浅谈数据可视化技术在电力行业的应用

（中国南方电网超高压输电公司，广州 510000）

在20世纪80年代后期，随着计算机技术的发展与应用，人们将不同的数据转换成各种图像，以满足人作更直观理解相关信息内容。这也从中使得人们越来越认识到数据应用的重要性，通过将数据转换为简单的画面，以达到导致掌握数据的目的。为了更好地开展数据工作，我们加强了数据可视化领域的研究力度，出现了大量的技术数据的分析工具，从中也提升了人们的工作效率。数据可视化主要是以数据项为单元，将图像的数据属性显示出来，通过对数据的观察，达到深入分析数据的目的。

随着我国电力行业的持续发展，其作为一个重要产业，面临着当前能源短缺的局面，如何实现电网能源产业链成为了电网公司工作的重点。目前来说，伴随着社会的迅速发展，可持续发展理念成为了一种主流，故对电力行业的智能化管理提出了更高的要求。因此，为了能够实现电网的实时监测、自动调度和预警目标，应利用大数据，通过设立监控中心，通过其在实现可视化管理目标，其运行管理内容包括用户分布、电网拓扑、电能质量、窃电嫌疑、安全防御等，通过对电网信息的监管，大大提高电力行业管理水平，确保电网的安全性、可靠性，进而提升电网企业的经济效益。

1 数据可视化概述

数据可视化技术主要是指通过利用计算机处理技术，将数据转换成图像，满足管理人员的需求，提升工作效率。目前来说，随着我国数据化技术的迅速发展，人们加大了大数据的研究力度，可视化技术在各行各业中得到了广泛的应用。数据可视化（Data Visualization）技术也随之出现了。由于数据可视化涉及的内容众多，包括图像处理、计算机设计和人机交互技术等。故人们不再采用直观的方式来识别数据，仅需要利用可视图景进行数据分析，能够直观、迅速地掌握了分析数据和连接数据之间的关系。同时，还可以采用可视化图象对数据进行分析，可迅速掌握不同数据之间的关系，使数据显示更加直观。

2 数据可视化组件实现

数据可视化主要通过对形状、颜色和尺寸进行编码，由视觉线索、坐标系、坐标系的分度、视觉线索和背景资料四个部分组成。

（1）视觉线索。可视化是一种颜色及图形的数据的组合形式。当将数据分配给图形时，若图形未能形成一种视觉线索，将会返回至映射数据，可视化图形就会成为了一种无用的图形。视觉提示主要由多种因素组成，如图形的位置、饱和度、大小和形状等。

（2）坐标系。在进行数据编码时，图形放置应以预定的区域为主，在结构化的空间里面，将图形和颜色的规则指定出，并将数据映射到矩形坐标、极坐标及地理坐标等坐标系上。

（3）坐标系的分度。坐标系主要是指可视化的尺寸，坐标系的分度主要主是将数据分配至坐标，确定每个坐标系内的位置。坐标系分度图案位置起到关键作用。同时要分度分割线性标尺，并对坐度的标度进行分类，将数据的范围展示出来。

（4）背景资料。为了更好掌握好数据中相关信息，包括对象、时间、地点等资料，使管理人员更加了解数据，为读者提供引导。在数据可视化中，不能单独使用各个部件，应将它们连接成完整的可视化图形，如我们可以将直角坐标系与视觉线索的位置、长度进行组合，这样可以得到更好的展示效果。

3 电力行业中数据应用中难点问题分析

数据可视化技术在电力行业中的应用，主要体现内部企业管理模式的优化以及增加对外增值业务量等方面。本文着重从内部企业管理的优化方面进行探讨。

（1）系统的运行控制水平。在电网运行过程中，广泛地应用了高容量、超高压的特大电网。其主要是通过分区电网的支援、补充来达到稳定运行的目的。而近些年来，部分电网企业为了追求经济效益，广泛使用了大规模远距离输送电方式，这此方式面对于日益复杂的环境，需要在系统成员的类型情况下，提高系统的运行控制的水平。

（2）系统的综合性分析。随着我国电网建设规模的不断扩大，电力系统的动态行为变得越来越复杂。气象和环境条件导致了电力地理信息系统集成发生了较大的变化。随着电力市场的不断深入，出现了大量经济类数据，加上电力市场的交易数据导致电网系统也变得日益复杂。

（3）数据量大。智能电子设备数据源的准确性，有利于数据采集规模的提升。随着我国电力网络建设规模的不断扩大，导致数据采集量不断增加，尤其是在采集数量和频率上，产生了巨大的数据量，故我们需要加强对设备的数据分析与监控。

（4）对系统实时性和统一性较高。为了更好地满足电网系统的实时性实现电网系统控制目标，我们需要对高密度相位测量单元进行采集，但在高速通信实时分析和远程决策时，将难以达到要求。因此，我们要结合时间刻度，将静态信息、动态信息相结合，以确保系统调度时能够确保空间尺度上的协调性。从尺度角度上考虑，应将电力传输网和分配网相互组合，从经济角度上考虑，应确保系统经济的统一性。

（5）智能化调度的要求的提高。对电网实时监控是确保电网安全运行的基础条件。这主要体现在以下两点：一是工作人员在电网系统数据监控时，需要较长的时间，如果对网络中的变化进行复测，就会增加系统调度的难度，且会增加工作人员的工作量，这样将会削弱整体理解系统操作；二是在对抽象数据的电网运行的模式分析时，缺乏深入的分析，不能清晰表达相互之间的关系，导致难以呈现出集中的数据。这将不利到未来电网改变的分析，难以确保未来电力安全运行安全，故对智能调度要求不断提升。

4 可视化技术在电力行业中的应用

在国外，可视化技术在电力行业中的应用较多，尤其是美国PJM互联电网（PJM Interconnection）推出了先进的网格化管理系统，其控制中心主要是利用西门子共享平台，采用Spectrum Power进行管理。此管理系统独立运行能力较高，可以通过站点可通过设置相应的管理控制中心来实现虚拟网络的控制。同时，系统具有上网功能，用户可以通过界面框架来提高认知能力和情景识别，各个站点都具备数据可视化功能，能够实施相关网站的访问。PJM作为北美一家重要的电力公司，具有两个主要控制中心，即使是控制中心发生或者分站点发生故障，都能够确保电网系统的稳定运行。

在国内，电网运行公司通过电网运行管理系统以及工程进度、物资、成本等统计表，实现了关键数据的提取，并将它作为数据基础进行每周数据统计与分析，确保工程管理信息得到快速反映，且可以实时对系统进行管控，且能够做出合理的战略决策，提升管理效果。同时，我们可以利用实时数进行多维度的线路负荷故障数据信息分析，以便采取相应的升级改造措施。另外，还可以通过数据印证和最新数据的实时记录，迅速了解和掌握工程进度，提高管理效率，为电力用户提供可靠、安全、优质的电力服务。

5 结束语

综上所述，在电力系统可视化技术应用过程中，我们可以实现电力系统元件的可视化管理目标。近年来随着我国计算机技术的不断发展，电力工作人员能够通过新的方法来帮助调度员迅速评估电力系统状态，确保电网的安全稳定运行。同时，随着电网建设规模不断扩大，电网调度作为确保电网稳定运行的前提条件，在智能电网发展的过程中，通过引入可视化技术，实现了电网运营数据的智能化管理，满足智能调度系统下电力企业的发展要求。