電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心動(dòng)態(tài)可視化應(yīng)用

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［摘要］目前，隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也逐漸發(fā)展壯大，一方面便于人們處理較為復(fù)雜的信息，另一方面便于人們對(duì)大量數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸納、分析，從而得出數(shù)據(jù)信息隱藏下的本質(zhì)特征和規(guī)律。為更好地了解數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和特征，應(yīng)用可視化技術(shù)具有積極意義。

［關(guān)鍵詞］電力業(yè)務(wù)；數(shù)據(jù)處理；動(dòng)態(tài)可視化

引言

在目前這個(gè)大數(shù)據(jù)時(shí)代，以往的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方式并不能滿(mǎn)足社會(huì)發(fā)展的需求，特別是在電力系統(tǒng)發(fā)展較為壯大的時(shí)候，大量數(shù)據(jù)無(wú)法進(jìn)行有效分析和管理，無(wú)法發(fā)揮數(shù)據(jù)的價(jià)值。而通過(guò)可視化技術(shù)，將電力系統(tǒng)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，便于讓專(zhuān)業(yè)人士快速、準(zhǔn)確地了解這些數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高解決電力系統(tǒng)問(wèn)題的反應(yīng)能力。

1電力數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析技術(shù)

1．1主要挑戰(zhàn)

Haddop批處理方式可以適用于電力大數(shù)據(jù)的歷史數(shù)據(jù)分析，但其采用的是先儲(chǔ)存后計(jì)算模式，需要頻繁的磁盤(pán)操作，難以滿(mǎn)足生產(chǎn)系統(tǒng)的需求。其主要面臨兩大挑戰(zhàn)，其一，大規(guī)模實(shí)施流數(shù)據(jù)調(diào)度、分析技術(shù)，為更好地保障電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)的時(shí)效性，能夠?qū)Υ笠?guī)模實(shí)施流數(shù)據(jù)分析性能至關(guān)重要，需要保障流數(shù)據(jù)的實(shí)施處理效率；其二，利用大規(guī)模復(fù)雜細(xì)節(jié)多源數(shù)據(jù)的電力系統(tǒng)分析算法，在智能電網(wǎng)的環(huán)境下，智能電子設(shè)備、高級(jí)電表架構(gòu)以及PMU提供了大規(guī)?？衫玫膹?fù)雜細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)為提高電力系統(tǒng)的操作水平提供了機(jī)遇和挑戰(zhàn)，需要尋求一種設(shè)計(jì)快速、高精度的安全穩(wěn)定分析算法來(lái)保障系統(tǒng)的實(shí)施性要求［1］。

1．2云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算技術(shù)是處理電力業(yè)務(wù)大數(shù)據(jù)的有效方式，結(jié)合開(kāi)源技術(shù)Hadoop，借助虛擬化技術(shù)以及列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)管理模式來(lái)進(jìn)行分析、儲(chǔ)存和管理，能夠保障電網(wǎng)海量狀態(tài)數(shù)據(jù)的可靠和高效管理［2］。在國(guó)外，通過(guò)分析電力系統(tǒng)中不同用戶(hù)的實(shí)施查詢(xún)需求，設(shè)計(jì)了用于實(shí)施數(shù)據(jù)管理的智能電網(wǎng)數(shù)據(jù)云模型，同時(shí)并根據(jù)該模型實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的智能測(cè)量和管理系統(tǒng)。而在國(guó)內(nèi)，隨著大數(shù)據(jù)在電力系統(tǒng)中的形成，對(duì)其研究也獲得了各方的關(guān)注。以往的潮流計(jì)算、靠性評(píng)估等方法具有算法復(fù)雜、處理數(shù)據(jù)有限等不足之處，并不能滿(mǎn)足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展需求，故而，對(duì)電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的處理應(yīng)當(dāng)結(jié)合電力系統(tǒng)的特點(diǎn)，并與電力生產(chǎn)系統(tǒng)密切結(jié)合［3］。數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析技術(shù)為電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用提供基礎(chǔ)保障，通過(guò)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)分析技術(shù)，分析電網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并通過(guò)可視化技術(shù)做展示，為電力企業(yè)提供輔助分析應(yīng)用，進(jìn)而提升業(yè)務(wù)部門(mén)工作效率。

2電力數(shù)據(jù)下可視化的背景及意義

2．1可視化

可視化（Visualization），又稱(chēng)之為數(shù)據(jù)可視化（DataVisualization），主要是利用計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并將其結(jié)果以圖形的方式展示出來(lái)。人們從外界獲得的信息方式有很多種，但視覺(jué)系統(tǒng)和獲得的數(shù)據(jù)占據(jù)比例較大，且更便于讓用戶(hù)掌握不能看見(jiàn)的數(shù)據(jù)間信息。

