CN116707127A - 一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，所述快速组态系统安装运行在待处理的变电站数字化监控系统上，与变电站数字化监控系统保持统一架构与交互接口；所述快速组态系统包括SVG转换编辑模块、可视化组件库、配置库、页面组态模块和可视化展示模块。本发明可实现人机展示Web界面的快速工程组态及变电站数字化系统SVG图形实时在线修改，促进变电站数字化系统项目大规模推广，缩短施工周期、控制项目成本投入。

Description

一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统

技术领域

本发明属于电工技术领域，尤其涉及一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其通过可视化组态方式，把位于变电站IV区基于B/S架构设计的数字化系统人机界面由依赖前端程序开发定制模式转换为满足工程适应性可视化配置模式。

背景技术

近年来，随着国家电网公司智慧物联建设加快，IV区的变电站数字化系统数量增多，B/S架构开始在此类系统中应用。用户对于展示界面也不止于要求直观、简洁，对美观性和综合性也有了更高要求。利用图形图像处理、计算机视觉及用户界面，通过表达、建模及对立体、表面、属性、动画的显示，对数据加以可视化解释且兼备美学形式的展示方式成为发展趋势。基于B/S架构的Web技术，因其展示手段的丰富性、美观性和灵活性，成为数据可视化展示的重要技术基础。电力系统中越来越多的变电站数字化系统开始倾向于开发基于Web页面展示的系统。

但当前Web页面展示技术常应用于个性化场景，采用前端程序页面定制开发模式。在电力系统中此类项目基本属于起步阶段，现有应用场景多为试点项目，因此也存在“一个系统一开发、一个工程一定制”的现象，页面上细节的细微调整都需要开发人员修改程序，不能满足变电站监控系统快速、规范化实施的要求，很难实现工程化量产，增加了大量开发成本，无法提高生产效率，也不便于项目后期的扩建和调整。

实际的变电站中I/II区的主辅设备运行信息和电气接线图等是IV区的变电站数字化系统的重要数据支撑。当前，在工程接线图方面多采用SVG图形来对Web展示界面进行解析展示和数据交互。现有SVG图形在传统变电站监控与数字化系统之间均采用离线导出、传输、解析的模式。如要修改在变电站数字化系统中展示的SVG图形，须在原有I/II区系统图形绘制工具中对其修改，导出SVG格式的文件后传至IV区变电站数字化系统解析展示。该方式缺少变电站数字化系统SVG图形在线实时绘制修改的手段。

截止目前，变电站数字化系统项目并未工程量产化，未来如要大规模推广，缩短施工周期及控制项目成本投入，快速便捷的界面配置工程组态工具必不可少。

发明内容

解决的技术问题：本发明公开了一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，应用于变电站数字化系统中，可实现人机展示界面的快速工程组态及变电站数字化系统SVG图形实时在线修改，促进基于Web技术的变电站数字化系统的工程化推广。

技术方案：

一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，所述快速组态系统安装运行在待处理的变电站数字化监控系统上，与变电站数字化监控系统保持统一架构与交互接口；所述快速组态系统包括SVG转换编辑模块、可视化组件库、配置库、页面组态模块和可视化展示模块；

所述SVG转换编辑模块用于析取变电站I/II区svg格式图形画面、新建修改svg格式画面以及编辑画面动态图元数据库对应关系；所述变电站I/II区svg格式图形画面包含I/II区变电站监控系统所需的各类主接线图、设备二维配置图、网络架构图、间隔图、曲线图、光字牌图、统计图和控制分图；

所述可视化组件库用于存储所有功能模块组件；

所述配置库用于存储所有预设功能模块组件布局展示框架模板和应用界面配置生成的实例化页面的配置参数信息；所述配置参数信息包括页面主要配色、功能组件布置坐标、功能组件布置坐标大小和功能组件布置属性；

所述页面组态模块用于根据所述SVG转换编辑模块输出的编辑结果，对布置在IV区的变电站数字化监控系统的Web展示界面进行配置，选择可视化组件库中相应的功能模块组件，将其布置在预设功能模块组件布局展示框架模板中，快速生成功能及展示需求的各综合应用功能Web界面，页面调用打开时读取配置库中的信息进行组件布局及组件属性初始化；

