電網(wǎng)調(diào)度一體化智能指揮平臺設計

侯立芬

(煙臺汽車工程職業(yè)學院 電子工程系, 山東煙臺 265500)

0 引言

傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度指揮工作過程中，需要調(diào)度員電話通知受令單位，后由受令單位根據(jù)調(diào)度指令完成操作，然后電話向調(diào)度匯報操作情況。在此過程中存在指令諧音、電話占線等潛在問題，電網(wǎng)調(diào)度的效率亟待提升。在信息化技術(shù)的不斷創(chuàng)新研發(fā)下，電網(wǎng)調(diào)度智能平臺逐步進入數(shù)字化智能化的發(fā)展階段，一體化智能指揮平臺與當前先進的技術(shù)相融合，在信息采集、服務客戶等諸多方面融合了互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，促進調(diào)度指揮系統(tǒng)迎來新的發(fā)展階段，優(yōu)化電網(wǎng)的指揮工作及事故處理流程，提升了電網(wǎng)的整體調(diào)度信息化、智能化、自動化[1-2]。

1 電網(wǎng)調(diào)度簡述

隨著現(xiàn)如今我國的電網(wǎng)規(guī)模逐步擴大，電網(wǎng)的整體智能化、協(xié)作化更是不斷提升，調(diào)度管理系統(tǒng)也在逐步向一體化方向發(fā)展。處于現(xiàn)階段的電網(wǎng)調(diào)度發(fā)展中，基于一定程度上更是對系統(tǒng)化功能提升造成制約。智能調(diào)度一體化指揮平臺總功能主要劃分為五部分，包括了基礎(chǔ)服務、工作開展計劃、具體運行步驟、如何實現(xiàn)安全控制以及具體的系統(tǒng)運行及故障信息如何展示等。為了能夠提高電網(wǎng)調(diào)度的整體工作效率，改善電網(wǎng)調(diào)度的工作質(zhì)量，電網(wǎng)調(diào)度逐步步入了智能化時代[3-4]。

2 某地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)狀

某地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)其關(guān)鍵核心即OCS系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)框圖

可以借助電廠變電站的電氣量以及非電氣量，加以監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)，能夠行之有效的實現(xiàn)電網(wǎng)的發(fā)輸變電調(diào)度，同時還能夠更好的輔助提升用戶在用電中的安全可靠性，該系統(tǒng)實現(xiàn)了配網(wǎng)的自動化及計量自動化。在電網(wǎng)管理層面，主要借助該地區(qū)的信息技術(shù)有限公司調(diào)度管理，實現(xiàn)對子系統(tǒng)的“兩票”、設備停電檢修、保護定值等方面實現(xiàn)管理。現(xiàn)如今該地區(qū)正在重視對電能質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)、維護設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)以及調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)的構(gòu)建。現(xiàn)如今該地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度工作量逐步增加，提高該地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動化、智能化發(fā)展，已經(jīng)是現(xiàn)階段的發(fā)展變革必然所趨[5-6]。

3 電網(wǎng)調(diào)度一體化系統(tǒng)方案設計需求

隨著我國的電網(wǎng)業(yè)發(fā)展進程，現(xiàn)如今的電網(wǎng)調(diào)度工作開展，急需建設能夠順應電網(wǎng)工作開展需求的新型一體化智能指揮調(diào)度系統(tǒng)。基于技術(shù)層面上，能夠滿足對電網(wǎng)的實時監(jiān)控，以及動態(tài)化電網(wǎng)故障預警，同時還能夠滿足調(diào)度計劃以及調(diào)度管理的相關(guān)需求，從而有效的拓寬一體化電網(wǎng)的調(diào)度系統(tǒng)功能，通過構(gòu)建電網(wǎng)動態(tài)化監(jiān)測及預警功能防御體系，從而有效提升電網(wǎng)調(diào)度的智能水平[7-8]。

3.1 支持橫向系統(tǒng)集成化建設

該電網(wǎng)調(diào)度一體化向智能指揮平臺設計，應當滿足現(xiàn)代化電網(wǎng)的建設發(fā)展需求，并且符合有關(guān)調(diào)度業(yè)務規(guī)范性要求。主要的技術(shù)化支撐平臺，主要是根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)集成運用理念，確保其整體的系統(tǒng)集成化建設，能夠達到對系統(tǒng)的二次防護，因而更是行之有效的實現(xiàn)了整合數(shù)據(jù)及有關(guān)應用功能。與此同時更是達到了對有關(guān)信息數(shù)據(jù)的共享、電網(wǎng)調(diào)度的智能化實施等目的，有效提升整體電網(wǎng)的運行安全有效性。