2．2意義

可視化技術(shù)是符合社會(huì)需求的。目前海量數(shù)據(jù)的誕生，給人們的日常工作增添了不少壓力，而利用現(xiàn)有的可視化技術(shù)，能夠更好地對(duì)數(shù)據(jù)模式和復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行分析，便于獲得新的了解并根據(jù)結(jié)果進(jìn)行有效的決策，有助于信息時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展［4］。利用與生俱來(lái)的視覺(jué)功能來(lái)處理利用圖形圖像方式所展示的數(shù)據(jù)信息，便于發(fā)揮人體大腦和計(jì)算機(jī)量大信息處理系統(tǒng)的最大價(jià)值，讓信息獲取及分析變得更加簡(jiǎn)單、直觀(guān)，能夠有效提高工作質(zhì)量和效率。

2．3可視化技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用情況

在國(guó)外，不少大學(xué)電力系統(tǒng)工程研究中心，就可視化這一領(lǐng)域開(kāi)展了許多開(kāi)創(chuàng)性的研究工作，并就該領(lǐng)域提出了許多新的理論和方法，如電壓等位線(xiàn)實(shí)施技術(shù)。而在國(guó)內(nèi)，許多高校也就電力系統(tǒng)的可視化進(jìn)行研究。電力系統(tǒng)可視化的關(guān)鍵在于，能夠通過(guò)計(jì)算將所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘及總結(jié)，從而發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)背后實(shí)質(zhì)，并能準(zhǔn)確得到有關(guān)表示系統(tǒng)狀態(tài)的間接指標(biāo)，從而推動(dòng)電力系統(tǒng)的進(jìn)步和發(fā)展［5］。在電力企業(yè)，可通過(guò)利用現(xiàn)有信息系統(tǒng)建設(shè)成果，實(shí)時(shí)匯總業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)中心與海量平臺(tái)，全面監(jiān)控企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況、關(guān)鍵業(yè)務(wù)流程以及關(guān)鍵指標(biāo)，為企業(yè)提供決策支持。構(gòu)建企業(yè)運(yùn)營(yíng)駕駛艙，借助可視化工具，通過(guò)儀表盤(pán)、柱狀、地理圖方式，展示戰(zhàn)略關(guān)鍵指標(biāo)、重點(diǎn)關(guān)注指標(biāo)、總體電網(wǎng)規(guī)模，利用數(shù)字化手段為企業(yè)精益管理提供決策支持；在故障搶修業(yè)務(wù)中，基于地理圖的故障搶修情況監(jiān)控與可視化展示，實(shí)現(xiàn)在地理圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)展示故障地點(diǎn)、故障狀態(tài)、故障復(fù)電情況、搶修人員安排及搶修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)情況、車(chē)輛位置等信息展示，使調(diào)度值班人員能直觀(guān)掌握現(xiàn)場(chǎng)故障搶修情況，為調(diào)度員提供決策支持；在跳閘事件通知方面，通過(guò)集成地調(diào)自動(dòng)化系統(tǒng)、計(jì)量自動(dòng)化相關(guān)數(shù)據(jù)，根據(jù)開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電壓及電流進(jìn)行告警提醒，并在大屏展示，使調(diào)度員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行情況。

3可視化所用到技術(shù)主要包括AJAX技術(shù)、地圖API以及AVG等。

3．1AJAX技術(shù)

AJAX（AsynchronousJavaScriptandXML）主要關(guān)注的幾個(gè)問(wèn)題：首先，能夠借助異步功能，通過(guò)JavaScript來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與瀏覽器之間的數(shù)據(jù)交互，通過(guò)局部操作就可以向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求，最后獲取到服務(wù)器響應(yīng)的數(shù)據(jù)；其次，AJAX對(duì)XML文檔的支持，能夠有效發(fā)揮其數(shù)據(jù)解析和處理功效；最后，其不是一種編程語(yǔ)言，是基于JavaScript語(yǔ)言下的一種異步的技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)在于不需要依賴(lài)于任何瀏覽器插件，利用其技術(shù)異步的特性，實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)展示的功能［6］。

3．2地圖API

在手機(jī)上較為常見(jiàn)的百度地圖、高德地圖等軟件，為地圖可視化提供著較為成熟的可視化技術(shù)，地圖功能完備，能夠?qū)崿F(xiàn)近距離的查看、視野內(nèi)搜索及地圖縮放等一系列使用功效。以百度地圖為例，包含AndroidSDK、Web服務(wù)API、車(chē)聯(lián)網(wǎng)API等多種開(kāi)發(fā)工具與服務(wù)，適用于多種設(shè)備如PC端、移動(dòng)端等，以及多種操作系統(tǒng)下的地圖應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

3．3SVG技術(shù)

SVG是一種矢量圖形格式，主要是利用文本格式的描述語(yǔ)言來(lái)對(duì)圖像進(jìn)行描述，能夠進(jìn)行有效的編輯和修改，還能對(duì)圖像等文件進(jìn)行可讀操做。SVG圖像各項(xiàng)可以方便地建立文字索引，能夠?qū)D像所展示的具體內(nèi)容進(jìn)行搜索；可以使用文本、圖像及適量圖形形狀這3種圖像；還能對(duì)圖像進(jìn)可任何變化、風(fēng)格化；其可以進(jìn)行特性化設(shè)置，包括剪輯的路徑、濾波效果等優(yōu)勢(shì)。SVG圖像文件可以非常方便、動(dòng)態(tài)地由計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言來(lái)完成，齊聚友展示動(dòng)態(tài)圖的優(yōu)勢(shì)，便于將數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)低、動(dòng)態(tài)地顯示［7］。

