用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统

1.一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：该图形可视化系统包括数据处理模块、拓扑分析模块、参数修改模块、图形展示模块和接口模块；所述数据处理模块通过所述拓扑分析模块与所述参数修改模块、所述图形展示模块相连，所述参数修改模块通过所述拓扑分析模块与所述图形展示模块相连，所述接口模块与所述图形展示模块相连；
所述数据处理模块，用于获取网络拓扑数据，关联计算文件与系统数据，保存系统数据、根据特定数据存储规则导出数据；
所述拓扑分析模块，用于分析电网拓扑结构、判断电网孤岛；
所述参数修改模块，用于设定可视化系统中设备的开停状态，修改可视化系统中的设备参数，并且将修改内容直接写入DAT、SWI文件；
所述图形展示模块，用于展示电网拓扑结构、编辑图形对象、显示计算结果信息；
所述接口模块，用于与PSD-BPA系统提供的潮流计算、稳定计算、N-1分析、小干扰分析、短路电流、断面极限分析程序对接；
所述数据处理模块，包括数据导入、数据关联、数据保存、数据导出；
所述参数修改模块，包括基本参数信息修改、潮流、稳定参数信息修改、设备开停状态设定以及参数直接写入文件；
所述图形展示模块，包括图形绘制、图元定位、图元修改、结果展示、动画潮流、越界预警。
2.如权利要求1所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述数据导入的文件格式包括DAT、SWI、DXT、PFO；所述数据处理模块的数据关联用于将数据导入的文件与系统设备拓扑结构、图形拓扑结构关联；所述数据处理模块的数据保存用于将系统数据保存至数据库；所述数据导出的文件格式包括DXT、JPG、SVG、PDF。
3.如权利要求1或2所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述的基本参数信息修改、潮流、稳定参数信息修改、设备开停状态设定均使用动态可扩展对话框进实现。
4.如权利要求1或2所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述的参数直接写入文件用于将修改完成的参数直接写入DAT、SWI数据文件。
5.如权利要求3所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述的参数直接写入文件用于将修改完成的参数直接写入DAT、SWI数据文件。
6.如权利要求1、2或5所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述图元定位包括模糊搜索定位与精确搜索定位；所述结果展示包括根据设备电压等级分层显示。
7.如权利要求3所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述图元定位包括模糊搜索定位与精确搜索定位；所述结果展示包括根据设备电压等级分层显示。
8.如权利要求4所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述图元定位包括模糊搜索定位与精确搜索定位；所述结果展示包括根据设备电压等级分层显示。

用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统\n技术领域\n[0001] 本发明属于电网可视化技术领域，涉及到电网参数的调整与方式的安排问题，尤其能够实现PSD-BPA（中国电力科学研究院开发的电力系统分析软件工具,以下简称PSD-BPA）潮流与稳定参数的图形化管理与调整。\n背景技术\n[0002] 电力系统分析程序PSD-BPA集成了潮流、稳定、短路电流、小干扰计算分析、电压稳定等多个核心计算程序和各类集成操作环境，具有计算规模大、计算速度快、数值稳定性好、功能强等特点，已在我国电力系统规划、调度、生产运行及科研部门得到了广泛应用。\nPSD-BPA软件以数据文件为基础，以卡片形式存储各类信息，只有严格按照格式规范生成对应的文本，才能正常使用。\n[0003] PSD-BPA软件中的图形软件在导入数据文件以及潮流结果文件的基础上，提供了绘制电力系统元件拓扑结构图并可视化潮流计算结果的功能。