一种基于多系统融合的跨区电网三维可视化系统的制作方法

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于多系统融合的跨区电网三维可视化系统。

背景技术：

1、目前，电力系统中生产管理系统和营销管理系统各自维护数据，营销管理系统中使用的配网设备信息，与生产管理系统中的设备台帐信息不对应，阻碍了各业务信息融合的步伐，影响了一些综合应用的开展。

2、同时，随着国电电网公司对智能电网的建设推广，随着智能电网涵盖发、输、变、配、用、调六大环节建设内容的全面实施，电网各环节中所覆盖的数据信息量以指数形式增长，对于电网运行管理人员而言不仅需要掌握当前电网整体及各环节运行态势，而且对于各类数据集中呈现形式的直观性、实时性、准确性和可操作性提出了更进一步的要求。

3、目前在电力系统已尝试建设的电网综合可视化均以二维形式为符号化、抽象化的对数据进行综合分析为主。

4、为弥补当前系统普遍存在的不足，迫切需要开发按一种在获取电网多系统各环节的关键信息基础上，使电网运行管理人员可直观、准确、全面掌握当前电网整体运行态势，并为运行管理决策提供智能辅助支撑作用的平台。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供一种基于多系统融合的跨区电网三维可视化系统，利用多系统的融合获取融合电网发电、输电、变电、配电、用电的各个环节的状态与信息；

2、包括：由下到上依次设置的数据层、服务层、工具层、控制监测层以及展示层；

3、所述数据层用于获取数据，并提供给本系统数据支撑；

4、包括：数据采集子系统；所述数据采集子系统的数据信息包含来源于地理信息系统gis、调度主站系统ems、生产管理系统pms、配电自动化系统dms、用电信息采集系统dcs的数据信息；将各系统的传感器数据与三维地理信息进行融合；

5、所述服务层，与数据层交互相连接，所述服务层用于提供数据接口服务；

6、包括：应用服务器、数据库服务器、接口服务器以及外部接口，外部接口支持与外部专业的接口；

7、所述工具层，与服务层相连接，所述工具层用于提供所需的图元组件以及场景组件；

8、包括：可视化渲染服务器、电力行业组件库以及控制管理模块；

9、优选的，所述电力行业组件库包括电力行业专有展示组件，电力行业专有展示组件包括三维换流站场景展示模块(用于将整个三维换流站场景构建成三维模型，支持在三维场景中进行巡游)，直流输电状态潮流图展示模块(用于实时显示各直流工程的潮流方向，直流工程的线路功率和运行状态，各个换流站中换流器、调相机的运行状态)，电力分析展示模块(包括供电可靠率、综合电压率、综合线损率、电网频率、实时负荷、线路日最高负荷、线路月平均负荷等电力分析数据)以及运行监控模块；

10、所述控制管理模块提供可视化展示场景的交互控制，包括但不限于流程播放管理模块、系统配置管理模块、展示场景快照管理模块、展示场景分组管理模块。

11、所述控制监测层，与工具层交互连接，所述控制监测层用于提供电网系统的协调控制与监控功能；

12、包括：调度中心，所述调度中心基于d5000基础平台，构建调度系统，所述调度中心包含系统控制器和微网区域保护器，所述系统控制器通过设置的控制模式及控制参数，维持电网和电压的频率稳定；所述微网区域保护器为模式控制器，用于微网模式切换的控制，微电网由并网向孤网的转换，包括主动离网和被动离网，主动离网由系统控制器基于并网点功率和主储能变流器pcs功率进行主动离网判断，再由模式控制器进行切换；被动离网由模式控制器基于功率平衡情况检测并网自平衡并调节后，通过并网点功率和主储能变流器pcs功率，进行被动离网并切换。

13、作为进一步阐述的方案：

14、所述主动离网，在系统控制器收到主动离网指令后，进行运行模式识别，通过分析主储能变流器pcs的运行状态、并网开关状态及系统信息，确定当前微电网状态是否处于并网运行状态，若未处于并网运行状态，则反馈切换失败，否则，判断并网点功率和主储能变流器pcs功率和的绝对值是否小于阈值，若大于等于阈值，则通过调节主储能变流器pcs功率，调节并网点交换功率，然后再次进行判断，直至并网点功率和主储能变流器pcs功率和的绝对值小于阈值后，向模式控制器发送模式切换指令，由模式控制器进行离网切换。

15、所述被动离网，当模式控制器收到主动或被动离网指令时，首先进行模式识别，确认微电网当前状态，若未处于并网运行状态，则切换失败，否则，向模式控制器发送模式切换指令，模式控制器根据事件发生前记忆的系统功率平衡情况，检测并网自平衡校验，对于发电过剩或负载过剩的情况，通过按优先级切换储能及电源进行调节，然后，判断并网点功率和主储能变流器pcs功率和的绝对值是否小于阈值，若小于阈值，则启动被动离网策略，否则，判断是否为主动离网模式，若是，则切换失败，若不是，则启动被动离网策略，使微电网进入孤网模式。