所述可视化展示模块用于将页面组态模块初始化完成的人机界面展示在变电站数字化监控系统上。

进一步地，所述可视化组件库和配置库是变电站数字化监控系统数据库的扩展，其兼容在运的变电站数字化监控系统，通过数据库升级的方式，实现人机界面可视化快速组态工具的快速安装。

进一步地，所述配置库分为5个层级：平台组态、框架选择、总体页面组态、单页组态和模件组态；

所述平台组态用于展示平台总体定义表，设计时采用集控站模式以及整体页面风格切换，对具体项目做实例化定义；

所述框架组态用于配合界面组态工具，存储已经实例化选择的框架结构，其中，决定关键布局的类型属性域，一经在可视化组态工具中选择后不许修改，只允许删除重建；

所述页面总体组态用于存储页面总体组态表的记录个数对应框架组态中对应的功能页面个数，每实例化一个功能页面则增加一条记录；中间规定页面的类型、对应的子路由以及对应功能按钮的显示顺序，布局区块根据可视化组态工具中页面布局的选择而自动生成，一旦生成默认不许调整；

所述单页组态用于使单页组态表中的记录个数与页面总体组态表中布局区的块数相对应，为具体组件的实例化记录；单页组态表用于展示组件实例化名称、在页面中的布局位置、所占高度比例和所选组件显示顺序信息；

所述模件组态用于展示具体模件实例化相关参数记录、根据各个组件的具体属性设计表域结构、展示所布置的页面与实例化的组件名称以及与对应数据源绑定关系信息。

进一步地，页面的类型分为4类：基本功能页面、直接调用页面、可配置页面、定制开发页面；

基本功能页面包含独立的特定功能，无需工程人员做任何组态配置直接调用，基本功能页为平台默认功能展示页；

直接调用页面是指在现有框架内直接调用第三方厂家现有页面，统一路由为/call，通过具体子路由对应页面跳转；

可配置页面是指根据工程需求在选择的框架内，自由从组件库中选择相应的组件，自动生成的页面，规定统一路由为/customsize，通过具体子路由对应页面跳转；

定制开发页面是指在和第三方厂家进行合作交互时，只交互了数据信息，数字化系统根据用户需求有针对性的设计定制的功能页面，定制开发页面指定特殊路由名称。

进一步地，所述SVG转换编辑模块在图形编辑状态下，点击具体图元弹出对应数据库关联关系选择器，通过操作关联关系选择器关联数据与数字化监控系统平台数据库中的数据信息，关联后导出的svg格式图形带有数据库ID相关属性，以用于SVG画面渲染、展示及数据交互。

进一步地，所述SVG转换编辑模块支持与电力系统G格式语言规范图形的互转，用于IV区的变电站数字化监控系统与运行在I/II区的传统变电站主、辅监控系统之间业务图形的交互与复用。

进一步地，以拖拽或点选的方式从可视化组件库中选择所需的可视化组件模块，根据预设功能模块组件布局展示框架模板的定义，规定可视化组件模块的位置大小和具体属性，并把每个实例页面配置存储在配置库中。

进一步地，所述功能模块组件包括曲线模块组件、饼图模块组件、表格模块组件、图形展示窗口模块组件、告警窗口模块组件、控制模块组件、视频展示模块组件、三维展示模块组件、告警应用功能嵌入模块组件和SVG图形展示模块组件。

有益效果：

本发明提供的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，可实现人机展示Web界面的快速工程组态及变电站数字化系统SVG图形实时在线修改，促进变电站数字化系统项目大规模推广，缩短施工周期、控制项目成本投入。

附图说明

图1为本发明实施例的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统架构示意图；

图2为数据库架构设计图。

具体实施方式

下面的实施例可使本专业技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

本发明实施例公开了一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，该快速组态系统安装运行在待处理的变电站数字化监控系统上，与变电站数字化监控系统保持统一架构与交互接口；所述快速组态系统包括SVG转换编辑模块、可视化组件库、配置库、页面组态模块和可视化展示模块。

