1绪论
1.1研究背景
电力系统发电节点与负荷节点众多、线路延展距离长且环境复杂，鉴于以上原因，调度人员无法直接近距离接触到电力网络，了解电力系统的运行信息。此时，电力系统运行信息显示界面就成为了调度人员与电力网络的沟通门户，调度人员通过电力系统运行信息显示界面获取所需数据、发出控制指令，对时间数据和空间数据进行整理分析，得出控制策略，实现对电力系统的控制和监视职能。电力系统运行信息显示界面需要展示的信息量巨大、种类繁多；我国幅员辽阔，电力系统庞大复杂；经济发展不均衡，电力系统任务情境与运行环境复杂，不同任务需要显示不同的信息和界面；各地电力资源不同，风电、火电、水电、核电等需要显示的信息和调度任务不同。因此，如何在有限的屏幕显示空间上选择恰当的信息、用恰当的方式进行显示，将影响电力系统安全与稳定运行的效率⑴。将系统中成百上千的数据直接提供给调度人员，和将系统数据按照不同情境、不同要求，有选择的、经过处理后提供给调度人员，所取得的效果不同，后者无疑将大大减轻调度人员的工作负荷、认知负荷、记忆负荷。合理的电力系统运行信息展示，在电力系统正常运行时，可以为调度人员提供更优质高效的服务，从而提高电力系统的供电质量和服务标准；在电力系统紧急状态时，可以尽量缩短解决事故的时间和步骤，提供更有质量的解决方案。电力系统用电量与经济的发展情况息息相关，当下中国的经济依旧保持又好又快发展的强劲势头，这就决定了我国电力系统的发展与建设在短期内还将不断快速扩充扩容。随着电力系统的发展、特高压电网与智能电网的推广与建设、电力市场的不断完善、电网公司三集五大等改革政策的不断深入，电网中运行信息量呈指数级增加、运行信息种类越来越丰富、遇到的任务与情境越来越复杂、进行操作和调度的时间要求越来越短、操作和调度的步骤规范要求越来越严格、电力系统中各项环节的设计目标和技术经济指标要求不断提高。作为电力网络与调度人员的联系环节，以上目标和要求都对电力系统运行信息显示界面提出了更高的性能指针要求和显示效果期望。如何对电力系统运行信息显示进行研究和升级，来完成国民经济发展和智能电网建设等对电力系统运行信息显示界面提出的新要求呢？信息显示系统需要承担更多的工作，从任务情景发生改变开始至调度任务完成，自动协助调度人员寻找合适的信息和信息显示技术，为调度人员决策提供支持和建议。本文所建立的电力系统自适应信息显示体系可以达到上述要求，调度人员由操作者向监视者转换，解放调度人员冗余劳动，集中精力和时间解决分析问题。搭建电力系统自适应信息显示体系需要对以下三方面技术进行研究：
(1)建立电力系统运行信息自适应显示模型。随着电力系统规模的不断扩容和智能电网的建设，现行的信息显示方案带给调度人员的负担会越来越重，而且浪费了计算机的资源和功能，不能满足调度人员的需求。本文根据不同情境自动选择恰当的信息进行展示，再选择恰当的信息显示技术处理数据，最终按照预先的设计方案进行排列和显示。按照这样的策略和方法，可以更高效、科学的显示出尽可能多的、有用的数据和信息，同时省去调度人员的必然操作步骤和操作规范中的简单重复步骤，将计算机的计算能力和分析能力、不同调度人员的个体特点和操作习惯充分进行考虑和利用。
(2)进行电力系统信息显示技术研究。目前显化技术仅仅将采集到的资料直接或简单处理后显示给调度人员，如表格、文本等。表格、文本信息显示技术只适用于简单网络或需要精准数据进行计算的情况，而且表格、文本显示数据会占用大块的空间。电力系统中绝大部分情况，比如数据量非常多或者需要宏观分析趋势的时候，就需要采用表格信息显示技术以外的多种多样的信息显示技术来展示数据信息或系统设备状态，以期用最简单直接的方式达到最好的效果。在电力系统中比较常见的信息显示技术包括地理图、单线图、饼图、颜色、粗细、箭头等等
(3)进行电力系统运行信息自适应展示方案设计。根据不同的任务、不同的调度人员等，可细分为多种电力系统情境，按照不同的电力系统情境，选择信息显示技术和数据信息做展示方案设计。
2电力系统运行信息自适应显示研究脉络图
2. 1各环节内在关系
六个环节属于不同的学科，其中的知识结构也不相同，可以各自独立研究。而且，这六环节相互联系、相互依赖，可以互为指导和支持。例如，自适应主题展示方案的设计会对信息显示技术有所要求，而信息显示技术也会对自适应主题展示方案设计给出界定。因此，各环节的研究并不严格是一个逐步递进首尾相连的循环，各部分相互影响、相互作用，可以自成一体，单独研究。随着电力系统自适应信息显示的逐步深入研究，各部分间更深层次、更高级的相互关联会逐渐明显，自由分散的强度也就会慢慢变强。以上各环节内在关系相互交织，逐步递进首尾相连的循环研究过程中包含着各自独立的分散环节，而各自独立的分散环节研究会引起全新的逐步递进首尾相连的循环研究。
