2014年3月31日，《2014全球智能電網建設分布式能源及技術儲備展覽會暨高峰論壇》在國家會議中心舉行，在下午舉行的主題為“智能變配電與電能測量管理”的演講環節。筆者整理杭州電子科技大學電力系統自動化教授章堅民關于“智能配電網態勢感知可視化建模與系統開發”主題演講。全文如下：

章堅民：剛才清華大學的教授已經講的非常好了，我只講里面的很小一部分，我們智能電網采用了大量的量測。但是我們里面有很多問題，還是由于我們的不確定性非常強，我們新能源進來以后，我們的隨機性、間歇性，還有我們的IT技術也是存在著很多的不確定性在這里。有一個題目叫態勢感知，態勢感知是什么呢?實際上是在做一個人機交互，我們可以通過這幅圖看出來，大系統控制的時候，自動化控制系統主要是確定性的回路，我們可以通過。但是我們有一些是叫審慎感知的控制回路，靠我們的計算機算法還是很不確定，這個時候需要人來參與。人參與的最好方法就是我們要做可視化，我們清華大學張教授也顯示了幾幅，這個就是可視化的圖。態勢可視化實際上是我們可視化更高的階段，可能要把我們的人員的因子都要反映進去，另外是我們做的可視化必須要更加的清楚。

另外是我們態勢可視化應該從計算機行業，從應用行業都是非常新的領域。里面的可視化有一個非常大的困難，就是我的可視化怎么來對比，比方說我們國內做EMS的廠家，我們清華、南瑞、ABB也在做，他們的態勢感知到底誰好，誰不好，或者說它的優勢和劣勢在哪里，我們有沒有辦法測量它。我們講如果變成工程問題，首先要解決測量問題，這個在我們的研究里面，我們也有一些介入。

第一個我們把態勢往工程化走，我們提出了叫做態勢圖的建模，我們把態勢圖分成態勢底圖和表現圖。所謂的態勢一定是面向一個對象的，我們電網就是面向電網的設備和拓撲，還有開關的位置和用戶的一些狀況。所有的量測都是為了更快的了解他們，我們剛才講的叫做源網荷三個能夠把它協同起來，這三個就是我們所研究的對象。我們的態勢表現圖一定是量測的東西，我們量測的東西有作為的感應圖和感知圖也有我們的預測圖，我們做信息系統可視化大家一定要走的，但是態勢可視化往工程化走，把這條思路理清楚，變成容易做到的。

另外我們有一個比較大的發現，大家都有感覺。就是我們的量測在我們的一次圖上面有一個非常好的配合，只有配合好，我們的感知才是好的。我們舉一個簡單的例子，架空線，我們的電壓比如說單個電源的，電壓從高向低，這幅就很清楚。一看這幅圖就知道我的距離跟我的電壓是線性下降的，物理上這條線是彎著走的，三維的地也是彎著走的，首端和末端這幅圖給我們的感知非常明確，這幅圖揭示的本質是一樣的。

所以在這種情況下我們就提出了我們的底圖怎么樣跟我們的感應圖匹配起來，從我們配電網上來講，我們也就提出了變電站為中心的饋線的輻射均勻圖，我們一個110站有24路10千伏出現。我們要做一個自動構圖，讓它呈現出這么一種輻射狀，這是一個電壓的等高線，等高線上面再進行著色，我們就看到很清楚。供電半徑越長電壓就越低，但是這個東西如果跟我們地理接線圖來比是很低的。

我們從渲染上來講，這邊這個圖是以地理接線為背景的電壓渲染，很難發現有明確的規律。這一個規律就非常強，我們有一個動態的播放，比方說每15分鐘量測數據出來，自動潮流計算，自動產生圖，自動的來播放，非常容易發現在晚上的時候，負荷很輕的時候，高電壓非常廣。隨著負荷越來越大，高電壓就會越來越小。從動態上面，我們就能夠感覺到。所以說在這里我們就提出了態勢怎么計量，比方說我們的等高線，看到它的峰谷數，這幅圖很明顯只有一個峰，因為它是一個輻射狀的，另一邊峰谷就很多。我的等高線彎曲圖，這個圖彎曲度非常大，等高線的線數非常少，那邊本身是交叉在一起的。

所以說按照這樣，我們就是來研究等高線的這些圖，我們來計量它。我們能夠發現可以通過數值計算，發現均勻的等高線要好，另外還有細節的思考。這是我們簡單的一個對比，這樣以后我們計算機算等高線，我們均勻圖算的非常快。因為它的態勢是比較均勻的，我們也是提出了系統的建模，這個是一個態勢可視化的建模，我們要反映出來我的實時態勢，通過UML，第二個是我們歷史態勢能夠播放，我們過去每個月的每天15分鐘都可以進行播放出來。

另外一個未來的態勢也要進行播放，比方說負荷我們做一定的預測，我們也可以滾動。第二個是我這個態勢圖的生成和存儲，我們的態勢圖希望存儲量越小越好。那個地方看到電網拓撲有變化的情況下，我的態勢會進行分析，如果電網拓撲沒有變化，我的態勢圖存儲的數據是用不著電的。我們的開關變位，我們有故障出現，我們的模擬量和潮流計算的變化，我們形成了這個圖，我們是采用了SVG存下來的。事實上的尺寸是非常小的，所以我說后面我們整個的系統也是國網的項目，去年年底驗收掉了。

另外有一個非常好的概念，就是叫羅盤圖，我們可以把很多的不同角度的視角從一個平面把它反映出來。打個比方，這是俯瞰圖，比如說我的功率、故障情況等等。這一個軸是它的時間軸，通過一定的播放也可以動態的看出我們這些故障相互之間的變化。我們也可以把它轉換成三維，這個是我們所做的系統，整個從量測上來以后通過潮流計算，通過圖片的生成。我們這個做的比較好，我的圖形生成下來，子層比較少，提出來是輕量級的。這個圖可以在計算機上面都可以進行播放，這樣一個好處是大電網出問題的時候，我們出了問題，你把這個圖形發一個郵件給我，或者開一個小會，跟EMS這些都沒有任何關系，我就是拿到電腦里面全部播放出來，大家來分析我到底是怎么樣的一個情況。所以我講一個輕量級的圖形有優勢在這里，這個里面還有幾條線，目前母線的電壓，也可以做一些放大。

今年有兩篇文章出來，一個是態勢可視化的概念設計，第二個是適應于態勢分析的均勻圖生成和計算。我就講到這里，謝謝!