所述SVG转换编辑模块用于析取变电站I/II区svg格式图形画面、新建修改svg格式画面以及编辑画面动态图元数据库对应关系；所述变电站I/II区svg格式图形画面包含I/II区变电站监控系统所需的各类主接线图、设备二维配置图、网络架构图、间隔图、曲线图、光字牌图、统计图和控制分图。

所述可视化组件库用于存储所有功能模块组件。

所述配置库用于存储所有预设功能模块组件布局展示框架模板和应用界面配置生成的实例化页面的配置参数信息；所述配置参数信息包括页面主要配色、功能组件布置坐标、功能组件布置坐标大小和功能组件布置属性。

所述页面组态模块用于根据所述SVG转换编辑模块输出的编辑结果，对布置在IV区的变电站数字化监控系统的Web展示界面进行配置，选择可视化组件库中相应的功能模块组件，将其布置在预设功能模块组件布局展示框架模板中，快速生成功能及展示需求的各综合应用功能Web界面，页面调用打开时读取配置库中的信息进行组件布局及组件属性初始化。

所述可视化展示模块用于将页面组态模块初始化完成的人机界面展示在变电站数字化监控系统上。

图1为本发明实施例的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统架构示意图。参见图1，该快速组态系统安装在变电站数字化监控系统上，其数据库应与变电站数字化监控系统保持统一架构与交互接口，数据信息存储分为配置库及可视化组件库。

配置库中存放布局展示框架模板及实例化页面两部分。布局展示框架模板支持在线编辑，根据具体页面功能和展示需求可存储多个常用模板，标记为模板类型，存储在配置库中；其在配置库中记录页面主要配色、功能组件布置坐标、功能组件布置坐标大小、功能组件布置属性等信息。

可视化组件模块如曲线、饼图、表格、图形展示窗口、告警窗口、控制模块、视频展示、三维展示、告警应用功能嵌入，SVG图形展示等独立应用模块皆可提前开发完成，预制在可视化组件库中，且具备与变电站数字化监控系统统一的数据交互接口。制作网页应用实例时，用拖拽或点选的方式从可视化组件库中选择所需的可视化组件模块，根据框架模板的定义，规定可视化组件模块的位置大小和具体属性，并把每个实例页面配置存储在配置库中。

变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统自带的配置库和可视化组件库应与变电站数字化监控系统数据库保持一致，是变电站数字化监控系统数据库的扩展，其可兼容在运的变电站数字化监控系统，通过数据库升级的方式，实现人机界面可视化快速组态系统的快速安装。人机界面可视化快速组态系统的配置库的备份与恢复与变电站数字化监控系统平台数据库实现一体化操作。

SVG转换编辑模块可析取变电站I/II区svg格式图形画面，也可新建、修改svg格式画面。画面包含I/II区变电站监控系统所需的各类主接线图、设备二维配置图、网络架构图、间隔图、曲线图、光字牌图、统计图、控制分图等，SVG转换编辑模块可编辑画面动态图元数据库对应关系。SVG转换编辑模块在图形编辑状态下，点击具体图元可弹出对应数据库关联关系选择器，通过操作关联关系选择器可关联数据与数字化监控系统平台数据库中的数据信息，关联后导出的svg格式图形应带有数据库ID相关属性，便于SVG画面渲染、展示及数据交互。SVG转换编辑模块支持与电力系统G格式语言规范图形的互转，便于应用在IV区的变电站数字化监控系统与运行在I/II区的传统变电站主、辅监控系统之间业务图形的交互与复用。

页面组态模块：可对布置在IV区变电站数字化监控系统的Web展示界面进行配置。通过选择可视化组件库中功能模块组件，将其布置在预设功能模块组件布局展示框架模板中，快速生成功能及展示需求的各综合应用功能Web界面，应用界面配置生成的实例化页面的配置参数信息存储在配置库中，页面调用打开时读取配置库信息进行组件布局及组件属性初始化。

