基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統設計與實現

寧夏吳忠供電局 張 霞 段 煒

基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統設計與實現

寧夏吳忠供電局 張 霞 段 煒

隨著電力系統運行管理的系統化、智能化、自動化和網絡化，對電網的實行實時調度與運行管理是電力系統發展的必然趨勢。本文首先探討了LabVIEW的特點，然后具體分析了基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的功能要求與設計思想，論述了基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的設計實現流程與主要措施。

LabVIEW；調度；運行管理

電網調度與運行管理信息系統是指電網調度管理和運行管理的計算機信息系統，它是為電網運行管理服務的特殊的信息系統，是電力系統中一個功能比較專一的系統，同時也是一個不可或缺的現代化手段[1]。由于科學技術的發展，我國電網調度自動化工作取得了突飛猛進的發展，目前我國所有的網調、省調、絕大部分地調和大部分縣調已經建立了電網調度系統并且通過了實用化驗收[2]。在各級的電網建立和發展電網調度系統期間，其他計算機應用系統也大量涌現。同時，我國在電網調度系統領域的應用技術也日趨成熟，已經達到了實用化水平[3]。本文為此具體探討了基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統設計與實現。

1.LabVIEW的特點

LabVIEW采用圖形化編程語言-G語言產生的程序是框圖的形式，易學易用。傳統文本編程語言根據語句和指令的先后順序決定程序執行順序，而LabVIEW則采用數據流編程方式，程序框圖中節點之間的數據流向決定了VI及函數的執行順序。VI指虛擬儀器，是LabVIEW的程序模塊。LabVIEW廣泛應用于包括第二產業之中，含蓋了產品生產過程中從研發測試生產到后期服務的整個周期，LabVIEW的應用大致可分為以下幾個方面[4]。當前LabVIEW最新升級版的LabVIEWRT實時模塊軟件將LabVIEW的應用范圍擴展到了實時測量和控制領域，利用該工具模塊工程師可先在主機上利用LabVIEW開發出應用程序，然后再將其下載到運行著實時操作系統的獨立目標硬件中，運行工程師根據他們的應用要求來選擇實時運載硬件，只需對軟件程序稍加修改，就可將其輕松地集成到附加I/O接口中。同時所有LabVIEWRT目標平臺都包含一個實時操作系統，它是按搶先式和時間片循環式對執行任務進行排序，優化了確定性性能。使用搶先式排列，高優先級線程搶先于低優先級線程執行，在低優先級線程執行時，如果高優先級線程需要處理器時間，則低優先級線程將立刻停止運行，以保證高優先級線程運行，當同等優先級被執行時，時間片循環排序為每個線程分配了同等的處理器時間，在一個線程用完可用的時間片，OS系統自動地停止處理。

2.基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的功能要求與設計思想

2.1 基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的功能要求

基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統包括了遠動數據處理部分與調度樹診斷模塊兩部分。處理過程如下：讀取調度中心實時數據庫，獲得運行過程需要的原始信息列表。該信息列表元素經簡單的數值運算和布爾運算得到基本計算點列表。檢查每個基本計算點的結果，包括數值型結果的上限，下限，是否躍變；布爾型結果是否為真等。將滿足運行條件的項列入基本運行點列表。基本運行點列表經調度樹診斷得到調度輸出。為此要求系統具備以下功能：提供數據維護功能。包括數據文件的讀取，診斷結果的保存，歷史記錄的查詢等。提供計算點配置信息和診斷調度樹配置信息的維護接口。提供直觀，完備，易操作的用戶操作界面。提供可以在各種簡單和復雜事故情況下進行調度的快速、準確識別定位的后臺計算方法，包括計算點公式的解析，調度點定位等功能。

2.2 基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的設計思想-三層式LabVIEW設計

基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的三層式LabVIEW設計由上而下依次為：Main Level、Test Level和Driver Level。Driver Level包含了程序與所有硬件或其它應用軟件的溝通、控制等較低階的事情，使其可完成某一項基本的動作，例如參數預設定等。所說的driver，并不像一般在別處所稱驅動程序的那種driver那么低階，真正最低階的工作還是要有現成的VI來幫忙才行。在Test Level中，則是如何連接各個Driver VI的基本動作，使可做完出一套連續、有意義的流程，來執行某項測試。Main Level則包含了使用者接口或稱人機接口，目的是整合各項測試和例外處理等，將它們以適當的順序及流程組合，很容易地讓使用者操作。

3.基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統的設計實現

基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統由數據采集模塊、數據分析模塊、調度模塊和運行監控模塊四個主模塊組成。為了實現對供電系統中調度線路的監控，現場監測計算機首先要通過數據采集模塊對所調度線路的信號進行采集，并能夠利用數據分析模塊進行分析，如對電壓電流穩態/瞬態參數進行分析，并能夠實現對電網進行諧波分析、畸變分析和功率因數分析等，然后將根據分析結果自動判斷是否存在運行故障，若有運行故障，通過運行監控模塊將故障信息上傳給管理計算機，同時保存相數據；若沒有故障，則放棄保存該部分數據。為了監測方便，該軟件也可以先記錄數據，然后進行特性參數分析，或直接進人單個模塊直接分析參數。調度模塊同步實時采集多個通道的波形，并能通過網絡把現場監測結果發送給管理計算機，以供用戶在遠程終端監測。數據采集模塊、數據分析模塊和本地波形監控模塊都包含數據存儲、回放和生成報表及打印等功能。

總之，當前我國電網正處在“西電東送、南北互供、全國聯網”和電力市場化的特殊歷史時期，隨著電網規模的逐漸擴大，調度與運行問題越來越突出。本文提出的基于LabVIEW的電網調度與運行管理信息系統不但能夠完成供電系統的合理調度，而且能夠實現用戶在遠程終端對現場進行監測和控制。通過實驗發現，該系統具有運行穩定、測量精度高、實時性好、操作簡單、便于維護等特點，系統能夠滿足調度與運行的要求。

[1]文福拴,錢源平,韓禎祥等.利用保護和斷路器信息的電力系統故障診斷與小可觀測的保護的狀態識別的模型與Tabu搜索方法[J].電工技術學報,2008,5(8):14-16．

[2]汪敏生.LabVIEW基礎教程第[M].北京:電子工業出版社,2010,10:24-26.

[3]劉豹.現代控制理論[M].北京:機械工業出版社,2010:33-34．

[4]韓禎祥,錢源平,文福拴.基于模糊外展推理和Tabu搜索方法的電力系統故障診斷[J].清華大學學報(自然科學版),2008,3(15):85-87.

張霞（1983—），女，寧夏固原人，大學本科，現供職于寧夏吳忠供電局電網調度控制中心調控班，研究方向：電力系統自動化及電力調度。

段煒（1986—），女，寧夏吳忠人，大學本科，現供職于寧夏吳忠供電局電網調度控制中心調控班，研究方向：電力系統自動化及電力調度。