电力大数据可视化研究设计

孙梦觉+徐敏++牛斌

摘 要本文在分析和研究电力大数据和可视化技术的基础上，对基于DataV的电力大数据可视化设计与实现进行了分析，并通过实际系统设计进行了成果展示的描述。DataV大屏展示是实际大电网在虚拟世界的全信息仿真，可在任一时段，采集任一地区电力生产运行的详细资料；在电脑上清楚直观地展现电网综合统计数据，实时运行数据和设备监控数据，统计电网所有的雷害区、鸟害区、污闪区，并且可以直观的展现电网预警情况，随时取得电网运行的最新数据。

【关键词】DataV 电力大数据 可视化

电力大数据是大数据理念、技术和方法在电力行业的实践，是大数据应用的重点领域之一。相比于传统图表与数据仪表盘，如今的数据可视化致力于用更生动、友好的形式，即时呈现隐藏在瞬息万变且庞杂数据背后的业务洞察。DataV旨在让更多的人看到数据可视化的魅力，帮助非专业的工程师通过图形化的界面轻松搭建专业水准的可视化应用。提供丰富的可视化模板，满足会议展览、业务监控、风险预警、地理信息分析等多种业务的展示需求。

电力系统运行状态的特点是数据海量，每时每刻都有各种各样的分析计算结果源源不断地产生。随着系统的广泛互联和电力市场化的推进，数据量更是呈指数级增长。现有能量管理系统在处理和显示这些数据时显得力不从心，如何借助可视化技术高效地组织和显示海量数据成为当前研究的热点。

1 输变电数据可视化研究思路

根据输变电数据可视化实际情况，电力大数据可视化组件的总体架构如图1（包含和其它外部系统的整合关系）。

电力大数据可视化组件研发完成后，其它电网系统只要将该组件加入到系统中并且做少量配置就可以无缝集成多数据源配置管理、数据分析流程化可视化等功能。需要对外提供一些接口，这些接口包括后端的接口，也包括前端的接口。各种类型的接口都有合理的分类，接口中心可以实现对接口的管理和查询。会产生很多与外部系统或者是套件之间的交互操作，接口体系负责封装这些交互所需的数据和服务。涉及到对电力大数据相关服务的调用，也涉及到对外提供标准化的数据接口，这两者之间的整合需要涉及到数据过滤、数据适配等功能和步骤。

对于一些基础功能，组件会提供一些关键参数的配置。对于一些特殊功能，组件不仅会提供参数配置，还会提供可插拔的控制配置，让用户自由使用和加载组件体系里的一些特殊功能。

电力大数据可视化组件主要提供的是可视化相关的一些功能，至于数据计算、挖掘等大数据分析相关的一些功能，该组件需要调用相关的分布式服务才能完成。和底层大数据相关的分布式服务的交互等功能将会被封装在该体系里。

2 DataV应用场景分析

从使用dataV这个角度来讲，需要涉及到三个方面的内容：设计、部署、数据方面；下面对这三方面的一个简单概述。

设计方面，提供运营动态直播、数据综合展示、设备监控预警等多种场景模板，稍加修改就能够直接服务于可视化需求。通过拖拽即可实现灵活的可视化布局，在模板的基础上任何人都能够发挥创意，实现您自己的可视化应用。

以WebGL技术作为支撑，能够绘制海量数据下的地理轨迹、飞线、热力、区块、3D地图/地球，支持多层叠加。

部署方面，第一，创建的可视化应用能够发布分享，通过URL参数控制数据变量，让不同的用户看到不同的数据页面。第二，将配置好的应用进行本地化部署（需要安装DataV Server），便于互联网连接受限的场景使用。

数据方面，多数据源整合，支持阿里云分析数据库、关系型数据库、Restful API、CSV、静态JSON等多种数据来源，且能够动态轮询。能够实现多个数据源汇聚于一个可视化界面中。

DataV产品适合用于大屏展示，也就是使用该产品，指定一些展示样式和配置一些数据源后，使用DataV的前端和后端的服务将数据以图形的方式展现在大屏上。

3 电力大数据可视化分析

电力大数据可视化主要涉及到电网资产管理统计分析，电网实时运行数据统计分析，电网设备状态监控等几方面的数据。

电网资产管理统计分析主要目的是将电网系统经过分析、计算、统计之后得到的结果展示给用户，其本身更专注于友好的数据展现方式和美观的展现界面。

电网实时运行数据统计分析是电网中实时产生的一些数据，通过大数据平台获取、存储、处理之后，可以动态的传输给DataV相关的组件，对这些实时的数据做一个统计和展示。电网实时运营数据有很多种类，例如：电厂的实时发电量、输电线路的实时输电量、用电客户的实时耗电情况等。

电网中的很多设备需要监控故障情况，这些监控设施产生的一些监控数据需要经过一定的处理和分析用来判断设备是否有异常发生，类似的情况可以使用DataV对这些监控时发现的异常数据做相关的统计和展现，从而达到对设备监控的目的。

4 电力大数据DataV展示设计

由于篇幅限制，本文将主要从电网资产管理统计分析，电网实时运行数据统计分析，电网设备状态监控等几个方面抽取设备装备规模统计，缺陷分布，山火信息，电网潮流等几个指标展现。

4.1 设备装备规模

根据电压等级统计全网各种设备类别的设备数量及其分布情况，以折线图和柱状图组合的双坐标展现电网设备装备规模见图2。

4.2 缺陷分布展示

以供电局为统计单位，展现电网输变电缺陷的分布，便于分析缺陷及缺陷消除。以多维柱状图或者各供电局循环播放的形式展现缺陷统计情况，缺陷等级指標维度统计缺陷分布情况见图3。

4.3 山火信息展示

展示全省范围内实时山火情况以及全年山火区域见图4。

4.4 电网潮流展示

在输变电网的网架基础上结合调度和计量数据，绘制电网动态潮流图。以某种速度和箭头及其颜色来表示电流潮流的方向和负荷大小见图5。

将电网统计数据综合展示、电网实时运营数据展示、设备监控相关数据展示等展示指标结合DataV的功能用大屏的方式全屏展现电力大数据，效果图如图6。

5 总结与展望

本文在分析和研究电力大数据和可视化技术的基础上，对基于DataV的电力大数据可视化需求的设计与实现进行了分析，并通过实际系统设计进行了成果展示的描述。本文分析电力大数据可视化需求的总体设计思路、原则以及软硬件系统组成，介绍了电网可视化的必要性。该系统的工程实践结果表明，其具有较好的应用前景与深入研究价值，为进一步发展智能电网提供了技术支持。

参考文献

[1]McCormickBH DeFantiTA BrownMD etal.VisualizationinScientificComputingComputerGraphics，1987，21（06）.

[2]DeFantiT A Brown M D McCormick B H.Visualization：ExpandingScientificand Engineering Research Opportunities.IEEEComputer，1989 22（08）：12-25.

[3]韩帧祥，吕捷，邱家驹.（Hanzhenxiang L Jie CiuJia u）科学计算可视化及其在电力系统中的应用前景（VisualizationinScientific Computing and Its Application Aspectsin PowerSystem）电网技术（PowerSystem Technology），1996，20（07）：22-27.

作者单位

1.云南电网有限责任公司信息中心 云南省昆明市 650217

2.昆明能讯科技有限责任公司 云南省昆明市 650217