摘要通过可视化技术实现智能调度，从而实现数据的采集和分析，该系统涵盖了5G通信技术、电网综合可视化技术及智能电网多业务信息融合技术等重要核心技术，同时对系统的组成架构及相关部分功能进行了说明。该系统的推广应用促进了电力监控系统的科学化发展和电厂的信息化建设，实现了智能电网与用户的双向友好互动，有效实现了电力公司业务水平的提高，具有很好的应用前景和现实的应用价值。
关键词：可视化；系统监控；大数据；智能电网
随着电力系统的的不断发展, 电网智能化和信息化管理逐渐成熟。电网可视化系统可以对其实时运行数据进行在线监测，从而实现电网调度自动化。 通过可视化的技术将电网相关运行参数进行显示, 以直观的图形方式向工作人员展示, 为工作人员对电网运行状态的监控提供了方便, 同时可以掌握电网供需平衡关系, 可视化作为调度自动化的关键技术，保证了电网运行的可靠性和安全性，同时降低了人工成本，为智能电网的建设提供了重要保障[1]。
1 5G在电力系统中的应用
电力企业应用5G高速通信可以实现管理的网络化和虚拟化，满足企业智能化管理的相关要求。应用5G通信技术可以摆脱硬件条件限制，实现资源的统一调配，并进行全时段动态优化，满足电厂运营管理现代化、高效化需求，保证资源在各部门间的优化配置，提高了业务响应速度[2]。构建5G场景下的数据采集及过程监控，实现对系统中各用电设备信息采集、分析和优化管理，因此可以为不同类型的用户提供定制化供需互动服务模式，5G通信应用于可视化监控,对相关设备运行数据进行实时监测，并通过大数据进行分析，有效推动电力企业数字化、业务升级的转型。
1.1 监控系统优化设计
监控模块采用5G通信技术，对数据信息地址进行优化管理，从而可以提高电力监控系统的等级。首先在Web页面下建立优化连接网络，然后通过服务器的硬件信息实现数据的高效传输、采集和处理，通过数据库的相关配置完成数据的高效分析，从而避免了传统模式下人员和资源的浪费。电力检测过程中，对用户会话模块进行优化模拟，实现管理服务建设的统一化，从而提高检测的高效性[3]。
1.2 实时数据管理
通过5G实现可视化监测网络可以提高系统中多时段应用数据管理的时效性，从而实现对系统运行信息的有效监控，并获取相关重要数据，为电力系统的升级提供数据支撑。目前可视化技术已经实现电力监控网络的改变。通过5G通信技术可以实现WIL监控系统实时数据传输，通过该方法对数据库的容量进行提升，同时数据存入效率、性能指标等也会随之提升，应用这种模式，可以对相关性能指标科学分析，实现数据的灵活调取。
2 可视化系统技术方案
2.1 硬件系统架构
电网可视化系统硬件架构主要包括一台可视化系统服务器，一台SCADA通讯工作站和多个具有维护和监控功能的客户终端构成，服务器与各个终端间通过5G高速通信网络进行数据交互，从而实现数据的采集监控及分析应用。
2.2 软件系统架构
电网可视化系统的服务器操作系统采用Windows 2003 Server，通过C++高级编程语言在WindowsXP下实现数据库管理。软件设计以数据库为开发对象。运行可视化软件系统由支撑系统和EMS高级应用软件构成。支撑系统主要是指SCADA实时数据系统、人机交互系统和数据通信系统。
3 系统设计关键技术
3.1 EMS系统与可视化系统接口技术
EMS系统通过接口将电网运行实时数据以及相关状态监测信息向可视化系统发送，从而实现监控的目的。EMS与可视化系统间传递的信息主要有SCADA和PAS信息的CIM/XML模型,并按照IEC61970 CIM标准来执行, 建立EMS系统实时库与CIM标准间的一一对应关系。为了区分EMS系统的实时库的不同应用,需要对CIMXML模型中包含的应用信息进行映射处理。
按国调2006年56号文件中关于数据交互的相关规定，完成运行数据和相关状态的信息发送,发送间隔要求在30s至15min之间可以调整[4]。
3.2 电网综合可视化技术
通过三维仿真技术对电网数据交互进行展示。对电力系统中的各设备的运行状态和场景建模，对其数据进行实时采集，将数据传送到可视化系统，并在显示屏上将数据直观展现，从而实现人机交互。该功能需要实时数据加载技术、3D实时交互技术和显示屏技术做支撑。
通过三维统一建模技术对电网实时运行数据进行呈现，系统内相关设备的运行状态通过三维平台发送，同时三维平台可以共享运行信息。三维模型库中的数据可以与其他数据进行共享，数据以3D MAX的格式通过第三方软件进行收发。为了便于后续使用，在三维应用平台下对三维应用进行模块化处理，通过转换工具对相关数据的格式进行转换即可[5]。
3.3 网络切片
网络切片是5G通信技术的一项关键性技术，它是一种端到端的逻辑子网，与核心网络、无线接入网、IP承载网和传送网有关，通过多领域协同工作来实现，不同网络切片间既可以实现资源共享，也可以实现彼此隔离。
切片生成算法采用粒子群优化算法，其中位置v和速度x更新方程如下所示：
式中为惯性权重，为最高粒子适应度，、为正学习因子，为最优解，、为0到1之间的随机数。
为了对网络切片的性能进行量化比较，采用零均值法对其参数进行归一化，公式如下：
式中为归一化后性能参数，为原始性能参数，为性能参数方差，为性能参数平均值，如下所示：
粒子适应度的评价函数可以采用指数形式表达，如下所示：
式中，表示归一化后最大时延值，表示归一化后最小带宽，表示低时延切片所占比列，表示高带宽切片所占比列。
4 效益分析
4.1 社会经济效益
构建电网运行可视化系统，实现了用户与智能电网间的双向互动，有效降低了峰谷差，为系统安全可靠供电提供了重要保障，发挥了负荷柔性调控和市场调节的作用，同时提高了用户的用电效率，实现了节能减排，根据数据分析，可以对电网的运行状态进行预测，如图1所示，从而掌握系统的功率、负载等运行趋势，通过对电力资源的优化配置，保证了电力企业的可持续发展。
图1 电网可视化运行状态预测
4.2 综合管理效益
通过电网运行可视化平台建设，首先可以对用户侧负荷进行柔性调控，电力企业有序用电管理水平得到提升；其次对用户用电情况实时在线监控，提升了客户服务水平；最后可以通过对系统采集数据的分析，对需求侧的管理不足进行改进，为相关政策的实施提供数据信息支撑，可以有效推动管理水平的提升[6]。
5 结论
基于5G通信技术构建电网可视化监控平台，可满足电力企业数字化管理和智能电网的建设。该系统实时采集电网运行数据，对系统运行情况在线监测，并可以实现直观的柔性调控。该系统促进了电力监控系统的科学化发展和电厂的信息化建设，采用5G通信满足大数据交互，实现了智能电网与用户间友好互动，有效提升了电力公司的业务水平，具有很好的发展前景和实用价值。
参考文献
[1] 姚生金. 5G在电力监控系统中的应用前景分析[J]. 通信电源技术, 2020, 4(37):182-183.
[2] 吴永琴. 电力调度监控一体化系统的告警信息优研
究[J]. 通信电源技术,2019,36(12):17-19.
[3] 郑培昊.电力信息系统网络数据的实时流量监控[J]. 电子技术与软件工程,2019,24(12):6-7.