但现有的模型设备参数管理方式与图形系统脱离，模型参数仍需以文本文件的形式为基础在集成平台上维护。因为电网结构规模的庞大以及运行方式的复杂多变，所以在数据文件中快速准确的定位到对应设备参数十分困难，并且存在由于某一设备参数设置不合理导致方式无法收敛的可能。因此，需要用户在充分了解电力网络的前提下仔细校核参数数据，这无疑会耗费大量的时间和精力。因此，本发明针对上述模型设备参数管理方式与图形系统脱离问题，提出一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于克服背景技术中描述的不足，为电力系统潮流与稳定分析提供一种界面友好，操作方便，显示准确，功能强大的图形可视化系统。为实现如前所述的发明目的，本发明采用如下技术方案：\n[0005] 建立一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，包括数据处理模块、拓扑分析模块、参数修改模块、图形展示模块以及软件接口模块；所述数据处理模块通过所述拓扑分析模块与所述参数修改模块、所述图形展示模块相连，所述参数修改模块通过所述拓扑分析模块与所述图形展示模块相连，所述软件接口模块与所述图形展示模块相连；\n[0006] 所述数据处理模块，用于获取网络拓扑数据，关联计算文件与系统数据，保存系统数据、根据特定数据存储规则导出数据；\n[0007] 所述拓扑分析模块，用于分析电网拓扑结构、判断电网孤岛；\n[0008] 所述参数修改模块，用于设定可视化系统中设备的开停状态，修改可视化系统中的设备参数，并且将修改内容直接写入DAT（PSD-BPA潮流计算需要的数据文件格式）、SWI（PSD-BPA稳定计算需要的数据文件格式）文件；\n[0009] 所述图形展示模块，用于展示电网拓扑结构、编辑图形对象、显示计算结果信息；\n[0010] 所述软件接口模块，用于与PSD-BPA软件提供的潮流计算、稳定计算、N-1分析、小干扰分析、短路电流、断面极限分析程序对接；\n[0011] 所述数据处理模块，包括数据导入、数据关联、数据保存、数据导出；\n[0012] 所述参数修改模块，包括基本参数信息修改、潮流、稳定参数信息修改、设备开停状态设定以及参数直接写入文件；\n[0013] 所述图形展示模块，包括图形绘制、图元定位、图元修改、结果展示、动画潮流、越界预警。\n[0014] 所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述数据导入的文件格式包括DAT，SWI，DXT（PSD-BPA地理接线图的文件格式），PFO（PSD-BPA潮流计算的结果文件格式）；所述数据关联模块用于将DAT、SWI，DXT，PFO文件与系统设备拓扑结构、图形拓扑结构关联；所述保存数据用于将系统数据保存至数据库；所述数据导出的文件格式包括DXT，JPG，SVG，PDF。\n[0015] 所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述的基本参数信息修改、潮流、稳定参数信息修改、设备开停状态设定均使用动态可扩展对话框进实现。\n[0016] 所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述的参数直接写入文件用于将修改完成的参数直接写入DAT、SWI数据文件。\n[0017] 所述的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统，其特征在于：所述图元定位包括模糊搜索定位与精确搜索定位；所述结果展示包括根据设备电压等级分层显示。\n[0018] 本发明的效果和益处是实现电网设备与其方式计算参数的数据库化管理，建立能够控制和调整电网设备参数及其方式数据的图形可视化系统，实现在图幅上直接进行潮流与稳定分析，改变了落后的文本数据管理模式，提高电网计算方式的制作效率。\n附图说明\n[0019] 图1是一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统的框架图。\n[0020] 图2是系统数据结构示意图。\n[0021] 图3是发电机模型参数修改示意图。\n[0022] 图4是三绕组变压器参数修改示意图。\n[0023] 图5是系统操作流程。