利用页面组态模块布局展示框架模板由工程人员按需从可视化组件库选用；点选布局框架中的具体模块布局区块，从可视化组件库中加载组件模块，通过可视化组件拖拽组态的方式，选择各类统一封装的报表、曲线、饼图、SVG展示、视频展示、三维展示等应用模块组件，快速构建工程实例页面；经过实例化配置的页面，将其页面配置存储在配置库中，每次展示具体实例页面时，从配置库中读取配置信息进行界面加载。组态工具中的SVG转换编辑模块，可对svg格式图形进行编辑和格式转换，SVG可由模块封装为一个标准组件，组态展示在实例页面上。可视化组件库中的各类组件模块如曲线、饼图、表格、图形展示等，在工程人员进行配置选用时，应以图标的形式，可视化直观呈现。

图2是数据库架构设计图。数据库根据页面配置库的设计应与平台可视化展示模块及页面组态模块的设计紧密结合。数据库表域设计时考虑与现有在运系统兼容，和未来的可扩展性。组态工具数据库设计时应兼容IV区各类变电站数字化系统，如数字换流站、数字特高压站等，可适配各种底层数据库如mysql、oralce、sqlnet、文件库等。新增配置库设计主要分为5个层级：平台组态、框架组态、总体页面组态、单页组态、模件组态。

(一)平台组态：展示平台总体定义表，设计时考虑集控站模式(一个平台多套系统)以及整体页面风格切换，对具体项目做实例化定义。

(二)框架组态：配合界面组态工具，存储已经实例化选择的框架结构。其中决定其关键布局(如：“横向靠右”、“横向居中”、“竖向分布”等)的“类型”属性域，一经在可视化组态工具中选择后不许修改，只可删除重建。

(三)页面总体组态：本表的记录个数对应框架组态中对应的功能页面个数，及每实例化一个功能页面则增加一条记录。中间规定页面的类型、对应的子路由已经对应功能按钮的显示顺序，布局区块根据可视化组态工具中页面布局的选择而自动生成，一旦生成默认不许调整。

页面的类型根据已有的投运项目统计，并考虑兼容以往项目，总体可以分为4类：基本功能页面、直接调用页面、可配置页面、定制开发页面。

(1)基本功能页面：包含独立的特定功能，无需工程人员做任何组态配置可直接调用(除首页)，一般基本功能页为平台默认功能展示页。

(2)直接调用页面：在现有框架内直接调用第三方厂家现有页面。统一路由为/call通过具体子路由对应页面跳转。

(3)可配置页面：可根据工程需求在选择的框架内，自由从组件库中选择相应的组件，自动生成的页面。规定统一路由为/customsize通过具体子路由对应页面跳转。

(4)定制开发页面：在和第三方厂家进行合作交互时，只交互了数据信息，数字化系统根据用户需求有针对性的设计定制的功能页面，这些页面指定特殊路由名称。

(四)单页组态：表中的记录个数与页面总体组态表中布局区的块数相对应，其为具体组件的实例化记录。主要展示了组件实例化名称、在页面中的布局位置、所占高度比例、所选组件显示顺序等信息。

(五)模件组态：展示具体模件实例化相关参数记录，表域结构根据各个组件的具体属性设计，展示所布置的页面与实例化的组件名称，已经与对应数据源绑定关系等信息。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述快速组态系统安装运行在待处理的变电站数字化监控系统上，与变电站数字化监控系统保持统一架构与交互接口；所述快速组态系统包括SVG转换编辑模块、可视化组件库、配置库、页面组态模块和可视化展示模块；

所述SVG转换编辑模块用于析取变电站I/II区svg格式图形画面、新建修改svg格式画面以及编辑画面动态图元数据库对应关系；所述变电站I/II区svg格式图形画面包含I/II区变电站监控系统所需的各类主接线图、设备二维配置图、网络架构图、间隔图、曲线图、光字牌图、统计图和控制分图；

