Método para la visualización de flujo de transmisión en un sistema, terminal de operario y sistema de control de supervisión.

Método (80) para visualizar en una unidad de visualización (34) de un terminal de operario (12,

14) un flujo de transmisión en un sistema que comprende una red de suministro de energía, comprendiendo el método (80) los pasos de:

- recuperar (81) un punto de partida y un punto de fin de dicho flujo de transmisión,

- recuperar un periodo de tiempo durante el cual dicho flujo de transmisión ha sido activo en dicho sistema

- generar (82) un imagen que tenga una línea geométrica superpuesta sobre un plano posterior, en el que la línea geométrica, desde dicho punto de partida hasta dicho punto de fin, representa una línea de energía y representa también gráficamente dicho flujo de transmisión, en el que una dirección de dicho flujo de transmisión se representa gráficamente mediante un aumento continuo de opacidad de dicha línea geométrica, entre dicho punto de partida y dicho punto de fin de dicho flujo de transmisión, con un nivel de opacidad que empieza a una distancia del punto de fin en la línea que aumenta al aumentar el periodo de tiempo en dicha dirección de dicho flujo de transmisión, y

- reproducir (83) dicha imagen en dicha unidad de visualización (34).

Método para la visualización de flujo de transmisión en un sistema, terminal de operario y sistema de control de supervisión

Campo de la invención

La invención se refiere en general al campo de la supervisión y la vigilancia de un sistema tal como un sistema o proceso de generación, transmisión y / o distribución de energía eléctrica, y en particular a herramientas gráficas para dicha supervisión. La invención se refiere más específicamente a la visualización de un flujo de transmisión en un sistema, por ejemplo, un flujo de energía en una red de suministro de energía.

Antecedentes de la invención

La supervisión y vigilancia de sistemas se describe en KLUMP R ET AL: Displaying aggregate data, interrelated quantities, and data trends in electric power systems, SYSTEM SCIENCES, 23 PROCEEDINGS OF THE 36TH ANNUAL HAWAII INTERNATIONAL CONFERENCE ON 6-9 ENERO, 23, PISCATAWAY, NJ, USA, IEEE, 6 Enero 23, páginas 5-59; y GILBERTO PIRES DE AZEVEDO ET AL: Enhancing the Human-Computer Interface of power System Applications, IEEE TRANSACTIONS ON POWER SYSTEMS, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, USA, volumen, 11, número 2, 1 de mayo de 1996, páginas 646-653.

La supervisión y vigilancia de un sistema, a partir de ahora ejemplificado mediante una red de suministro de energía, es de gran importancia para garantizar el buen funcionamiento de la red de suministro de energía y para permitir adoptar la acción correcta. Es importante que al operario de tal red de suministro de energía se le permita comprender rápidamente el estado de la red y, en particular, detectar cualquier condición de fallo y actuar con rapidez en tales condiciones de fallo.

El operario tiene como soporte en su tarea un sistema de control de supervisión, que en la técnica también se conoce con el término sistema SCADA (Control de supervisión y adquisición de datos). Tal sistema de control de supervisión interactúa con la red de suministro de energía a través de unidades de interfaz de sistema. Las unidades pueden, por ejemplo, obtener mediciones de la red de suministro de energía y realizar acciones de control en la red de suministro de energía. Un sistema de control de supervisión comprende un medio de procesamiento para procesar la información que procede de y va hacia las unidades de interfaz de sistema, un medio de almacenamiento de datos para almacenar mediciones, así como datos generados por el procesamiento de las mediciones, tales como alarmas, cálculos estadísticos, etc., una interfaz hombre - máquina en forma de al menos un terminal de operario y un medio de comunicación para la transmisión de señales desde y hacia las unidades de interfaz de sistema y para la transmisión de datos entre el medio de procesamiento, el medio de almacenamiento de datos y la interfaz hombre-máquina. El terminal de operario comprende una o varias unidades de visualización que muestran diferentes partes y datos de la red de suministro de energía. Es inevitable que para grandes redes de distribución de energía, esté disponible una enorme cantidad de datos para ser visualizados y necesitan ser controlados por un operario. La información visual o los datos deben ser presentados al operario de la mejor manera posible, ofreciendo la mejor visión posible.

Un tipo de información importante para el operario de la red de suministro de energía es el flujo de energía real en las líneas de transmisión o distribución de energía de la red de suministro de energía. El flujo de energía puede por tanto ser dividido en flujo de energía activo o real, medido en VA (Voltio amperio), y flujo de energía reactivo, medido en VAR (Voltio amperio reactivo).

