[發明專利]基于OSG的三維電網潮流圖可視化方法

在審

• 申請號: 202011144469.4
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112287497A
• 公開（公告）日: 2021-01-29
• 發明（設計）人: 唐旭;房彩申;何源;張元;周俊輝;張耀威;呂志猛;趙昆;黃昆;周養浩
• 申請（專利權）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/18
• 分類號: G06F30/18;G06T17/05;G06T15/04;G06T13/20;G06F3/0481;G06F3/0484;G06F3/0489;G06F113/04
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 吳海燕

本發明公開了一種基于OSG的三維電網潮流圖可視化方法，包括三維電力模型的生成、三維電網潮流圖的搭建和與三維電網潮流圖的交互三部分內容。本發明通過OSG三維圖形引擎對三維廠站分布模型進行加載，對實際電網潮流圖中廠站分布進行模擬，直觀地展示廠站的空間分布信息，使調度人員能夠一目了然掌握全局潮流圖信息。通過改變廠站模型的渲染狀態或加載不同的動畫特效形象展示廠站實時信息，通過繪制附加動態紋理的線路形象展示電網潮流信息，改善了傳統二維圖元展示信息片面、單一的問題。通過鍵盤、鼠標事件實現和三維電網潮流圖內部廠站或線路的人機交互，為調度人員提供浸入式地人機交互體驗，提高電網智能化水平。

技術領域

本發明涉及電力系統圖形展示(可視化)技術，尤其涉及一種基于OSG的三維電網潮流圖可視化方法。

背景技術

電網潮流圖是電網監控調度系統中實時反映電網運行狀態的實時畫面，在該畫面中集中展示了電網中廠站、線路的分布、潮流的跑動、線路負載、發電機有功出力、變電器負載等電網實時運行信息，是電力系統圖形展示系統中輔助調度人員對電網進行實時監控分析的重要畫面。

現有電網潮流圖，局限于二維圖元展示方式，只能通過顏色，形狀，數字等方式來展示電網信息，這些展示方式單調，缺乏辨識度。并且很多電網信息在同一個圖元中進行集成，導致圖元設計復雜，圖元展示不夠直觀形象，需要調度人員耗費一定的學習成本才能準確掌握電網潮流圖中各類符號的準確含義，在人機交互友好性方面表現力差。此外，對于電網運行中實時信息的展示，二維的餅圖，柱狀圖，熱力圖，跑動箭頭等展示方式，受限于維度的局限性，無法在空間維度上對電網信息進行展示。而三維電網潮流圖中的可視化展示方式，一方面對二維圖表的展示方式提升了一個維度，使畫面的展示內容變的更加直觀形象，另一方面提供了更豐富的動畫展示特效，為實現時間、空間等多模態下的電網全景監控展示提供了可能性。

OpenSceneGraph(簡稱OSG)是基于工業標準OpenGL的開源三維圖形引擎，主要為圖形圖像應用程序的開發提供場景管理和圖形渲染優化功能，能夠便捷快速地創建高性能、跨平臺的三維圖形程序，進行場景的仿真模擬，并提供一系列便捷的接口實現人機交互服務。

利用三維圖形引擎對電網潮流圖進行仿真模擬，實現輸電線路智能化、精細化管理，實現電網線路數字化建設，為電網監控提供真實直觀的場景畫面，便于調度人員進行分析決策。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明提出一種基于OSG的三維電網潮流圖可視化方法，通過三維的電力模型代替二維圖元，有效提升電網潮流圖中各類電網對象的辨識度，通過改變電力模型的渲染屬性或加載動畫特效對潮流圖中電網對象的實時監控信息進行可視化。

技術方案：為實現本發明的目的，本發明所采用的技術方案是：一種基于OSG的三維電網潮流圖可視化方法，包括步驟：

(1)構建三維廠站分布模型；

(2)利用OSG三維圖形引擎加載三維廠站分布模型，生成三維電網潮流圖；

(3)利用OSG的事件響應機制和漫游器設計人機交互事件，實現對三維電網潮流圖的操作。

進一步地，所述步驟(2)又包括：

(2.1)使用OSG三維圖形引擎加載三維廠站分布模型，讀取實時廠站監控數據，對三維電網潮流圖中的廠站實時信息進行可視化；

(2.2)使用OSG三維圖形引擎加載三維廠站分布模型，讀取實時線路監控數據，對三維電網潮流圖中的線路實時信息進行可視化。

進一步地，所述步驟(2.1)又包括：

(2.1.1)讀取廠站負載信息，在三維廠站分布模型上添加不同顏色的紋理進行渲染，標識廠站的負載信息，對廠站負載信息進行可視化展示；