智能电网广域输电系统可视化与数据聚合技术

466工程第1卷·第4期·2015年12www.engineering.org.cn研究智能电网-文章工程2015，1（4）：466-智能电网广域输电系统可视化Thomas J. Overbye1*和James Weber2摘要安装大量额外的新传感和通信设备，以及建立计算基础设施来存储和管理这些设备收集的数据，是为输电系统创建通常称为“智能电网”的第一步。随着对设备的巨大资本投资，现在的注意力集中在开发分析和可视化这一大型数据集的方法上。这些新数据的最直接用途将是数据可视化。本文介绍了一些可视化技术，已部署的电力行业在过去几年中的可视化数据的调查。这些技术包括饼图、动画、轮廓绘制、时变图、基于地理的显示、图像混合和数据聚合技术。然后，本文强调了一个新的概念，使用字大小的图形称为火花线作为一个非常有效的方法，显示大量的时变数据。关键词电力系统，广域可视化，电力潮流，暂态稳定，智能电网，火花线1 介绍可靠的电网对现代社会的运行至关重要。大多数时候，电能是无缝无处不在的;很容易从代表即插即用便利性定义的电源插座获得。然而，这些出口也是通往世界上一些最大、最复杂机器的门户。中心站电力得到了它始于19世纪80年代初，当时的直流（DC）系统工作电压仅为100 V，为少数客户提供服务。在接下来的一个世纪里，互联电网迅速发展，跨越国家，有时甚至是大陆，传输电压高达1000 kV。被美国国家工程院评选为20世纪的顶级技术[1]，电气化改变了世界！然而，在20世纪发展起来的网格需要继续发展，以满足我们向前发展的新需求。这种发展包括整合潜在的大量间歇性发电资源（如风能和太阳能光伏发电（PV））的要求，以及满足客户对更高可靠性和可扩展性的需求。为了满足这些要求，电网的传感、通信和计算能力正在迅速扩展，这些变化通常被认为是“智能电网”的一部分智能电网显然使电网更加智能，具有更多的传感和嵌入式自动控制。这种智能当然是有益的，但它也使电网变得更加复杂，需要不断改进的工具来帮助人类，他们仍然非常“在环中”，设计和操作明天的智能电网。多年来，在电力系统可视化和分析方面已经做了很多工作，参考文献[2]在2009年左右提供了有用的总结。本文的目标是提供一个电力系统可视化的概述，触及两个经典的技术，现在广泛应用于工业和一些新的进展，将有助于智能电网向前发展。特别是，该文件侧重于广域可视化， 其目标是提供对大规模系统的统一理解。2 电网运行概述以及电网如何首先，简要描述网格如何运行以及它如何失败是有帮助的。任何电网都有三个主要组成部分：产生电能的发电机，消耗电能的负载，以及将电力从发电机转移到负载的电线。电线通常分为两组，传输系统通常在100 kV以上的电压下操作，而配电系统在100 kV以下的电压下操作。中国的最高输电电压为1000kV，北美为765 kV1伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校，厄巴纳，IL 61801，美国;2 PowerWorld公司，香槟，IL 61820，美国* 通讯作者。电子邮件地址：overbye@illinois.edu接收日期：2015年9月20日;接收日期：2015年11月25日;接受日期：2015年11月30日作者（S）2015出版社：Engineering Sciences Press这是CC BY许可下的开放获取文章（http：//creativecommons.org/licenses/by/4.0/）467www.engineering.org.cn第1卷·第4期·2015年12月工程智能电网-文章研究传输系统通常是联网的，这通过向每个总线（节点）提供多个路径来提供更高的可靠性。相比之下，配电系统通常是辐射状的，因此任何部件的故障都可能导致局部停电。在特定地理位置的电气设备，包括公共汽车，被称为变电站.所有大型电网都是交流电（AC），在北美和南美部分地区使用60 Hz，在世界其他大部分地区使用50 Hz。高压电网也是三相的，与单相系统相比，相同数量的电线可以输送两倍的电力;单相通常仅在向最终用户提供的低电压（600 V）下使用。在互连的AC电网中，所有发电机彼此同步（或同相）操作，这意味着平均而言，它们具有完全相同的电频率。