Se ha demostrado que la visualización intuitiva del flujo de energía real y reactivo es difícil. En la actualidad, sólo métodos de visualización muy simples, que comprenden por lo general el uso de flechas de diferentes formas, están disponibles como soporte para el operario de la red de suministro de energía. En la figura 1, se muestra uno de estos enfoques para la visualización de flujo de energía, conocido a partir de un informe que se puede descargar de Internet: Thomas. J. Overbye et al., Effective Power System Control Center Visualization. Power Systems Engineering Research Center; Final Report, PSERC Documento 8-12, Mayo 28. Unas flechas animadas 4 muestran el flujo de transmisión de energía real. Las flechas animadas se mueven a lo largo de las líneas de energía que se muestran y el tamaño de las flechas indica la cantidad de flujo de transmisión. Estas flechas 4 pueden ser visualmente molestas para el operario, por ejemplo, cuando se presentan en una imagen de conjunto de la red de suministro de energía cubriendo cientos de líneas de energía. Las flechas pueden cubrir la imagen de conjunto y los detalles pueden ser difíciles de ver por debajo de las flechas grandes. Si al mismo tiempo se combinan también con flechas que muestran el flujo de transmisión de energía reactivo, la representación visual cubriría una animación de dos tipos de flechas que se mueven en direcciones opuestas, teniendo las flechas diferentes tamaños. El efecto agobiante o incluso irritante de esta representación gráfica es fácilmente imaginable.

Tales métodos afectan negativamente a la visualización y el operario se pierde en detalles cuando cientos de flechas animadas empiezan a llamar la atención del operario para cada línea de energía individual. Además, las puntas de flecha causan un desorden grave en la pantalla.

Resumen de la invención

En vista de lo anterior, es un objeto general de la invención proporcionar medios y métodos para facilitar la tarea de supervisión al operario de un sistema tal como una red de suministro de energía.

Es un objeto particular de la invención proporcionar medios y métodos para facilitar la supervisión visual, mediante la mejora de la forma de visualizar un flujo de transmisión en el sistema, tal como un flujo de energía en las líneas de transmisión y distribución de energía de una red de suministro de energía.

Estos objetivos, entre otros, se consiguen mediante un método, un terminal de operario y un sistema de control de supervisión como se reivindica en las reivindicaciones independientes. Las realizaciones de la invención se reivindican en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con una realización de la invención, el paso de recuperar el periodo de tiempo y el paso de generar la imagen se llevan a cabo de manera repetida, actualizando así la imagen de forma continua con el desarrollo más reciente y proporcionando al operario el estado más reciente del flujo de transmisión.

En otra realización de la invención, el método comprende los pasos de recuperar un valor de capacidad del flujo de transmisión, y de generar la imagen con la anchura de la línea geométrica correspondiente al valor de capacidad.

Aún en otra realización de la invención, el método comprende los pasos de recuperar un valor de porcentaje de carga de la línea de transmisión, y de generar la imagen con la línea geométrica representada gráficamente por un par de líneas internas que tienen una primera anchura entre las mismas, y un par de líneas externas que tienen una segunda anchura entre las mismas. La primera anchura se determina y se mapea en correspondencia con el valor de porcentaje de carga y la segunda anchura se determina y se mapea en relación al valor de capacidad. Se proporciona así una imagen muy intuitiva, por lo que el operario puede ver rápidamente si el valor de porcentaje de carga está alcanzando la capacidad máxima del sistema. El operario puede entonces tomar rápidamente medidas en caso necesario.

Todavía en otra realización de la invención, el método comprende el paso adicional de generar la imagen mediante la incorporación de al menos una flecha en la línea geométrica, con la flecha apuntando desde el punto de fin hacia el punto de partida del flujo de transmisión, indicando de este modo la dirección del flujo de transmisión. En algunas aplicaciones esto puede ser valioso y útil como información adicional del flujo de transmisión.