\n具体实施方式\n[0024] 以下结合附图，对本发明的一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统的实现做进一步说明。\n[0025] 图1所示为一种用于电力系统潮流与稳定分析的图形可视化系统的框架图，综合展示可视化系统由据处理模块、拓扑分析模块、参数修改模块、图形展示模块以及软件接口模块组成。所述数据处理模块通过所述拓扑分析模块与所述参数修改模块、所述图形展示模块相连，所述参数修改模块通过所述拓扑分析模块与所述图形展示模块相连，所述软件接口模块与所述数据处理模块、所述图形展示模块相连；\n[0026] 图2所示为系统数据结构示意图。图中具体展示可视化系统中的数据类型、结构以及关联关系。数据处理模块，用于获取网络拓扑数据，获取方式为从数据库中导入或者从数据文件中导入，数据导入的文件格式包括DAT，SWI，DXT，PFO；用于关联计算文件与系统数据，将DAT、SWI，DXT文件与系统设备拓扑结构、图形拓扑结构关联，将PFO与系统设备拓扑结构中的计算结果关联；根据特定数据存储规则导出数据，所述数据导出的文件格式包括DXT，JPG，SVG，PDF。\n[0027] 所述拓扑分析模块，用于分析电网拓扑结构，处理设备拓扑信息与图形拓扑信息；\n在此模块中，以电网拓扑结构为基础以BFS算法为基本思想判断电网结构是否包含孤岛；\n[0028] 参数修改模块，用于设定可视化系统中设备的开停状态，修改可视化系统中的设备参数，基本参数信息修改、潮流、稳定参数信息修改、设备开停状态设定均使用动态可扩展对话框进实现。图3所示为发电机模型参数修改示意图、图4所示为三绕组变压器参数修改示意图。参数修改模块通过数据处理模块将一个设备的所有卡片信息抽取整理，以对话框的方式展现，使用如图所示对话框可以清晰、快捷的修改设备参数。参数直接写入文件用于将修改完成的参数直接写入DAT、SWI数据文件，避免了在PSD-BPA在文本文件中修改参数的过程。设备开停状态设定之后，通过拓扑分析模块中的孤岛识别来检测电网拓扑结构，如果形成孤岛，则提示孤岛信息。\n[0029] 所述软件接口模块，用于将PSD-BPA软件提供的潮流计算、稳定计算、N-1分析、小干扰分析、短路电流、断面极限分析程序嵌入到图形展示模块，其优势在于将尽可能多的操作集成在图形系统中，提高了工作效率。\n[0030] 图形展示模块，用于展示电网拓扑结构、编辑图形对象、显示计算结果信息，包括图形绘制、图元定位、图元修改、结果展示、动画潮流、越界预警。\n[0031] 图元定位包括模糊搜索与精确搜索；\n[0032] 结果展示包括表格和图形两种方式，表格中展示潮流收敛次数，各区域平衡机等重要信息；在图形中则默认显示节点名称、电压值、有功无功发电、有功无功负荷以及线路的有功无功值，此外，可以根据需要自定义显示内容和显示格式。图形展示包括根据设备电压等级分层显示，对于图形中的线路，系统默认颜色如下：\n[0033] 电压等级等于500KV及以上用紫色表示；电压等级等于200KV以及200KV至500KV用粉红色表示；电压等级等于110KV以及110KV至200KV用绿色表示；电压等级等于33KV以及33KV至110KV用浅蓝色表示；电压等级小于33KV用黑色表示；特别的，如果图形系统中的线路对应所有设备为停运状态，那么使用灰色虚线表示；\n[0034] 潮流动画用于直观的反应全网的输电方向，便于掌握送、受电规律，潮流动画基于JAVA的SWING框架、使用多线程功能实现。\n[0035] 越界预警用于提醒出现偏离正常运行状态的趋势或者已经偏离正常运行状态的设备。\n[0036] 图5为系统操作流程，图中说明图形可视化系统操作流程，如下：\n[0037] 步骤1：从数据库中或者从PSD-BPA中的数据文件中获取全网数据，包括电网设备数据、图形拓扑数据，并绘制地理接线图；\n[0038] 步骤2：设定设备开停机状态，进行拓扑检查，分析是否形成孤岛，如果生成孤岛提示孤岛信息，重新设定孤岛；如果没有形成孤岛进入步骤3；\n[0039] 步骤3：进行参数修改，使用动态可扩展对话框修改设备参数，并将修改后的结果直接写入DAT、SWI文件；\n[0040] 步骤4：潮流、稳定计算，N-1分析、小干扰分析、短路电流、断面极限分析，并展示结果，如果结果不满意，重新调整设备开停状态，修改设备参数信息；如果结果满意，完成操作。\n[0041] 以上所述仅是本发明的最优实施方式，因此任何在本发明基础上的修改和润饰仍属于本发明所涵盖的范围。