環(huán)、多分區(qū)、多色塊的可視化圖形來實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)的負(fù)載狀況監(jiān)視。在圖2所示的該可視化圖形的一個(gè)示例中，用多圓環(huán)分區(qū)反映配電網(wǎng)的拓?fù)溥B接層次，多色塊反映配電網(wǎng)的負(fù)載水平。
下面結(jié)合圖1具體說明該可視化圖形的生成方法。該生成方法包括如下的步驟
(1)設(shè)置配電網(wǎng)的線路狀態(tài)監(jiān)測限值和負(fù)載水平顏色配置。
為了反映配電網(wǎng)線路的負(fù)載水平，在監(jiān)控后臺(tái)錄入配電網(wǎng)線路的監(jiān)測限值數(shù)據(jù)。 對用于監(jiān)測的負(fù)載水平區(qū)段配置不同的顏色顯示。參見圖2的示例，可以將負(fù)載水平分成四類，0 <負(fù)載率< 30%，認(rèn)為是負(fù)荷較輕，用藍(lán)色表示；30%<負(fù)載率< 60%為負(fù)載水平正常，用綠色表示，60%<負(fù)載率< 90%為較重水平，用黃色表示，負(fù)載率> 90%為嚴(yán)重水平，用紅色表示。
(2)選擇所要監(jiān)測的線路，獲取要顯示的線路個(gè)數(shù)LN和線路名稱；對初始圓形按線路個(gè)數(shù)進(jìn)行扇形分區(qū)(簡稱扇區(qū))，每個(gè)扇區(qū)所占的角度δ = 360/LN。
根據(jù)運(yùn)行調(diào)度的需要，可以人為配置配電網(wǎng)中需要監(jiān)測的配電線路。例如可以按照變電站出線配置配電線路，也可以按照監(jiān)控接線圖配置線路。在一個(gè)監(jiān)視畫面中可以配置多個(gè)要顯示的線路，線路個(gè)數(shù)用LN表示(LN為自然數(shù))。例如對變電站的一條IOkV母線所帶的出線線路進(jìn)行監(jiān)測，配置該母線所帶的出線個(gè)數(shù)為6條，則每條出線所表述的區(qū)域?yàn)閺膱A心出發(fā)，角度為S = 360/6 = 60度的扇形區(qū)域。
(3)對配電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，形成配電網(wǎng)所具有的樹狀網(wǎng)絡(luò)。
根據(jù)實(shí)時(shí)量測信息和線路連接狀況，分析形成配電網(wǎng)的拓?fù)溥B接關(guān)系。例如圖3 顯示了某條線路經(jīng)過拓?fù)浞治鲂纬傻臉錉钸B接關(guān)系。
(4)對線路進(jìn)行廣度深度拓?fù)渌阉鳎纬蓸錉罱Y(jié)構(gòu)層次記錄。
從變電站出線開始進(jìn)行廣度深度搜索，直至其供電范圍的最末端。記錄該線路供電范圍搜索過程中，每次深度搜索所包含的設(shè)備名稱和設(shè)備個(gè)數(shù)。
例如對變電站的出線線路進(jìn)行下接分支搜索，若有兩個(gè)分支線路，則記錄出線線路的分支線個(gè)數(shù)為2，分支線路名稱，層數(shù)為1，繼續(xù)對每條分支線路進(jìn)行搜索，形成分支線路1、2的下接分支線路個(gè)數(shù)m、n，下分支線名稱，層數(shù)為2，繼續(xù)對下分支線進(jìn)行搜索，依次類推，直至搜索至該供電范圍的最末端。
又如從出線線路Al，沿供電方向下進(jìn)行深度為1的搜索，獲得兩個(gè)下接分支線路 Fl和F2，其所在的層數(shù)為2，繼續(xù)對分支線路Fl向下進(jìn)行深度為1的搜索，獲得CF1、CF2、 CF3三條分支線路，其所在的層數(shù)為3，對分支線路F2向下進(jìn)行深度為1的搜索，獲得DF1、 DF2兩條分支線路，其所在的層數(shù)為3。再繼續(xù)對CF1、CF2、CF3、DFU DF2進(jìn)行深度為1的搜索，其中CFl、CF2、CF3、DFl無下接分支線路，DF2有EFl、EF2兩條下接分支線路，其所在層數(shù)為4。對EF1、EF2繼續(xù)搜索無下接分支線路，至此該線路區(qū)域全部搜索完成。
(5)根據(jù)形成的樹狀結(jié)構(gòu)層級(jí)記錄，繪制線路層次關(guān)系圖形。
在該步驟中，根據(jù)步驟(4)所形成的樹狀結(jié)構(gòu)層次記錄，用一種多扇形多分區(qū)的圖形表征該支路關(guān)系。具體而言，從線路出線線段開始，每新增一層搜索，則在該線段區(qū)外側(cè)新增一個(gè)同心的扇形區(qū)域。這種從內(nèi)到外的扇形區(qū)域，表征該線路所有支路的層次關(guān)系。 繼續(xù)搜索直至該線路的最末端則該線路繪制完成。依次類推，完成所有線路搜索繪制。若分支線所在扇形的角度為S，該分支線下接支線的個(gè)數(shù)為m，則下接分支線的表示區(qū)域?yàn)閷⑿略錾刃螀^(qū)沿圓心方向平分角度所形成的新的扇形區(qū)，其同心角度為Ψ = δ/m。
參考圖2所示的示例，假設(shè)線路出線線路Al所在層數(shù)為1，其在圖形上為圓所分獲得的扇形區(qū)域。線路Fl和F2所在層數(shù)為2，在Al扇形區(qū)沿同心向外側(cè)新增一個(gè)扇形區(qū)域用于顯示新的層數(shù)，其線路Fl和F2分別占據(jù)的角度為δ =Ai的角度/2 = 60度/2 = 30度。即將扇形區(qū)沿圓心方向2等分。線路Fl的下接分支線有CF1、CF2、CF3三條，在線5路Fl的區(qū)域外側(cè)增加一個(gè)扇形區(qū)域表征該三條線段。其每條的弧度為δ =Fl的角度/3 =30度/3 = 10度。依次，繪制至4層EFl和EF2所示區(qū)域。
(6)根據(jù)線路的量測數(shù)據(jù)，計(jì)算線路的負(fù)載率。