El método se puede aplicar en una serie de áreas: el sistema puede comprender una red de suministro de energía y el flujo de transmisión puede comprender entonces flujo de energía real de una línea de energía de la red de suministro de energía; o el sistema puede comprender un sistema de purificación y distribución de agua y el flujo de transmisión puede comprender entonces un flujo de agua; o el sistema puede comprender un sistema de producción y distribución de petróleo y gas y el flujo de transmisión puede comprender entonces un flujo de petróleo y / o de gas. Se proporciona así un método que se... [Seguir leyendo]

1. Método (8) para visualizar en una unidad de visualización (34) de un terminal de operario (12, 14) un flujo de transmisión en un sistema que comprende una red de suministro de energía, comprendiendo el método (8) los pasos de:

- recuperar (81) un punto de partida y un punto de fin de dicho flujo de transmisión,

- recuperar un periodo de tiempo durante el cual dicho flujo de transmisión ha sido activo en dicho sistema

- generar (82) un imagen que tenga una línea geométrica superpuesta sobre un plano posterior, en el que la linea geométrica, desde dicho punto de partida hasta dicho punto de fin, representa una linea de energía y representa también gráficamente dicho flujo de transmisión, en el que una dirección de dicho flujo de transmisión se representa gráficamente mediante un aumento continuo de opacidad de dicha línea geométrica, entre dicho punto de partida y dicho punto de fin de dicho flujo de transmisión, con un nivel de opacidad que empieza a una distancia del punto de fin en la línea que aumenta al aumentar el periodo de tiempo en dicha dirección de dicho flujo de transmisión, y

- reproducir (83) dicha imagen en dicha unidad de visualización (34).

2. Método (8) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que dicho nivel de opacidad alcanza su máximo cuando dicho periodo de tiempo sobrepasa un límite predefinido.

3. Método (8) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que dicho paso de recuperar dicho período de tiempo y dicho paso de generar dicha imagen se lleva a cabo repetidamente.

4. Método (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además los pasos de:

- recuperar un valor de capacidad de dicho flujo de transmisión,

- generar dicha imagen con la anchura de dicha línea geométrica que corresponde a dicho valor de capacidad.

5. Método (8) de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además los pasos de:

- recuperar un valor de porcentaje de carga de dicha línea de transmisión, y

- generar dicha imagen con dicha línea geométrica representada gráficamente por un par de líneas internas (54) que tienen una primera anchura (58) entre las mismas, y un par de líneas externas (56) que tienen una segunda anchura (52) entre las mismas, en el que dicha primera anchura (58) se determina y se mapea en correspondencia con dicho valor de porcentaje de carga y en el que dicha segunda anchura (52) se determina y se mapea en relación a dicho valor de capacidad.

6. Método (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende además el paso de:

- generar dicha imagen incorporando al menos una flecha en dicha línea geométrica, con dicha flecha apuntando desde dicho punto de fin hacia dicho punto de partida de flujo de transmisión, indicando de este modo la dirección de dicho flujo de transmisión.

7. Método (8) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho flujo de transmisión comprende un flujo de energía real de una línea de energía de dicha red de suministro de energía.

8. Terminal de operario (12, 14) de un sistema de control de supervisión que comprende una unidad de entrada de usuario (32), una unidad de visualización (34) y una unidad de control (3), en el que dicha unidad de control (3) comprende un medio (31) para

- recuperar un punto de partida y un punto de fin de dicho flujo de transmisión,

- recuperar un periodo de tiempo durante el cual dicho flujo de transmisión ha sido activo en dicho sistema

- generar una imagen que tenga una línea geométrica superpuesta sobre un plano posterior, en el que la línea geométrica, desde dicho punto de partida hasta dicho punto de fin, representa una línea de energía y representa también gráficamente dicho flujo de transmisión, en el que una dirección de dicho flujo de transmisión se representa gráficamente mediante un aumento continuo de opacidad de dicha línea geométrica, entre dicho punto de partida y dicho punto de fin de dicho flujo de transmisión, con un nivel de opacidad que empieza a una distancia del punto de fin en la línea que aumenta al aumentar el periodo de tiempo en dicha dirección de dicho flujo de transmisión, y

- reproducir dicha imagen en dicha unidad de visualización.

9. Sistema de control de supervisión (1) para supervisar un sistema que comprende una red de suministro de energía, comprendiendo dicho sistema unidades de interfaz de sistema (2, 22, 24, 26) que comprenden medios para tomar mediciones de dicho sistema y realizar las acciones de control en dicho sistema, comprendiendo dicho sistema de control de supervisión (1) medios de procesamiento (16, 17) para procesar señales recibidas desde o 5 enviadas a dichas unidades de interfaz de sistema (2, 22, 24, 26), un medio de almacenamiento de datos (18) para almacenar dichas mediciones y datos generados por dichos medios de procesamiento (16, 17) a partir del procesamiento de las mediciones y un terminal de operario (12, 14) como se reivindica en la reivindicación 8.