在北美，有四个主要的交流互联（东部互联（EI）、西部电力协调委员会（WECC）、德克萨斯州电力可靠性委员会（ERCOT）和魁北克），而在中国有两个（中国国家电网公司（SGCC）和中国南方电网（CSG））。大规模互连提供了两个主要好处：可靠性和经济性[3]。由于互联可以有成千上万的发电机，可靠性大大提高，因为即使最大的发电机发生故障，灯也会亮着。从经济角度来看，电网参与者可以在互联范围内的任何地方交易电力，利用可能在1000公里外的较低成本发电。由于电网在高电压下运行，总的传输级损耗通常相当适中，北美EI可能为3%，而密度较低的WECC为4%。电力不能以交流形式在不同的互连之间直接传输。然而，这种交易是可能的，首先将其转换为DC，然后将其转换回AC。这些交易可以使用高压直流（HVDC）线路进行长距离电力传输，也可以使用AC-DC-AC转换在互连边界点进行。与电力系统相关的一个关键复杂性是需要考虑的广泛的时间尺度，无论是在操作上还是在模型，算法及其后续可视化的开发中。图1显示了一些键值[4]。对于本文是功率低（准稳态）和较短的暂态稳定性。电力负荷时间范围是在电力公司控制中心观察电网时的感知方式。也就是说，当电网本身以50 Hz或60 Hz运行时，线路上的平均功率波动通常会随着系统负载和发电量的变化而缓慢变化，几乎无法察觉。功率流时间尺度模型所有不同的大小，与65 000总线模-研究和模型，在控制中心环境中可能有数万条总线。然而，为了引入可视化概念，从较小的学术模型开始是有用的。图2示出了使用所谓的“单线图”（或“单线”）的虚拟七总线系统的可视化。在一条线中，实际的三相设备，如输电线和发电机，用一条线表示。总线用粗条表示，发电机用黑圈表示，总负荷用黑点线表示，输电线用细线表示。所有设备的有功功率和无功功率波形都显示出来，绿色箭头用于显示有功功率波形[5]。根据基尔霍夫电流定律（KCL），每条母线上的净有功功率和无功功率必须与母线上的发电量减去负载相匹配;这一点在图中很容易验证。在工程研究中常见的是，电压幅值以单位（pu）表示，其中实际电压由其标称值归一化。 因此，在图2系统中，该系统模拟标称138 kV系统，1.04的pu值对应于143.5 kV。线上的饼图用于显示负载百分比在最大电流限制方面。这些限制通常是由于热约束，认识到电线中的损耗随其电流的平方而变化。正常电网运行的基础可以被认为是基于负载变化的缓慢变化的功率流解决方案，以及对图1.电力系统运行时间尺度。用于表示计划中的EI的els图2.一个七总线系统单线可视化。研究智能电网-文章468工程第1卷·第4期·2015年12www.engineering.org.cn发电机实际功率输出和其他控制。为了保持准稳态运行，必须调整总发电量，使其与总负载加上损耗相匹配。可靠的运行要求没有输电线路或变压器过载，并且母线电压幅值保持在大约0.94 pu至1.06 pu的范围内。由于电网经常受到干扰，例如发电机故障或输电线路损耗，因此可靠运行通常会受到继续无限制运行的需求的进一步限制图3.线路中断后的七总线系统可视化在这种情况下，违反。这被称为N图3示出了图2的系统，其中总线2和3之间的线路停止服务。由于两条线路现在超负荷，这不再是一个可靠的操作点。 如果不采取纠正措施，单线路停电可能导致后续停电，导致连锁停电，例如2003年8月14日在北美EI发生的事件[6]。也可以为非常宽的区域创建稳态可视化。图4显示了一个电源故障案例的极宽区域可视化示例对于北美的四个主要互连，实际电力负荷以白色显示，实际发电量以洋红色显示;数据显示为2015年夏季峰值负荷条件。考虑电力系统对意外事故的更快动态响应也很重要。也就是说，在一个偶然事件之后，系统是否能够达到新的准稳态平衡，由幂级数表示。电网在从大约0.01 s到大约60 s的时间范围内的动态响应被称为暂态稳定性。例如，图5显示了16 000母线、3300发电机系统的暂态稳定性仿真中每条母线频率的变化，在该系统中，意外事故是两台大型发电机在2 s时的损失。对于这种偶然性，系统保持稳定，虽然有一些大的振荡。通过显示所有16 000辆公交车的频率响应，该图很好地显示了频率响应的包络，但无法确定任何特定公交车的响应。可视化这种时变信息的替代方法在第4节中介绍。最终，驱动电力系统可视化的是数据。对于工程研究，该数据由功率波动和暂态稳定性软件应用程序提供。