16、所述展示层，位于整个系统框架的顶层，用于将分散的信息进行融合展示；包括电网三维gis全景模拟模块、电网运行状态监测模块、配网运行状态监测模块、用电效能服务监测模块以及报修监测与停电记录模块的监测与展示。

17、所述电网三维gis全景模拟模块利用地理信息系统结合地图数据服务进行全景模拟；

18、所述电网运行状态监测模块，从调度自动化系统中获取电力设备当前实时数据，监视电网的整体运行状况；通过浏览基于电网三维gis全景模拟模块的三维场景展示电网异常情况；

19、所述配网运行状态监测模块，从调度自动化系统中获取主配电网运行状态信息，从配电自动化系统中获取输电线路的运行状态信息，从输变电状态监测系统中获取变电站的运行状态信息，对主配电网运行状态进行监测展示；

20、所述用电效能服务监测模块，从调度自动化系统中获取用电效能的分析与展示；

21、所述报修监测与停电记录模块，从调度自动化系统中获取配电网停电状态信息，对报修、停电综合状态进行监测展示。

22、优选的：所述数据采集子系统通过物联网接入，融合工业视频系统、以及各个业务系统的业务应用数据库，为上层应用提供数据支持。接入物联网后，通过地理信息系统gis、物联网运行状态监测系统、生产管理系统pms的数据信息获取相应的应用信息。

23、进一步方案中，所述数据采集子系统还包括地下电缆获取模块和多源数据融合模块；

24、所述地下电缆获取模块，基于电网三维gis全景模拟模块以及输变电工程电缆数据信息，构建地下电缆三维数字化bim模型，将地下电缆三维数字化bim模型存储于服务层；通过所述可视化渲染服务器传输包括地下电缆的地理位置、参数设置、数据交互需求在内的各类信息，利用几何算法，渲染显示出地下电缆的三维数字化模型，从而显示在展示层中；

25、所述多源数据融合模块，用于对多源本地矢量数据进行瓦片化处理，并将处理结果与在线数据进行融合叠加显示，实现多源数据融合到同一移动gis应用得目的。

26、进一步方案中，所述电网三维gis全景模拟模块包括三维地质数据模型可视化单元，用于通过对三维地学模型进行轻量化处理，对三维模型渐进网格传输、多策略协同的三维数据渲染，实现三维地质数据可视化目的。

27、在本方案中，对三维地学模型进行轻量化处理具体包括：对三维地学模型进行切割，并基于顶点局部特征度的三维模型分块简化，对具备约束条件的三维模型构建与复原。

28、对三维模型渐进网格传输具体包括：对网格模型进行压缩，压缩后对三维模型数据进行编码，最后对三维模型数据进行解码，达到对三维模型渐进网格传输目的。

29、进行多策略协同的三维数据渲染具体包括：确定三维渲染的机制，在移动端对三维渲染的机制进行优化，其中，三维渲染的机制进行优化包括基于视点距离的格网调度策略、视景体剔除策略和数据预载入策略。

30、优选的：所述报修监测与停电记录模块包括：停电概况、计划停电信息、故障报修信息和辖区停电统计；

31、所述停电概况包括：当日计划停电次数、当前计划停电次数、当前故障停电次数、故障停电已恢复数、计划停电已完成数；

32、所述计划停电信息包括：计划编号、单位名称、工程性质、电压等级、停电范围、停电开始时间、停电结束时间、实际开工时间、实际竣工时间、影响用户数、计划状态、停电影响配变、工作内容；

33、所述故障报修信息包括：故障类型、故障原因、故障地址、故障线路名称、电话报修数、停电开始时间、到达现场时间、预计修复时间、实际修复时间、影响用户数、抢修班组、停电影响配变信息；

34、所述辖区停电统计包括：辖区内用户均累计停电时间、月累积停电时间、月平均停电处理时间。

35、本发明的技术效果和优点：

36、通过将本系统划分为由下到上依次设置的数据层、服务层、工具层、控制监测层以及展示层，采集数据作为系统的数据支撑，可用于电网系统的协调控制与监控功能，对于电网三维地质数据具有可视化功能。

37、通过电网各环节的业务流程和数据模型，在此基础上进行数据的分析和综合展示，以更加智能、丰富的电网可视化监测、告警和分析方式，帮助生产运行和管理人员更加直观、有效地掌握电网实时运行状态，便于展示的同时，便于辅助决策。