本发明涉及电网仿真数据分析
技术领域：
：，更具体地，涉及一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统及方法。
背景技术：
：：电网仿真是电网规划、运行、科研的基础支撑手段，随着我国电网规模的不断扩大、技术水平的不断提升，我国电网仿真技术也得到了长足发展。时至今日，国家电网主网架仿真计算规模已达5万节点以上，包括psasp、psd、adpss等在内的具有自主知识产权的电网仿真软件已在实际工作中得到了广泛应用，有力保障了我国超大规模交直流混联电网的安全稳定运行。目前在中国电力科学研究院已投入使用的国家电网仿真中心，还将把我国电网仿真计算能力提升到新的高度。电网仿真计算技术的发展和计算规模的扩大，所带来的直接影响就是仿真计算数据的日益复杂和数据量的飞速增加。目前，国家电网主网架机电暂态仿真数据中涉及的变量已达上百万个。随着机电-电磁混合仿真的应用，系统元件，特别是直流模型的复杂程度还将进一步增加。在数据量方面，仅监视个别重要物理量时，机电暂态计算数据已达到百mb级，如果监视全网的某一物理量，如母线电压，则一次故障计算的监视结果就可达gb级。在一次方式计算中，需要进行数百次故障计算，可产生的计算结果理论上能轻易突破tb级。可以说从复杂性和数据量上，大电网仿真数据已具有大数据的特点。与电网仿真计算相比，仿真数据的分析方法研究和工具研发还有很大差距。在实际工作中，现有技术还在采用与上世纪相同的，查看监视曲线和报表的方法。现有技术的方法只能用于对个别重要元件状态量数据的监视和分析，无法观察全网变化情况，更不具备智能化的自动分析、判断和决策能力。事实上，已有的各种电网仿真软件，其重点都是在计算，在分析方面都不具备全面、深入地挖掘复杂电网仿真数据内在信息的能力。这使得大量可能有意义的计算数据由于无法纳入分析而被忽略了，也进而造成了对仿真计算能力的浪费。先进的仿真计算技术需要有先进的数据分析技术才能充分发挥其作用。另一方面，由于电网运行特性的复杂多样、分析目标的重叠交织等因素，使得分析过程的描述和结论的表达愈加困难，一次方式分析工作的成果通常需要数十乃至上百张ppt来进行说明，专业性强、效率低，给上下级沟通、跨专业交流带来很大困难。在实际工作中对电网仿真专业化内容展示工具的需求也日益迫切。目前，在大数据分析方面已有大量研究并形成了诸多成熟工具，如spss、sas等，这些工具在企业运营、商业数据研究等方面已得到了广泛应用。同时，在复杂工作过程内容表达方面，以tableau仪表盘为代表的展现方式也已达到了广泛认可。这些成果可以为电网仿真分析数据分析和专业化展示技术的研究提供参照，但是由于其主要是面向商业bi的，因此无法直接用于极具专业性的电网仿真分析工作，必须研究新技术、研发新系统。本申请提出一种电网仿真数据进行可视化分析技术来解决上述问题。技术实现要素：本发明技术方案提供一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统及方法，以解决如何对大电网仿真数据进行可视分析的问题。为了解决上述问题，本发明提供了一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统，所述系统包括：数据管理层，所述数据管理层用于存储大电网仿真数据；仿真计算层，所述仿真计算层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述大电网仿真数据，并对所述大电网仿真数据进行计算，获取数据计算结果，将所述数据计算结果通过系统管理层存储于所述数据管理层；应用与数据分析层，所述应用与数据分析层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述数据计算结果，对所述数据计算结果进行分析，获取数据分析结果，将所述数据分析结果通过系统管理层存储于所述数据管理层；可视化与人机交互层，所述可视化与人机交互层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述数据分析结果，生成大电网仿真数据的电网特征图。优选地，所述应用与数据分析层通过数据特征提取、人工智能分析方法或统计分析方法对所述数据计算结果进行分析。优选地，所述可视化与人机交互层用于生成大电网仿真数据的电网特征图，所述电网特征图通过图层方式展示所述大电网仿真数据的变量，所述电网特征图通过图层叠加的方式同时展示所述大电网仿真数据的多个变量。优选地，所述仿真计算层还用于对所述大电网仿真数据进行潮流计算或暂态稳定计算。优选地，所述仿真计算层还用于设置计算功能扩展接口。基于本发明的另一方面，提供一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的方法，所述方法包括：通过数据管理层用于存储大电网仿真数据；通过仿真计算层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述大电网仿真数据，并对所述大电网仿真数据进行计算，获取数据计算结果，将所述数据计算结果通过系统管理层存储于所述数据管理层；通过应用与数据分析层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述数据计算结果，对所述数据计算结果进行分析，获取数据分析结果，将所述数据分析结果通过系统管理层存储于所述数据管理层；通过可视化与人机交互层通过系统管理层调用所述数据管理层存储的所述数据分析结果，生成大电网仿真数据的电网特征图。优选地，所述应用与数据分析层通过数据特征提取、人工智能分析方法或统计分析方法对所述数据计算结果进行分析。