由于这些应用程序是基于模型的，因此所有所需数据都可从软件模拟中读取。使用电源开关，提供单个快照，而瞬态稳定性提供时变数据，如图5所示的数据，采样率高达每秒几百个点。关键数据包括总线电压幅值和角度、传输线和Transformer信息（例如，MW、Mvar、负载百分比）、负载/发电值，以及图4.北美电力潮流数据的广域可视化，显示电力负荷（白色）和发电量（洋红色）。图5.发电损失意外事故后的大型系统发电机频率。母线频率（仅暂态稳定性;对于潮流，频率是固定的）。对于在线可视化，所有数据都是随时间变化的，并且传统上由监控和数据采集（SCADA）系统提供，该系统通常每隔几秒钟扫描一次系统。虽然SCADA数据在系统运行中一直是并且将继续是非常重要的，但是这种慢扫描速率的缺点是无法观察暂态稳定动态。还有监控数据智能电网-文章研究469www.engineering.org.cn第1卷·第4期·2015年12月工程Torically不包括关于电压相位角的信息。为了估计相位角，从而得到通常使用更完整的系统模型、状态估计（SE）[7]，其中网络参数的模型与SCADA状态和模拟测量相结合，以便（通过迭代解）获得非常类似于功率流解的结果。在性能最好的控制室中，SE大约每分钟运行一次，并且在98%以上的时间内收敛[8]。一个关键的智能电网的发展，大大增强了直接测量的能力，因此可视化，电力系统动态是相位测量单元（PMU）的广泛部署[9]。PMU利用全球定位系统（GPS）提供的精确时间，以合理的精度确定电力系统值（如电压和电流）的幅度和相位角，以及总线频率。每秒30或60个样本的数据速率允许直接观察电力系统动态。在北美，PMU的部署和使用由北美同步相量计划（NASPI）协调[10]。FNET/ GridEye提供的低成本、GPS同步、120 V电源插座频率、相位角和电压幅值测量是电力系统可视化的另一个潜在数据源[11]。虽然大型互联电网的好处是显著的，但有害的副作用是，如果出现问题，它可能会迅速影响大面积。这种特性 在图6中显示，它总结了电力系统可以运行的五种一般状态[12]。大多数情况下，系统处于正常状态，其中所有约束都得到满足。虽然广域可视化对于正常状态很重要，但在其他状态下变得更加重要，在这些状态下，有效的操作员决策可能会产生重大影响。操作员的行动能否防止停电取决于事件的时间范围和严重程度。一些大规模停电无法通过操作员的行动来防止。地震是一些意外事件的例子，它能在几秒钟内造成严重的破坏.在这里，可视化将是最有帮助的恢复状态，因为没有什么操作员可以做，以防止物理损害，由于地震。相反，飓风或冰暴等缓慢移动的天气系统给了运营商足够的时间采取行动，但停电无法完全避免。例如，1998年1月在北卡罗来纳州东北部的一场冰暴图6.电力系统运行状态。美国造成超过770座输电塔倒塌，导致加拿大大规模停电[13，14]。另一个这样的例子是2012年美国的超级风暴桑迪，造成850万客户停电，损失估计为650亿美元[15]。然而，许多（如果不是大多数）潜在的大规模停电确实有时间框架，可以允许有效的操作员干预。一个重要的例子是2003年8月14日EI停电影响了超过5000万人，并在最终级联之前持续了一个多小时[6];缺乏态势感知是这一事件的原因之一。其他例子包括2003年9月28日意大利停电，时间范围约为25分钟[16]，2012年7月30日印度停电，影响了7亿人，其中第一次事件和级联之间的时间范围为2小时[17]，以及9月8日，2011年WECC停电超过11分钟，其中也包括缺乏实时态势感知的原因[18]。这些时间范围的主要原因是电力系统的基本动力学，包括与输电线路和变压器上的热加热相关的时间常数、有载抽头变换（LTC）变压器的操作以及发电机过励磁限制器。影响可视化的一个新兴关注领域是北美电力可靠性公司（NERC）称之为高影响，低频率（HILF）事件[19]。这些在统计上不太可能发生，但仍然是合理的事件，如果它们发生，可能会对电网造成灾难性的后果，从而对社会造成灾难性的后果。包括大规模网络或物理攻击、流行病、电磁脉冲（EMP）和地磁扰动（GMD）。许多有时间尺度，其中有效的广域可视化可能会有所帮助。例如，大型GMD可能具有大陆足迹，其潜在动态范围从分钟到小时[20]。