含三维视力的电力系统辅助规划软件研究

• 作 者: 李文帆
• 机 构: 西南交通大学
• 出 处: 西南交通大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 地理接线图 三维仿真 图形视图框架 电力系统规划 可视化设计

地理接线图可以简单、清晰地描述电力系统网络拓扑结构和潮流分布状况，对电力系统分析有重要意义。在电力系统规划工作中常采用地理接线图的形式表现规划设计方案的宏观印象，进行不同方案之间的对比。绘制地理接线图，利用地理接线图进行规划方案分析是电力系统规划设计人员日常工作的重要组成部分。　　
PSD-BPA是由中国电力科学研究院开发，用于电力系统潮流计算和稳定分析的重要工具，在系统规划中应用广泛。PSD-Clique地理接线图格式潮流图绘制程序则是针对PSD-BPA潮流数据的地理接线图绘制工具，为规划工作的辅助分析提供了便利，然而该程序在实际应用的过程中也逐渐暴露出了一些不足。本文为弥补PSD-Clique存在的问题，开发了一个新的基于PSD-BPA潮流数据的地理接线图绘制工具，另外考虑到三维可视化技术的发展以及电力系统规划成果三维展示的重要性，设计了一个电力系统三维仿真平台，最终形成一套含三维视图的电力系统辅助规划软件。　　
在电力系统地理接线图绘制软件的研究方面，本文首先分析了PSD-Clique程序的功能特点及其存在的问题，得到开发地理接线图绘制软件的功能需求。然后结合各模块相互独立、视图与数据相互分离的设计思想对地理接线图绘制软件进行结构设计，将其设计为数据服务层、绘图操作层和辅助功能层三层结构。为获取软件操作的数据基础，本文提出了一种从DAT文件和PFO文件中获取网络拓扑信息和潮流结果信息的方案，并实现了数据库的设计。本文采用Qt库进行地理接线图绘制软件的开发，文中重点介绍了以Qt图形视图框架建立软件绘图框架的方法，并详细分析了数据库视图框架、潮流动画功能和接线图输出技术的实现方案。　　
在电力系统三维仿真平台的研究方面，首先按照结构化、模块化的设计思路对三维仿真平台的结构进行设计，实现了数据资源、三维系统平台建设和用户应用操作间的有效分离。然后阐述了三维模型设计的主要方式与过程，并在最后的部分重点描述了以Ogre三维引擎为基础的电力系统三维仿真平台关键技术实现方案。文中详细介绍了Ogre地形系统关键部件以及利用其进行三维地形仿真的大致流程，实现了地形的分页调度和LOD技术;阐述了粒子系统的工作方式，采用Ogre粒子系统进行了雨、雪天气的模拟;并借助PagedGeometry插件实现场景内容的分页调度功能，优化了三维仿真性能。