4可視化實(shí)現(xiàn)方法

4．1基礎(chǔ)圖表可視化方法

基礎(chǔ)數(shù)據(jù)可視化利用基礎(chǔ)的展示手段，將所獲得的數(shù)據(jù)以圖形、表格方式進(jìn)行展示，能夠使人較為方便地獲取數(shù)據(jù)，有助于發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的聯(lián)系和特征。在這方面主要使用了表格、折線(xiàn)圖以及柱狀圖三種可視化展示方法，其中柱狀圖，通過(guò)設(shè)置不同顏色，將不同數(shù)據(jù)放置在同一個(gè)柱狀圖中進(jìn)行比較，便于工作者直觀(guān)地看出二者數(shù)量上的差別；折線(xiàn)圖主要應(yīng)用于時(shí)間序列數(shù)據(jù)，利用折線(xiàn)圖記錄實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)變化，便于查看某個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上數(shù)據(jù)的具體變化；表格能直觀(guān)地展現(xiàn)每一條記錄的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)據(jù)的查看，能夠獲得較為詳細(xì)的具體數(shù)據(jù)［8］。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心通過(guò)多維條形圖定時(shí)更新及展示當(dāng)前行政區(qū)域的雙覆蓋率情況，包括智能電網(wǎng)覆蓋率、低壓集抄覆蓋率、自動(dòng)抄表率、電子化結(jié)算率的情況，并通過(guò)省級(jí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)標(biāo)，顯示各區(qū)域的排名，如智能電表覆蓋率方面可以直觀(guān)看到城市不同區(qū)的不同覆蓋率情況。

4．2SVG可視化方法

通過(guò)SVG文件進(jìn)行電力大數(shù)據(jù)的顯示，主要是在進(jìn)行區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)之后，根據(jù)某項(xiàng)電力指標(biāo)對(duì)各個(gè)區(qū)域的顏色深淺進(jìn)行調(diào)整，便于人們直觀(guān)地看出不同區(qū)域間具體數(shù)據(jù)值的變化，且從SVG文件本身所具有的優(yōu)良特性出發(fā)，其在展示可視化的同時(shí)，還能將展示結(jié)果進(jìn)行交互，能夠發(fā)現(xiàn)更為細(xì)節(jié)的信息，能夠更好地發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)掩藏下的實(shí)質(zhì)問(wèn)題［9］。

4．3地圖可視化方法

電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)工作處理并不是將大量用戶(hù)的用電數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)歸納，而是在進(jìn)行傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)對(duì)比同時(shí)，將其引用到地圖當(dāng)中，并進(jìn)行特性化的顯示，能夠更加直觀(guān)地體現(xiàn)出數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，便于用戶(hù)對(duì)信息有一個(gè)整體的把控，直觀(guān)地看出各項(xiàng)數(shù)據(jù)的變化以及變化程度。利用地圖可視化，能夠較為直觀(guān)地展示出某片區(qū)域的用電情況，可以細(xì)化到具體用戶(hù)，甚至可以對(duì)具體用戶(hù)下的單個(gè)用電設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)展示，顯示當(dāng)前該設(shè)備的具體用電信息，這樣展示能夠?qū)Υ罅繑?shù)據(jù)進(jìn)行整體查看。電力業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中心利用該可視化方法，實(shí)施監(jiān)控故障搶修信息，通過(guò)可視化展示故障搶修進(jìn)度情況，并搜索地點(diǎn)、設(shè)備、精確定位等。停復(fù)電信息實(shí)施提醒，監(jiān)控人員可以及時(shí)了解停復(fù)電狀態(tài)及過(guò)程處置情況。

5小結(jié)

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，電網(wǎng)設(shè)備種類(lèi)越來(lái)越多，其所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)也在急劇增加，而普通的數(shù)據(jù)展示無(wú)法滿(mǎn)足電力系統(tǒng)的需求。數(shù)據(jù)可視化是依據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步所提出來(lái)的數(shù)據(jù)展示方法，包括基礎(chǔ)圖表可視化、SVG可視化以及地圖可視化?；A(chǔ)圖表可視化可負(fù)責(zé)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)控的可視化展示，SVG可視化可針對(duì)區(qū)域的統(tǒng)計(jì)信息進(jìn)行可視化，地圖可視化，方便查看具體的設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，三者各具有一定的優(yōu)勢(shì)，展示效果良好，能夠滿(mǎn)足社會(huì)需求。

作者：陸曉嵐 單位：廣西博聯(lián)信息通信技術(shù)有限責(zé)任公司