3 输电系统现状可视化广域电力系统可视化对于运营商在干扰期间做出有效响应以及规划者更好地了解他们正在设计的系统至关重要。本节介绍了一些有用的，现在广泛部署的技术，重点是系统当前状态的快照可视化，而下一节将涵盖时变量的有效可视化。广域快照可视化的目标是提供有关电网健康状况的相关信息，而不会出现无法管理的大量细节。这种可视化在非正常操作期间特别重要，因为系统状态可能与以前遇到的任何情况都大不相同。例如，系统电压分布可能非常不寻常，线路电流可能与其正常值有很大不同，并且可能有大量设备中断。图6中“紧急”和“极端”状态的另一个考虑因素是控制室人员压力水平可能很高。虽然专家操作员更多研究智能电网-文章470工程第1卷·第4期·2015年12www.engineering.org.cn专家比经验较少的人员更能免受压力，因此，决策的成功远不能得到保证。“线索可能是不相关的，过度自信可能会缩短认知监测，快速模式识别分类可能会忽略一个无关的原因。也可能存在确认偏差和过度自信偏差[21]。最后，在极端事件期间，控制室中的“决策者”的数量可能会更多，因此需要团队可以同时看到的可视化，以增强态势感知并促进决策的共识。在控制室中，使用地图板可以部分实现这一目标。图7显示了北美ISO新英格兰控制室及其大型地图板。有几种可视化技术在提供整体电力系统态势感知方面非常有帮助。一个是概述系统单线图，如图7中的绘图板所示。有两种常见的方法来呈现这些信息。首先是使用相当精确的地理坐标绘制显示。这是图4中使用的方法，用于显示电力负载和发电的位置。这种方法的一个优点是它为显示器提供了一个熟悉的环境，特别是在与非专家交流时。第二个优点是，它允许电力系统信息覆盖在其他地理显示上，例如天气数据或关于其他基础设施的信息。然而，一个关键的缺点是，最感兴趣的位置，如在高负载密度的城市地区的变电站，具有一个小的地理足迹。另一种选择是使用伪地理布局，其中显示位置与其实际地理位置具有某种关系。在这种方法中，为清晰起见而定位显示元素是压倒一切的设计考虑。这种方法在图7的地图板中使用。也可以使用变形显示，其中元素可以从它们的实际地理位置动态地移动到它们的伪地理位置。一个概览可视化，如图7中的地图板图8显示了这个地图板[2]的一部分的放大视图。在正常运行期间，浅蓝色表示最高标称电压为345 kV的变电站-图7. ISO新英格兰控制室来源ISO New England，Inc.照片年龄以及345 kV线路，而浅灰色用于指示115 kV变电站和线路。线像素厚度的不同值也用于强调不同的电压电平。传输线实际功率流方向箭头使用稍暗的颜色阴影显示。每个变电站矩形在其左侧显示变电站中最高标称kV母线的最低实际电压（kV）。如果发电机在线，则用小棕色圆圈表示变电站发电，如果发电机为在线，则用深灰色圆圈表示。发电机ID号、MW输出、母线kV值和线路流量也显示在显示屏上，一个类似的协调的配色方案。另一个有用的技术是，慢速启动发电机组显示在变电站矩形上方，而快速启动机组显示在下方。当对象从正常状态变为警报状态时，它们的颜色也会发生变化。一个例子是用鲜红色绘制一条输电线，绿色的流量箭头表示短期紧急限制。其他颜色变化用于指示广告条件，例如，停运的输电线路一种非常有用的可视化技术是使用动态大小的饼图来指示违反限制的百分比。图2和图3显示了一个小型系统示例。对于较大的系统，除非线的负载高于百分比负载，否则不显示饼图通常是有帮助的，然后如果饼图接近或高于限制，则动态增加饼图的大小和/或颜色。这将导致信息“弹出”，利用预注意处理[22]来简化对过载线路的搜索。预处理的特征的示例包括大小、颜色和运动。图9展示了这种技术，其中显示了使用一条线的400多条输电线路和变压器的饼图负载，其中765 kV线路为绿色，345 kV线路为红色，138 kV线路为黑色。使用动态大小调整和着色，因此，在负载超过其紧急限制的100%的线上的饼图的大小增加了12倍，并被着色为红色，而在负载在85%和100%之间的线上的饼图的大小增加了10倍，并被着色为橙色。在图中，负载超过85%的单线立即明显。绿色箭头再次用于可视化真实功率流的方向和幅度。图8.变电站汇总显示对象的使用。图像来源：ISO New England，Inc.