[發明專利]用于對系統中的傳輸流進行可視化的方法、操作員終端以及監督控制系統

有效

• 申請號: 200980159432.4
• 申請日: 2009-06-29
• 公開（公告）號: CN102439527A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 米科·里薩寧
• 申請（專利權）人: ABB研究有限公司
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02;G05B19/409;H02J13/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;陳煒

技術領域

本發明總體涉及對諸如發電、輸電和/或配電系統的系統或過程進行監督和監視的領域，本發明具體涉及用于這種監督的圖形工具。更具體地，本發明涉及對系統中的傳輸流(例如電力網中的電力流)的可視化。

背景技術

對系統(以下以電力網作為示例)的監督和監視對于確保電力網的正確工作以及使得能夠采取正確的動作而言是非常重要的。重要的是這種電力網的操作員能夠快速地了解網絡的狀態，特別是能夠檢測到任何故障狀態并且對所述故障狀態快速地采取動作。

在操作員的任務中，他或她由監督控制系統支持，監督控制系統在現有技術中也作為術語SCADA(監督控制和數據采集)系統已知。這樣的監督控制系統經由系統接口單元與電力網交互。該單元可以例如從電力網獲得測量值以及執行對電力網的控制動作。監督控制系統包括：對從系統接口單元來的以及到系統接口單元去的信息進行處理的處理裝置；對測量值以及從對測量值的處理中所生成的數據進行存儲的數據存儲裝置，所述數據諸如警報和統計計算結果等；為至少一個操作員終端的形式的人機接口；以及用于從系統接口單元的信號傳輸和到系統接口單元的信號傳輸的、以及用于在處理裝置、數據存儲裝置和人機接口之間的數據傳輸的通信裝置。操作員終端包括示出了電力網的不同部分和數據的一個或者幾個顯示單元。對于大電力網來講，不可避免的是：有巨大數量的數據可用于顯示并需要操作員對其進行監視。應該以盡可能最好地方式將可視信息或數據呈現給操作員，以提供盡可能最好的概覽。

對電力網的操作員重要的一種信息是電力網的輸電或配電線上的實際電力流。由此，可以將電力流分為：有功或有效功率流，其單位為VA(伏安，Volta-Ampere)；和無功功率流，其單位為VAR(無功伏安，Volt-Ampere-Reactive)。

對有效和有功功率流的直觀可視化已被證明是困難的。目前，僅有非常簡單的可視化方法是可用作對電力網的操作員的支持的，這些方法通常包括使用具有不同形狀的箭頭。在圖1中，示出了一種這樣的用于顯示電力流的手段，該手段是根據可從因特網下載的下述報告而已知的：Thomas.J.Overbye等人，Effective?Power?System?Control?Center?Visualization.Power?Systems?Engineering?Research?Center；Final?Report，PSERC?Document?08-12，May?2008?；顒蛹^40展示了具有有效功率的傳輸流?；顒拥募^沿著所顯示出的電力線移動，而箭頭的尺寸指示了傳輸流的數量。例如當這些箭頭40呈現在覆蓋有數以百計的電力線的電力網絡的概覽圖中時，對于操作員來說這些箭頭40在視覺上會是煩擾的。箭頭會使概覽圖變得雜亂，而在大箭頭的下面會難以看到細節。如果這些箭頭又結合有示出了在同一時刻具有無功功率的傳輸流的箭頭，那么可視表示會覆蓋具有不同尺寸的兩種箭頭朝向相對方向移動的動畫。這種圖形表示的不可抵擋的或者甚至是使人憤怒的效果是容易想象的。

當數以百計的活動箭頭開始引起操作員對每條單獨電力線的注意的時候，這種方法在視覺效果上較差地按比例放大，而操作員會在細節中迷失。此外，箭頭頭部引起了顯示設備上嚴重的雜亂。

發明內容

鑒于上述內容，本發明的總體目的是提供用于便利諸如電力網的系統的操作員的監督任務的裝置和方法。

本發明的具體目的是：通過改進對系統中的傳輸流進行可視化的方式來提供用于便利可視監督的裝置和方法，系統中的傳輸流諸如電力網的輸電以及配電線中的電力流。

其中，這些目的是由獨立權利要求要求保護的方法、操作員終端和監督控制系統來實現的。在從屬權利要求中要求保護了本發明的實施方式。

根據本發明，提供了一種用于將系統中的傳輸流可視化在操作員終端的顯示單元上的方法。所述方法包括以下步驟：檢索傳輸流的起點和終點；生成圖像，其中，從起點到終點的幾何線圖解地表示了傳輸流，以及其中，傳輸流的方向由在該傳輸流的起點和終點之間的幾何線的連續增加的不透明度圖解地表示；以及在顯示單元上輸出圖像。借助于本發明，可以在不使用與線疊加并且甚至占據了比線寬更寬的空間的箭頭的情況下圖解地表示出具有有效功率的傳輸流。由此，消除了或者至少減少了雜亂的問題。此外，不透明度的變化也降低了雜亂，這是因為表示傳輸線的幾何線在任何情況下都呈現在圖像中。動畫是不需要的。因此，本發明提供了更加可縮放的方案，使得可以在同一時刻示出數以百計的或者甚至數以千計的傳輸線(例如電力線)，而不會通過動畫和/或具有不同形狀和尺寸的箭頭給操作員的眼睛帶來壓力。