基于X3DOM的电力系统可视化技术的研究与应用

摘要

电力系统可视化技术基于科学计算可视化技术发展而来，用以处理电力系统的数据，将数据抽象成图形图像，充分利用人类对图形图像的感知力，展示出电网运行状态数据的深层关联。该技术通过人机交互，使调度员能迅速、准确地获取电网运行数据之间传递的信息量，从而为电力系统的安全运行提供保障。
　　 由于Web技术高速发展，越来越多的应用向Web框架转变。电力系统的可视化应用作为保障电力系统安全运行的基础应用，进行B/S(Brower/Server)架构的转变，具有一定的积极意义。目前在国内主流厂商中，电力系统的可视化应用大多基于C/S(Client/Server)架构。该架构不利于可视化平台的统一，后期维护较为繁琐，而B/S架构可以有效地解决C/S架构所带来的困扰。因此，基于B/S架构下的电力系统的应用研究日益增多。虽然电力系统可视化应用转向Web框架已取得一定的成果，但主要通过插件技术得以实现。电力系统可视化应用对安全性有较高要求，避免使用插件可以增强电力系统的信息安全性。
　　 为了推动web标准化运动的发展，Web超文本应用技术工作组(WebHypertextApplicationTechnologyWorkingGroup，WHATWG)提出了HTML5规范。它提供了二维/三维的图形绘制的接口，为零插件的Web应用提供了技术支撑。为更好地应用HTML5规范的新特性，Web3D联盟提出了WebGL技术。该技术由OpenGL技术发展而来，可以在HTML5框架下实现零捅件的三维图形渲染及绘制。通过研究流行的Web3D技术发现，具有DOM格式的X3DOM技术，结合了WebGL技术与X3D技术，具备一次编写、处处、时时都可渲染的特点。X3DOM技术可以HTML5框架下绘制并渲染二维/三维的图形，有助于基于Web的电力系统的可视化的研究及设计实现。本文旨在寻找可应用在基于Web的电力系统可视化的二维/三维图形化方法，验证HTML5和X3DOM技术在是否可以应在电力系统可视化领域。根据验证结果，设计了解析电力设备文件、配置图形模型、图形绘制等功能模块，为电力系统的可视化应用提供一种解决方案，并搭建系统原型，验证了电力系统可视化应用转移到B/S架构的可行性。