智能电网-文章研究471www.engineering.org.cn第1卷·第4期·2015年12月工程然而，在使饼图足够大以进行预处理与使饼图不太大以产生过多的显示杂波之间存在折衷。图10说明了这种权衡的必要性，它通过打开三条345 kV线路来修改图9系统;打开的线路用饼图表示，一个绿色的“×”和黑色的背景。大量的违规行为使得快速定位最重要的过载变得困难。一种解决方案是通过将较低电压的线路与背景混合来突出显示更关键的345 kV线路违规。该解决方案如图11所示。另一种方法是动态减少发生的错误数量，当显示放大时，对象重叠最终消失。最后，由于一些设备被设计为在高极限百分比下正常操作，例如发电机升压变压器，因此可以将不同的缩放值应用于这些设备。图9.使用动态大小饼图的大规模电网765/345/138 kV系统图10.大规模电网765/345/138 kV系统，违规数量较多图11.使用滤波器强调高压电网的大型765/345/138 kV电网系统另一个重要的数量可视化是每单位电压幅值的总线。对于广域可视化，要显示的值的数量通常太大，无法有效地使用单个文本字段。一种被证明非常有用的技术是彩色轮廓[23]。当然，等高线在其他领域也被广泛用于显示空间分布的连续数据，如温度。为了使这种技术被广泛采用的电压幅值可视化，需要解决几个问题。首先，总线电压不是连续的，而是发生在各个位置。其次，LTC变压器可以引入离散变化的每单位电压幅度。第三，在一条线上彼此靠近的位置可能不一定在电气上彼此靠近。首先，在Ref。[23]并且被工业经验所证实，这些问题可以被充分地解决;例如，通过将轮廓限定为一个标称电压电平，并且如果必要的话，明智地构造单线，使得在电气上彼此靠近的总线尽可能地被分组在一起。虚拟值用于提供连续轮廓。各种颜色序列可用于将电压映射到颜色值，参考文献[22]中给出了有用的讨论。图12显示了图11系统的138 kV值的电压等值线示例。认识到低于0.95 pu的值可能引起关注，很明显，系统存在电压问题。大型电力系统中的一个关键挑战是保持对整个系统实际功率流的理解，大型电力系统可能具有数千条输电线路和变压器。在WECC中，这是通过定义所谓的“路径”（在北美其他地区称为“接口”或“流门”）来实现的每条路径代表几条输电线路或变压器上MW流量的总和。图13表示使用以下约定的WECC中路径的示例可视化：①未填充的椭圆表示椭圆下方的彩色区域的控制区域;②填充的椭圆表示其自身的较小控制区域; ③红色、蓝色、绿色和棕色线表示其下方的彩色区域。研究智能电网-文章472工程第1卷·第4期·2015年12www.engineering.org.cn图12.图11系统的138 kV pu电压等值线发送了一个近似的切口，接口中的分支与一条直线交叉，并添加了一个箭头，以定义路径的方向性;箭头附近的数字表示路径上的MW电流量。这个非常简洁的可视化提供了MW电流在一个非常大的区域中的广泛概述，该区域具有数万条单独的输电线路和变压器。4 时变数据的传输系统可视化时变信息的显示比快照可视化更具挑战性，因为问题的维度随着时间的增加而增加。虽然电力系统有许多不同的时间尺度（如图1所示），但对于这里考虑的广域可视化，最重要的时间尺度是功率流（分钟）和暂态稳定性（秒）。传统上，随时间变化的信息已经使用条形图记录器在操作上显示，其中连续记录由实时的一个或多个数据值组成。在建模应用中，例如暂态稳定性，信息通常使用基于时间的图（例如，见图5）。虽然当只需要显示少量值时肯定有用，但条形图记录器对于显示广域可视化中遇到的大量值不太有用。另一个缺点是很难显示相关数据的地理位置。另一种方法是使用动画循环来可视化数据变化趋势，这是任何看过天气雷达的人都熟悉的。参考文献[24]中介绍了电气控制室应用，其中可以快速可视化长达一天的时间段内的电流和电压等值线。这种方法的优点在于，它可以利用所有可用的快照可视化，因此对于这些可视化的用户来说是熟悉的。缺点包括运行动画循环需要时间，因此结果无法一目了然，并且数据趋势可能不容易理解。另一种方法是在感兴趣的油田附近的现有单线上嵌入小条形图[25]。其优点是可以在其地理背景下显示图表，但缺点是由于空间限制，很难显示大量图表。这个问题的一个解决方案是使用所谓的“sparklines”，在参考文献[26]中定义为强烈，简单，单词大小的图形。火花线的概念是使用与显示值的数字字符串相同的显示空间来显示信号中的时间变化。