假設(shè)線路的負(fù)載電流為C，線路限值為Tmax，則線路負(fù)載率為Ψ = C/Tmax。
(7)根據(jù)線路的負(fù)載率，按照步驟(1)中確定的負(fù)載水平顏色配置，填充線路所在的扇形區(qū)域。
通過上述的步驟，可以以精煉、直觀的圖形化表達(dá)方式反映配電網(wǎng)的運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)，便于電網(wǎng)調(diào)度人員對配電網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和負(fù)載水平進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。該方法所生成的可視化圖形與配電網(wǎng)規(guī)模龐大，并具有分區(qū)、分層的特點(diǎn)相適應(yīng)，表達(dá)簡單直觀、信息高度濃縮，可以顯著提升配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的負(fù)載監(jiān)控能力。
以上對本發(fā)明所提供的面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)的說明。對本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明實(shí)質(zhì)精神的前提下對它所做的任何顯而易見的改動(dòng)，都將構(gòu)成對本發(fā)明專利權(quán)的侵犯，將承擔(dān)相應(yīng)的法律責(zé)任。
權(quán)利要求
1.一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于(1)設(shè)置配電網(wǎng)的線路狀態(tài)監(jiān)測限值和負(fù)載水平顏色配置；(2)選擇所要監(jiān)測的線路，獲取要顯示的線路個(gè)數(shù)和線路名稱，對初始圓形按所述線路個(gè)數(shù)進(jìn)行扇形分區(qū)；(3)對配電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治觯纬伤雠潆娋W(wǎng)的樹狀網(wǎng)絡(luò)；(4)對線路進(jìn)行廣度深度拓?fù)渌阉?，形成樹狀結(jié)構(gòu)層次記錄；(5)根據(jù)所述樹狀結(jié)構(gòu)層級(jí)記錄，繪制線路層次關(guān)系圖形；(6)根據(jù)線路的量測數(shù)據(jù)，計(jì)算線路的負(fù)載率；(7)根據(jù)所述負(fù)載率，按照所述負(fù)載水平顏色配置，填充線路所在的扇形區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(1)中，用不同顏色表示不同的負(fù)載水平。
3.如權(quán)利要求1所述的面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟O)中，每個(gè)扇形分區(qū)所占的角度δ = 360/LN，其中LN為所述線路個(gè)數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟中，從變電站出線開始進(jìn)行廣度深度搜索，直至供電范圍的最末端；記錄供電范圍搜索過程中，每次深度搜索所包含的設(shè)備名稱和設(shè)備個(gè)數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于所述步驟(5)中，從線路出線線段開始，每新增一層搜索，則在該線段區(qū)外側(cè)新增一個(gè)同心的扇形區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面向配電網(wǎng)運(yùn)行負(fù)載狀態(tài)監(jiān)控的可視化實(shí)現(xiàn)方法，包括步驟(1)設(shè)置配電網(wǎng)的線路狀態(tài)監(jiān)測限值和負(fù)載水平顏色配置；(2)選擇所要監(jiān)測的線路，獲取要顯示的線路個(gè)數(shù)和線路名稱，對初始圓形按線路個(gè)數(shù)進(jìn)行扇形分區(qū)；(3)對配電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，形成配電網(wǎng)的樹狀網(wǎng)絡(luò)；(4)對線路進(jìn)行廣度深度拓?fù)渌阉?，形成樹狀結(jié)構(gòu)層次記錄；(5)根據(jù)樹狀結(jié)構(gòu)層級(jí)記錄，繪制線路層次關(guān)系圖形；(6)根據(jù)線路的量測數(shù)據(jù)，計(jì)算線路的負(fù)載率；(7)根據(jù)負(fù)載率，按照負(fù)載水平顏色配置，填充線路所在的扇形區(qū)域。本發(fā)明所生成的可視化圖形與配電網(wǎng)的特點(diǎn)相適應(yīng)，表達(dá)簡單直觀、信息高度濃縮，可以顯著提升配電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的負(fù)載監(jiān)控能力。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102496881SQ20111040824
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月9日
發(fā)明者夏繼紅, 林昌年, 林春龍, 王蘭香, 王國平, 范玉昆, 袁啟海, 魏文輝 申請人:北京科東電力控制系統(tǒng)有限責(zé)任公司