V1.0.0版

by ePowerGraph,

电力系统可视化图形建模系统

电力系统自动化经过几十年的发展,尤其是输电网的自动化已经达到了较高的水平,但配电网的自动化平台仍处于快速发展的过程中。国内自动化平台已进入了一个标准化、模块化的高度集成的阶段。在“纵向贯通、横向集成”的指导思想下,平台技术将更趋向开放、透明。因此对于自动化平台的基础技术,如图模一体化技术来说,这是一个发展的好机遇。基于中国电力企业联合会提出的《电力系统图形描述规范》,输电网的电力图形已基本上采用了该规范,使得图形在各系统之间的交互更为便利。该规范是针对基于SVG的公共图形交换格式无法直接表达电力系统图形和模型一体化等不足,在IEC61970-453基于CIM的图形交换基础上,发展起来的、应用于电力系统的一种新型的图形描述语言(以下简称为G语言)。电力系统图形描述规范以图形方式表达电力设备和电网的相关信息,支持高效地存取电力图形和模型关联数据,支持不同系统之间的电力图形和模型关联数据的交换。

G语言发展起来之前,电力系统大量采用SVG作为电力图形的载体。目前国内各大SCADA/EMS厂商(南瑞、科东、东方电子、积成、清华等)都实现了SVG格式的一次接线图导出功能。在SCADA/EMS平台上绘制的一次接线图可由平台导出成SVG格式的一次接线图,从而避免接线图的重复绘制,能够节省很多工作量,这充分体现了“图模共用、功能独立”的电力系统应用软件设计开发的指导思想。

SVG格式是一种基于图形指令系统的图形格式,目前国内各大SCADA/EMS厂商的SVG接线图大都遵循SVG1.1规格。SVG图形格式虽然是有标准可循,但将SVG图形用于存储电力系统一次接线图的时候,各厂商对设备图元的定义存在差别。不同的厂商有不同的设备图元命名,导致一次接线图在具体的电力系统设备元件的内部命名和外部呈现上存在差异。

SVG格式的接线图主要用来展示电力系统的网架结构和运行数据,因此在显示和交互上有一定的效率要求。同时,由于电力系统本身的特殊性,在网络一区和二区,特别是一区的系统,多数采用UNIX系统。因此,基于以上SCADA/EMS开发的应用系统,从安全性和兼容性的角度出发,对SVG格式的接线图的显示也需要考虑高效和跨平台。

目前市场上SVG的显示组件很多,但大多都是基于Windows系统的,而且很多缺乏交互性。Adobe的SVGViewer组件虽然能显示并通过脚本进行SVG的交互,但必须依赖IE,不能够满足电力系统对SVG接线图的高效显示和跨平台的要求,因此开发一个适用于电力系统的SVG显示和交互组件显得非常必要。

在此背景下,基于配电网自动化平台中的图模要求,迫切需要发展一套即能兼容SVG图形格式,又能面向未来国内标准化的G语言图形的建模底层库,最终实现跨平台的标准化的可视化图形建模系统,这无论对于输配网自动化平台厂商还是电力应用软件开发商来说都显得尤为重要。

本系统在《电力系统图形描述规范》《基于SVG的公共图形交换格式》的基础上,实现兼容SVGG语言的混合图形显示引擎,并提供对SVGG语言的图形编辑功能,并最终实现了基于G语言的可视化图模一体化编辑。

系统最终由如下部分组成:

  • 图形内核库
  • 图形编辑器
  • 图元编辑器
  • 图形浏览器
  • 用户使用手册
  • 开发文档

系统基于C++Qt5.5开发,并面向国内主流厂家生成的交互图形提供兼容的显示方案,实现支持跨平台、多厂家的一体化图形工具。图形内核引擎满足电力系统图形的显示性能要求,并可针对不同用户提供基于插件接口的二次开发,满足特定用户的需求定制。