优选地，通过所述可视化与人机交互层用于生成大电网仿真数据的电网特征图，所述电网特征图通过图层方式展示所述大电网仿真数据的变量，所述电网特征图通过图层叠加的方式同时展示所述大电网仿真数据的多个变量。优选地，所述仿真计算层还用于对所述大电网仿真数据进行潮流计算或暂态稳定计算。优选地，所述仿真计算层还用于设置计算功能扩展接口。本发明技术方案提供一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统及方法，系统包括：数据管理层，数据管理层用于存储大电网仿真数据；仿真计算层，仿真计算层通过系统管理层调用数据管理层存储的大电网仿真数据，并对大电网仿真数据进行计算，获取数据计算结果，将数据计算结果通过系统管理层存储于数据管理层；应用与数据分析层，应用与数据分析层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据计算结果，对数据计算结果进行分析，获取数据分析结果，将数据分析结果通过系统管理层存储于数据管理层；可视化与人机交互层，可视化与人机交互层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据分析结果，生成大电网仿真数据的电网特征图。本发明技术方案主要目的是建立一种电网仿真可视化分析系统，本发明技术方案以大数据和人工智能技术为基础，实现大电网仿真数据可视分析和结果展现。一方面弥补电网仿真数据分析工具的不足，满足gb乃至tb级大电网仿真数据多层次、多角度、高效率的智能分析需要；另一方面，实现对电网仿真分析工作成果的高效展示叙述，建立无缝互动形式的讲解模式。附图说明通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：图1为根据本发明优选实施方式的一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统结构图；以及图2为根据本发明优选实施方式的一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的方法流程图。具体实施方式现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属
技术领域：
：的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属
技术领域：
：的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。图1为根据本发明优选实施方式的一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的系统结构图。如图1所示，本申请一种电网仿真可视化分析系统，包括数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层、可视化与人机交互层以及系统管理层。数据管理层，数据管理层用于存储大电网仿真数据。本申请的数据管理层，是用于管理和存储电网仿真计算所涉及的数据，包括电网元件模型及其参数、电网仿真计算数据和计算结果数据。仿真计算层，仿真计算层通过系统管理层调用数据管理层存储的大电网仿真数据，并对大电网仿真数据进行计算，获取数据计算结果，将数据计算结果通过系统管理层存储于数据管理层。优选地，仿真计算层还用于对大电网仿真数据进行潮流计算或暂态稳定计算。优选地，仿真计算层还用于设置计算功能扩展接口。本申请的仿真计算层，根据用户从数据管理层选取的电网仿真计算数据，进行电网仿真计算，并将计算结果数据保存至数据管理层，电网仿真计算包括潮流计算、暂态稳定计算等，并预留其他电网仿真计算功能扩展接口。应用与数据分析层，应用与数据分析层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据计算结果，对数据计算结果进行分析，获取数据分析结果，将数据分析结果通过系统管理层存储于数据管理层。优选地，应用与数据分析层通过数据特征提取、人工智能分析方法或统计分析方法对数据计算结果进行分析。本申请的应用与数据分析层，根据成功完成的仿真计算结果数据和电网仿真计算类型，利用各种数据分析手段对各种仿真计算结果数据进行分析，数据分析手段包括数据特征提取、人工智能分析方法以及统计分析方法等。可视化与人机交互层，可视化与人机交互层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据分析结果，生成大电网仿真数据的电网特征图。本申请的可视化与人机交互层，包括海量数据可视化、高效人机互动和可视分析中间件。海量数据可视化用于将仿真数据按照可视化方案，在可以接受的时间内高效渲染出来；可视分析中间件用于建立可视分析过程；高效人机互动用于合理地安排机器与人的分工，形成有效的协作，更好地解决电网仿真数据分析问题。优选地，可视化与人机交互层用于生成大电网仿真数据的电网特征图，电网特征图通过图层方式展示大电网仿真数据的变量，电网特征图通过图层叠加的方式同时展示大电网仿真数据的多个变量。本申请的系统管理层，用于承载数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层和可视化与人机交互层的高效稳定运行。本申请将可视分析、人工智能等先进技术和理念与传统的电网仿真计算有机结合，定义了一种电网仿真可视分析系统，改变了传统的电网仿真软件研发思路，将电网仿真技术与大数据、人工智能技术跨领域结合，提高了电网仿真分析的效率和能力。本申请提供的一种电网仿真可视分析系统，实现对电网仿真计算结果的可视化分析；本申请将电网仿真技术与大数据、人工智能技术跨领域结合，提高了电网仿真分析的效率和能力；本申请能够满足大电网仿真数据多层次、多角度、高效率的智能分析需要。