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基于X3DOM的电力系统可视化技术的研究与应用

作　者: 胡文玲
导　师: 王良
学　校: 山东大学
专　业: 电路与系统
关键词: 电力系统可视化 HTML5 X3DOM WebGL 零插件
分类号: TM769
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 79次
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内容摘要


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(Web Hypertext Application Technology Working Group, 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框架下实现零插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。

全文目录


中文摘要  8-9
ABSTRACT  9-11
第1章 绪论  11-15
  1.1 课题研究背景及意义  11-12
  1.2 国内外研究现状  12-14
    1.2.1 电力领域可视化技术的研究现状  12
    1.2.2 计算机技术在可视化方面的研究现状  12-14
  1.3 本论文的主要工作  14
  1.4 本论文的内容安排  14-15
第2章 可视化技术及其在电力系统中的应用  15-20
  2.1 电力系统可视化的概念  15
  2.2 电力系统可视化手段  15-16
    2.2.1 设备可视化  15-16
    2.2.2 数据可视化  16
  2.3 二维可视化技术在电力系统可视化中的应用  16-17
  2.4 三维可视化技术在电力系统可视化中的应用  17-18
  2.5 电力系统可视化常用的图形绘制技术  18-20
第3章 基于Web的图形化相关技术分析  20-26
  3.1 HTML5规范的特性  20-23
    3.1.1 二维图形绘制渲染方法  20-21
    3.1.2 三维图形绘制渲染方法  21
    3.1.3 主流浏览器软件HTML5兼容性表现测试  21-23
  3.2 WebGL标准分析  23-24
    3.2.1 WebGL技术概述  23
    3.2.2 WebGL技术的安全性分析  23-24
  3.3 X3DOM技术浅析  24-26
    3.3.1 X3D技术  24
    3.3.2 X3DOM三维内容的描述  24-26
第4章 基于X3DOM电力系统可视化应用的设计方案与实现  26-48
  4.1 课题的需求分析  26
  4.2 课题的研究内容  26-27
  4.3 设计课题实现方案  27-28
  4.4 设计方案实施条件  28
    4.4.1 硬件实施条件  28
    4.4.2 软件实施条件  28
  4.5 系统的详细设计  28-44
    4.5.1 系统整体框架  28-29
    4.5.2 实现步骤分析  29-30
    4.5.3 系统登录模块  30-31
    4.5.4 底图绘制模块  31-33
    4.5.5 底图调用模块  33-37
    4.5.6 主题与场景配置模块  37-38
    4.5.7 电气设备解析模块  38-39
    4.5.8 图形库建立模块  39-43
    4.5.9 人机交互模块  43
    4.5.10 数据通信模块  43-44
  4.6 系统防错与验证  44-45
  4.7 系统实验结果  45-48
第5章 结论  48-49
附录  49-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况  60-61
学位论文评阅及答辩情况表  61

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 电子计算机在电力系统中的应用
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