因此，迷你图是一个没有轴标签和数字的图形。显然，在显示空间和显示的信息量之间存在折衷。迷你图显示数据，几个重要的数字，但“这个想法是近似正确，而不是绝对错误”[26]。在电力系统单线上下文中，X轴时间尺度对于所有火花线可以是共同的（例如，SCADA数据为1 h，暂态稳定性研究可能为20 s）。y轴也可以基于值的类型是隐式的，例如，图13.WECC路径流可视化，假设的操作条件。对于传输线流，在75%和150%之间的充足率，在0.85 pu和1.05 pu为电压幅值，或介于59.8 Hz和60.2 Hz之间的频率。当在在线应用程序中使用时，迷你图也只能显示倾向于违反限制的值。由于尺寸小，火花线也可以嵌入表格显示中;例如，在显示电压值的字段旁边的列中显示电压变化。例如，图14通过将母线首先分组到所谓的“区域”中，可视化了图5中的16 000母线、3300发电机系统暂态稳定性研究频率。区域是潮流和暂态稳定情况下的标准数据结构，被定义为一组总线，该术语历史上用于指单个电力公司拥有的总线。对于图14，系统具有21个区域，区域中的总线数量范围从16到3735。然后使用迷你图显示区域总线的平均频率响应;因此，每个迷你图显示图5中一组曲线的平均响应。对于每个迷你图，x轴和y轴的比例与图5中使用的相同。在显示器上的火花线是安排在地理上使用的地理数据视图的方法，从参考。[27]其中使用包含在电力系统模型内的总线纬度和经度信息。 由于数据保密性问题，这里的数据没有像图4智能电网-文章研究473www.engineering.org.cn第1卷·第4期·2015年12月工程图14.区域频率可视化的sparklines示例和13.这种方法的一个重要优点是，它可以快速显示图5偶然事件频率响应的地理变化。这种方法的一个扩展是改变数据在迷你图可视化之前进行分组。在此示例中，这是使用固定区域成员数据结构完成的。虽然这种方法对电力工程师来说肯定是有用和直观的，但它可能会错过可能发生在大区域内的不同频率响应模式，或者可能发生在几个总线上的异常行为。解决这些可能遗漏的一种方法是首先利用聚类算法根据某些特性（如频率响应）对总线或发电机进行分组[28，29]。该方法如图15所示，其中聚类算法应用于图5的结果，火花线用于显示每个聚类中发生器的平均频率响应。确定了10个集群，规模从一台发电机到1500多台发电机不等。参考文献[27]的地理数据视图方法用于根据其聚类成员关系对发电机的地理位置符号进行着色。然后用火花线来显示图15.使用群集对暂态稳定频率响应进行分组的示例簇元素的平均频率响应。使用这种方法，可以快速识别出具有非常异常频率响应的几个异常值发生器。在该示例中，这种异常响应最终被追溯到建模错误，这些错误后来被纠正。该技术最初应用于频率，后来在参考文献[29]中扩展到总线电压幅度。即使在数千个数据点上运行，算法也非常快;因此，它们可以用于跟踪模式下的PMU测量在线分析。5 结论在安装收集数据的设备和建立存储这些数据的计算基础设施方面，已经进行了巨大的资本投资。这项投资将形成智能电网输电系统的基础。为了使这项投资最终证明是有用的，这些新数据将需要得到适当的使用，以帮助以更有效的方式运行电力系统。本文介绍了可视化技术，可以利用这些信息来帮助改善在线和规划决策。虽然其中一些技术对该行业来说并不新鲜，但它们的广泛应用将证明是有用的。此外，智能电网提供的额外数据源的更大可用性将使可视化更有价值。本文还介绍了火花线，这是一个重要的附加可视化工具，可以利用PMU等较新测量设备的更精细的时变特性。随着智能电网传感器提供的数据不断扩大，广域电力系统可视化将继续发挥关键作用，需要继续研究和开发。确认作者要感谢电力系统工程研究基金会（PSERC）和美国国家科学基金会（1128325）的支持，资助了这里介绍的部分工作。遵守道德操守准则Thomas J.奥弗比和詹姆斯·韦伯宣称，无利益冲突或财务冲突需要披露。引用1.国 家 工 程 院 。 20 世 纪 最 伟 大 的 工 程 成 就 。 2015.http://www.greatachievements.org/2.电力科学研究院。电力系统可视化技术评估，1017795. 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