3.2 滿足縱向系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行

電網(wǎng)調(diào)度智能一體化指揮平臺在建設過程中，還應當針對電網(wǎng)調(diào)度的不同業(yè)務之間，不同的系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)流充分整合分析，根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的運行平臺有關(guān)模型參數(shù)，以及不同業(yè)務信息流之間所形成的信息化傳輸。實現(xiàn)上級調(diào)度的結(jié)合模型、方式、業(yè)務流等不同信息，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的業(yè)務工作流閉環(huán)，完成更加行之有效的科學管控及安全把關(guān)，構(gòu)建基于全局的協(xié)調(diào)化電網(wǎng)調(diào)度智能操作一體化信息平臺[9-10]。

3.3 實現(xiàn)分級維護、全網(wǎng)共享

電網(wǎng)在整體運行管理過程中，通過依照“統(tǒng)一化調(diào)度、分級化管理”等原則展開調(diào)度工作，該系統(tǒng)的基礎(chǔ)化核心業(yè)務，在各級調(diào)度之間實現(xiàn)了更加充分的交互及共享，電網(wǎng)調(diào)度智能化指揮平臺設計也應當順應這一發(fā)展趨勢，從而更好的實現(xiàn)一體化運行、維護及使用。與此同時還應當確保該系統(tǒng)，能夠根據(jù)我國的電力監(jiān)管委員會機構(gòu)所制定的安全用電等有關(guān)原則進行設計[11-12]。

4 電網(wǎng)調(diào)度一體化系統(tǒng)方案設計

電網(wǎng)調(diào)度一體化系統(tǒng)設計框架如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)應用架構(gòu)示意圖

硬件架構(gòu)具體系統(tǒng)組成設計如圖3所示。

4.1 通信環(huán)節(jié)

電網(wǎng)調(diào)度的通信環(huán)節(jié)換言之，就是說需要構(gòu)建兩張網(wǎng)，其中一個能夠?qū)Ξ斍暗臄?shù)字同步體系逐步完善的技術(shù)化電力通信網(wǎng)，并且建設具備電網(wǎng)的運行管理有關(guān)視頻通信網(wǎng)絡，對電網(wǎng)的有關(guān)傳輸及不同環(huán)節(jié)之間的聯(lián)合性運轉(zhuǎn)加以滿足，從而更好的實現(xiàn)自動化調(diào)度，順應電網(wǎng)市場運營及有關(guān)業(yè)務的服務開展功能通信需求；另外一個則應當構(gòu)建獨立存在的電網(wǎng)應急通信網(wǎng)絡，滿足電網(wǎng)的應急通信如圖4所示。

圖3 系統(tǒng)硬件架構(gòu)

圖4 自動化通信集成框圖

4.2 數(shù)據(jù)存儲管理環(huán)節(jié)

通過充分借助當前的電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)中，所存在的ORACLE數(shù)據(jù)庫資源以及PI數(shù)據(jù)庫信息，借助兩者數(shù)據(jù)庫之間綜合的數(shù)據(jù)庫設計方案，實現(xiàn)電網(wǎng)動態(tài)化數(shù)據(jù)的存儲，具體的存儲方式能夠根據(jù)存儲時間的不同、電網(wǎng)模型的不同查詢訪問，因而實現(xiàn)電網(wǎng)數(shù)據(jù)庫的有關(guān)信息存儲、訪問以及一體化管理如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)存儲中心框圖

同時還需要借助例外測試以及螺旋門的門檻值設置合理性，PI動態(tài)化數(shù)據(jù)庫能夠根據(jù)不同的時間序列，對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行有關(guān)狀態(tài)數(shù)據(jù)加以保存。在ORACLE數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)之上，完成對電網(wǎng)管理拓補結(jié)構(gòu)的管理維護、有關(guān)設備參數(shù)、主要接線圖等，處于等同模型及有關(guān)圖案設計上，實現(xiàn)了電網(wǎng)的實時監(jiān)控、系統(tǒng)化歷史追溯以及負荷估算等，更是行之有效的提升了系統(tǒng)的整體運用方便性，提升了整體系統(tǒng)的相應速度[13]。