2.2自适应模型
电力系统自适应信息显示是指显示界面按照预先设定的触发条件，自动地在准确的时间、用合理的方式、显示需求信息。换言之，电力系统自适应信息显示就是在系统发生变化的时候或调度人员需求的时候，迅速地将需求信息以最易于掌握的方式显示给调度人员。建立自适应系统模型，综合考虑现有的技术手段，在传统信息显示平台上实现自适应功能。本文设计自适应系统模型是一个初步模型，将被不断被修改、补充。包含六个模块：用户模型、触发模型、事件模型、界面模型、用户实时反馈模型和自学习机制。用户模型用于记录用户信息、任务模型、状态模型和推理机制，用户信息指专家、新手、培训、浏览等，任务模型包括任务层、逻辑层、物理层等，状态模型包括正常、紧急等，推理机制包括不同调度人员在不同任务和不同状态下，对各种信息显示技术显示方式的喜好程度。不同用户会有不同的需求，显示内容和人机交互手段也会有所差异，自适应系统需要调用信息都被预先整理储存记录在数据库中。触发模型是指自适应系统的发动条件和触发阈值，是自适应系统的门钢匙，界定什么条件、什么时候启动自适应系统。事件信息模型为生成显示界面提供线索和依据。电力系统中的事件非常多，相对应的显示界面也就非常多，所以要想从海量显示界面中选择需求的显示界面，就需要首先确定事件类型，再根据事件属性判断需要显示的核心问题。
3电力系统运行信息自适应显示模型......... 18
3.1 用户模型......... 19
3.2 触发模型......... 19
3.3 事件模型......... 20
3.4 界面模型......... 20
3.5用户实时反馈 .........21
3.6 自学习机制......... 22
3.7 本章小结......... 22
4电气信息伪地理图信息显示技术......... 23
4.1 原有生成算法......... 23
4.2 本文设计的生成算法......... 26
4.2.1 本文设计算法介绍......... 26
4.2.2 权重值......... 27
4.2.3 与已有算法的比较......... 27
4.3 本文设计算法的实现......... 29
4.3.1 简单系统......... 29
4.3.2 复杂系统......... 30
4.4 本章小结......... 31
5电力系统运行信息自适应展示方案......... 32
5.1搭建多屏显示软硬件实验平台......... 32
5.2基于地理信息系统的电力系统......... 36
5.3正常情景主题设计方案......... 41
5.4有功调整情景主题设计方案......... 43
5.5紧急情景主题设计方案......... 45
结论
由于电网的进步和革新，电力系统运行信息显示同样需要不断改进，才能满足需求。本文建立了电力系统运行信息自适应显示系统的基本框架，计算机更加智能化地协助调度人员完成调度工作，自动在恰当的时间、用准确地方式、显示需求数据。本文的研究内容包括：
(1)对现有电力系统运行信息显示理论和技术进行分析，提出电力系统运行信息自适应显示体系，并建立研究脉络图，对各环节研究内容和研究方案进行分析。
(2)搭建电力系统运行信息自适应显示模型，包含用户模型、触发模型、事件模型、界面模型、主客观反馈等六个模块，对各模块的关系和内涵进行研究，设计各模块的对象属性、实现方法和算法。
(3)设计算法生成一种全新的电网结构显示方式：电气信息伪地理图。通过与距离算法和电气权重值算法的比较，分析本文算法的特点和优势，并将其应用在大区域全局网络和小区域电气信息稠密网络，讨论其更深层次的应用。
(4)基于自适应模型，利用Maplnfo软件以及MapX控件，结合VB程序设计语言，设计和搭建软硬件实验平台，实现已有信息显示技术"一"?电力系统地理图，结合本文开发的新的信息显示技术——电气信息伪地理图，对正常情景、功率调整情景、紧急情景的自适应展示方案进行设计，并通过一个应用示例对电力系统运行信息自适应显示的应用方法和操作流程进行展示。本文所做工作有助于降低调度人员的操作负担，为其决策提供支持。
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