本申请实施方式提供一种电网仿真数据可视分析系统，包括数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层、可视化与人机交互层以及系统管理层。数据管理层，用于管理和存储电网仿真计算所涉及的数据，包括电网元件模型及其参数、电网仿真计算数据和计算结果数据。能够支持数据库数据和文件数据，且两种格式的数据可以相互转换。仿真计算层，根据用户从数据管理层选取的电网仿真计算数据，进行电网仿真计算，并将计算结果数据保存至数据管理层，电网仿真计算包括潮流计算、暂态稳定计算等，并预留其他电网仿真计算功能扩展接口。仿真计算层与数据管理层的交互，由系统管理层实现。应用与数据分析层，读取存储在数据管理层的各种仿真计算结果数据进行分析，数据分析手段包括数据特征提取、人工智能分析方法以及统计分析方法等。应用与数据分析层与数据管理层的交互，由系统管理层实现。可视化与人机交互层模块，根据应用与数据分析层对仿真计算结果的分析，通过高效人机互动和可视分析中间件，将海量仿真数据进行可视化，形成的电网特征图，电网特征图以图层方式展示一种变量，通过图层叠加的方式实现多种不同变量的同时展示。可视化与人机交互层和应用与数据分析层的交互，由系统管理层实现。系统管理层，用于承载数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层和可视化与人机交互层的高效稳定运行，实现不同层之间的切换和交互运行。本申请提供一种电网仿真可视化分析系统，包括数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层、可视化与人机交互层以及系统管理层。本申请提供的一种电网仿真可视化分析系统，可视化与人机交互层的海量数据可视化以电网地理图为基本形式，基于gis信息标定所有图元、标注，以图层方式展示一种变量，通过多图层叠加的方式实现多种不同变量的同时展示，完成数据可视化渲染。本申请提供的一种电网仿真可视化分析系统，可视化与人机交互层的高效人机互动充分利用人对图形的强大感知能力和计算机强大的数据处理能力，以图形为媒介实现人与算法的互动，进而完成对复杂数据的交互式分析。通过对环境、角色，以及人与人工智能(ai)间的交互行为建模，建立人与ai共同完成电网仿真数据分析任务的模型,建立基于分析效果评价的反馈机制，使ai能够在使用中有方向性的自主进化。图2为根据本发明优选实施方式的一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的方法流程图。如图2所示，本申请提供一种用于对大电网仿真数据进行可视分析的方法，方法包括：优选地，在步骤101：通过数据管理层用于存储大电网仿真数据。本申请的数据管理层，是用于管理和存储电网仿真计算所涉及的数据，包括电网元件模型及其参数、电网仿真计算数据和计算结果数据。优选地，在步骤102：通过仿真计算层通过系统管理层调用数据管理层存储的大电网仿真数据，并对大电网仿真数据进行计算，获取数据计算结果，将数据计算结果通过系统管理层存储于数据管理层；优选地，仿真计算层还用于对大电网仿真数据进行潮流计算或暂态稳定计算。优选地，仿真计算层还用于设置计算功能扩展接口。本申请的仿真计算层，根据用户从数据管理层选取的电网仿真计算数据，进行电网仿真计算，并将计算结果数据保存至数据管理层，电网仿真计算包括潮流计算、暂态稳定计算等，并预留其他电网仿真计算功能扩展接口。优选地，在步骤103：通过应用与数据分析层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据计算结果，对数据计算结果进行分析，获取数据分析结果，将数据分析结果通过系统管理层存储于数据管理层；优选地，应用与数据分析层通过数据特征提取、人工智能分析方法或统计分析方法对数据计算结果进行分析。本申请的应用与数据分析层，根据成功完成的仿真计算结果数据和电网仿真计算类型，利用各种数据分析手段对各种仿真计算结果数据进行分析，数据分析手段包括数据特征提取、人工智能分析方法以及统计分析方法等。优选地，在步骤104：通过可视化与人机交互层通过系统管理层调用数据管理层存储的数据分析结果，生成大电网仿真数据的电网特征图。优选地，通过可视化与人机交互层用于生成大电网仿真数据的电网特征图，电网特征图通过图层方式展示大电网仿真数据的变量，电网特征图通过图层叠加的方式同时展示大电网仿真数据的多个变量。本申请的可视化与人机交互层，包括海量数据可视化、高效人机互动和可视分析中间件。海量数据可视化用于将仿真数据按照可视化方案，在可以接受的时间内高效渲染出来；可视分析中间件用于建立可视分析过程；高效人机互动用于合理地安排机器与人的分工，形成有效的协作，更好地解决电网仿真数据分析问题。本申请的系统管理层，用于承载数据管理层、仿真计算层、应用与数据分析层和可视化与人机交互层的高效稳定运行。本申请将可视分析、人工智能等先进技术和理念与传统的电网仿真计算有机结合，定义了一种电网仿真可视分析系统，改变了传统的电网仿真软件研发思路，将电网仿真技术与大数据、人工智能技术跨领域结合，提高了电网仿真分析的效率和能力。已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在
技术领域：
：的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个//该[装置、组件等]”都被开放地解释为装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。当前第1页12当前第1页12