4.3 調(diào)度平臺及有關(guān)應用管理

通過針對電網(wǎng)調(diào)度的不同設計應用有關(guān)需求加以分析、總結(jié)以及歸納，在此基礎(chǔ)之上完成電網(wǎng)調(diào)度智能指揮平臺的設計，同時確保不同的平臺應用，都能夠?qū)崿F(xiàn)基于通信底層逐步上升至上層界面的通用型服務管理。電網(wǎng)調(diào)度的整體應用平臺設計，應當主要以CORBA技術(shù)為核心的總線路集成、綜合數(shù)據(jù)總線層和通用服務管理層。綜合的數(shù)據(jù)總線層，主要包括了PI實時數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)訪問中間件以及ORACLE數(shù)據(jù)庫等。電網(wǎng)的調(diào)度平臺主要實現(xiàn)了應用服務器、數(shù)據(jù)庫服務器、工作站服務器的多功能組成，對不同服務器以及有關(guān)工作站功能實現(xiàn)了不同層次結(jié)構(gòu)的劃分。并且能夠?qū)Ω咚偻ㄐ诺木W(wǎng)絡優(yōu)勢充分利用，更好的實現(xiàn)客戶端的電網(wǎng)互不干擾。同時DICP系統(tǒng)平臺所實現(xiàn)的潮流校驗應當基于EMS的潮流分析功能所實現(xiàn)，能夠?qū)崟r完成EMS的電網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，是否存在斷面過載以及設備過載的情況，避免引發(fā)失壓及負荷情況，其數(shù)學模型式如下：

Minf(x)=0 s.t.h(x)=0

注：f(x)即性能指標；h(x)即等式約束。

4.4 工作流系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度一體化智能指揮平臺的設計中，針對工作流系統(tǒng)的設計中，主要實現(xiàn)了企業(yè)的業(yè)務建模及運行控制。在電網(wǎng)調(diào)度智能平臺的不同子系統(tǒng)運行中，能夠基于系統(tǒng)指揮平臺，實現(xiàn)對圖形的可視化驅(qū)動型控制系統(tǒng)流程，形成較為直觀便捷的“工作流程示意圖”。同時還能夠根據(jù)工作流程圖所具體應用的有關(guān)活動進行修改，以此行之有效的滿足不同的變化需求，有效提升整體業(yè)務系統(tǒng)的工作效率。工作流系統(tǒng)的主要組件，包括了以引擎、設計器、客戶端組件等為主。在完成工作流的模型建模過程中，同樣需要基于不同圖形的可視化流程建模工具，根據(jù)該建模工具提供針對性的可視化方式，完成對不同流程模板的自定義設置。達到了直觀便捷還能夠?qū)Σ粩嘧兓木唧w業(yè)務需求加以快速相應的平臺功能。流程建模需要實現(xiàn)多步驟分支，不同會簽方式以及步驟回退等，完成對復雜業(yè)務規(guī)則的相應定義[14]。

4.5 圖形系統(tǒng)

電網(wǎng)調(diào)度一體化智能指揮平臺還應當重視設計圖形系統(tǒng)，通過提供相應的無關(guān)基礎(chǔ)圖形包，在不同的圖形包中作為矢量圖系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對圖形元素的不斷增添、整理及修改和刪除等功能。同時還具備了一定的放大、縮小、平移以及漫游等多種瀏覽功能。圖形元素作為一種狀態(tài)存在于該指揮平臺，通過對該圖元的具體形狀、顏色、閃爍等不同的顯示方式加以改變，從而實現(xiàn)對專題的拓撲分析，且支持實現(xiàn)Web瀏覽[15,16]。

4.6 任務調(diào)度系統(tǒng)

通過針對該系統(tǒng)的運行，實施每周期自動化觸發(fā)任務制定系統(tǒng)，實現(xiàn)任務的提前預設置。該系統(tǒng)能夠在三層架構(gòu)作用下，實現(xiàn)基于客戶端主要組成，為任務自主調(diào)制的定義器及引擎執(zhí)行口令，還包括了任務執(zhí)行監(jiān)控界面共同組成。任務調(diào)度系統(tǒng)其本身的任務定義器，通過借助圖形等方式，對任務中的不同任務項關(guān)系。任務項的存在主要是作為自動化任務的分解執(zhí)行步驟，能夠?qū)崿F(xiàn)及預定任務之間的組件形成關(guān)聯(lián)。同時任務調(diào)度系統(tǒng)，還能夠根據(jù)所預先設置的引擎任務，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度指令的執(zhí)行、暫停及終止等有關(guān)操作。除此之外電網(wǎng)調(diào)度一體化智能指揮平臺，還能夠根據(jù)業(yè)務數(shù)據(jù)的高級安全控制方案，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的加密及簽名功能。

5 總結(jié)

為了能夠有效提升電網(wǎng)調(diào)度工作的開展效率，并且提高電網(wǎng)調(diào)度的運行操作安全性，通過實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的智能化、自動化調(diào)度體系。構(gòu)建統(tǒng)一集中化、高效安全化的調(diào)度工作流程，發(fā)現(xiàn)行之有效提升了電網(wǎng)調(diào)度的整體工作效率，并且極大地對電網(wǎng)的運行安全可靠性有所改善，變革現(xiàn)階段的電網(wǎng)檢修，從而實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度的一體化智能指揮平臺的安全性及效率性有效提升。