所述可视化组件库用于存储所有功能模块组件；

所述配置库用于存储所有预设功能模块组件布局展示框架模板和应用界面配置生成的实例化页面的配置参数信息；所述配置参数信息包括页面主要配色、功能组件布置坐标、功能组件布置坐标大小和功能组件布置属性；

所述页面组态模块用于根据所述SVG转换编辑模块输出的编辑结果，对布置在IV区的变电站数字化监控系统的Web展示界面进行配置，选择可视化组件库中相应的功能模块组件，将其布置在预设功能模块组件布局展示框架模板中，快速生成功能及展示需求的各综合应用功能Web界面，页面调用打开时读取配置库中的信息进行组件布局及组件属性初始化；

所述可视化展示模块用于将页面组态模块初始化完成的人机界面展示在变电站数字化监控系统上。

2.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述可视化组件库和配置库是变电站数字化监控系统数据库的扩展，其兼容在运的变电站数字化监控系统，通过数据库升级的方式，实现人机界面可视化快速组态工具的快速安装。

3.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述配置库分为5个层级：平台组态、框架选择、总体页面组态、单页组态和模件组态；

所述平台组态用于展示平台总体定义表，设计时采用集控站模式以及整体页面风格切换，对具体项目做实例化定义；

所述框架组态用于配合界面组态工具，存储已经实例化选择的框架结构，其中，决定关键布局的类型属性域，一经在可视化组态工具中选择后不许修改，只允许删除重建；

所述页面总体组态用于存储页面总体组态表的记录个数对应框架组态中对应的功能页面个数，每实例化一个功能页面则增加一条记录；中间规定页面的类型、对应的子路由以及对应功能按钮的显示顺序，布局区块根据可视化组态工具中页面布局的选择而自动生成，一旦生成默认不许调整；

所述单页组态用于使单页组态表中的记录个数与页面总体组态表中布局区的块数相对应，为具体组件的实例化记录；单页组态表用于展示组件实例化名称、在页面中的布局位置、所占高度比例和所选组件显示顺序信息；

所述模件组态用于展示具体模件实例化相关参数记录、根据各个组件的具体属性设计表域结构、展示所布置的页面与实例化的组件名称以及与对应数据源绑定关系信息。

4.根据权利要求3所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，页面的类型分为4类：基本功能页面、直接调用页面、可配置页面、定制开发页面；

基本功能页面包含独立的特定功能，无需工程人员做任何组态配置直接调用，基本功能页为平台默认功能展示页；

直接调用页面是指在现有框架内直接调用第三方厂家现有页面，统一路由为/call，通过具体子路由对应页面跳转；

可配置页面是指根据工程需求在选择的框架内，自由从组件库中选择相应的组件，自动生成的页面，规定统一路由为/customsize，通过具体子路由对应页面跳转；

定制开发页面是指在和第三方厂家进行合作交互时，只交互了数据信息，数字化系统根据用户需求有针对性的设计定制的功能页面，定制开发页面指定特殊路由名称。

5.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述SVG转换编辑模块在图形编辑状态下，点击具体图元弹出对应数据库关联关系选择器，通过操作关联关系选择器关联数据与数字化监控系统平台数据库中的数据信息，关联后导出的svg格式图形带有数据库ID相关属性，以用于SVG画面渲染、展示及数据交互。

6.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述SVG转换编辑模块支持与电力系统G格式语言规范图形的互转，用于IV区的变电站数字化监控系统与运行在I/II区的传统变电站主、辅监控系统之间业务图形的交互与复用。

7.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，以拖拽或点选的方式从可视化组件库中选择所需的可视化组件模块，根据预设功能模块组件布局展示框架模板的定义，规定可视化组件模块的位置大小和具体属性，并把每个实例页面配置存储在配置库中。

8.根据权利要求1所述的变电站数字化监控系统人机界面可视化快速组态系统，其特征在于，所述功能模块组件包括曲线模块组件、饼图模块组件、表格模块组件、图形展示窗口模块组件、告警窗口模块组件、控制模块组件、视频展示模块组件、三维展示模块组件、告警应用功能嵌入模块组件和SVG图形展示模块组件。