電力自動化主站的可視化調度方法

摘? 要：針對傳統電力自動化主站的可視化調度方法存在可靠性較低的問題，文章提出電力自動化主站的可視化調度方法。通過提取可視化技術特征、監測電力自動化主站配網負載和搭建電力自動化主站的可視化調度平臺三種方式，完成電力自動化主站的可視化調度方法的設計。將三種傳統調度方法與文中調度方法的可靠性進行實驗對比，結果表明，文中調度方法比傳統調度方法的可靠性更高，證明設計方法的可靠性更高。

關鍵詞：可視化技術;調度方法;電網;電力自動化主站

中圖分類號：TM734 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）22-0152-03

Visual Dispatching Method of Power Automation Master Station

SHI Peizhao

（Chengxi Power Supply Branch of State Grid Tianjin Electric Power Company，Tianjin? 300190，China）

Abstract：The traditional visual dispatching method of power automation master station has the problem of low reliability. A visual dispatching method of power automation master station is proposed. The design of visual dispatching method of power automation master station is completed by three ways：extracting visual technical features，monitoring distribution network load of power automation master station and building visual dispatching platform of power automation master station. The three traditional scheduling methods are compared with the reliability of the scheduling method in this paper. The experimental results show that the reliability of the scheduling method is higher than that of the traditional scheduling method，which proves the reliability of the design method is higher.

Keywords：visualization technology;dispatching method;power grid;power automation master station

0? 引? 言

隨著經濟發展和人民生活的用電需求不斷增加，電網調度工作愈發重要。調度員面對龐雜的數據和信息，必須快速掌握配網的運行狀態，確保電網可靠運行[1]。可視化技術是依托計算機技術產生的新興技術，在計算機技術的基礎上，以圖像分析、圖像處理等形式，將大量的數據信息轉化為圖形或者圖像，呈現在顯示器上。將可視化技術應用到電力自動化主站的調度中，能夠降低對數字信息的需求，發掘數字之間的潛在聯系，以更直觀的形式展現出來。國外的相關研究集中在對電力自動化主站離線可視化研究方面，目前已經取得了一定成就。國內的一些電網公司也已經開始了相關研究，并優化了儲存原理和存儲技術，實現了“圖模一體化”的電網調度。相關研究資料顯示，現有的電力自動化主站可視化調度方法的可靠性還有上升的空間，有待深入探討，筆者作為國家電網的工作人員，長期研究電力自動化主站可視化調度相關技術，該技術可以實現對電網運行狀態的實時掌控，有效預判電網的運行態勢，使電網具備安全自愈方面的性能，能夠實現自我預防和復原工作，為電網工作提供便利。

1? 調度方法

1.1? 提取可視化技術特征

根據電力自動化主站的數據確定節點和圖元的顏色繪制圖像，用顏色表示數據中的數據信息的變化特點。在電力自動化主站中的電網數據信息之間具有較強的聯系，因此，將可視化技術融入調度方法中，提高可操作性能。可視化技術處理的數據類型通常是節點數據，此類數據的特征是分散性較強。因此，可視化技術在進行電網模塊的繪制過程中，不直接應用節點數據，而是利用計算機硬件的數據處理功能先進行數據處理，再根據處理結果將數據的基準色值應用到圖像繪制中[2]。這種操作方式不僅能提高繪制速度，還能減小直接繪制圖像的誤差。面對龐大的電力自動化主站，可視化技術將記錄在計算機中的圖像文件提取出來，并繪制出平滑的等值線，對電力自動化主站進行實時動態監測。

1.2? 監測電力自動化主站配網負載

監測電力自動化主站配網負載情況，為提高配網運行穩定性做好準備。通常情況下，電力自動化主站的變壓器都具有瞬時過載的能力，但是必須根據當時的負載情況和時間來判斷，如圖1所示。

根據圖1可知，將電力自動化主站的反時限與實時狀態進行比較，根據過載時間和過載大小判斷過載能力承受范圍，并根據過載能力范圍焊接電網運行壓力。預先將反時限曲線、變壓器過載時間和過載預警等信息輸入到計算機，利用可視化技術進行圖像制作。一旦電力自動化主站的電網發生故障，實時對電力運行狀態進行可視化技術應用，幫助調度人員進行故障節點定位并及時掌握故障原因[3]。當電網運行或者數據庫中的數據信息有所改變時，電力自動化主站的顯示器接線圖中會有所反應，具體表現在顏色亮度或者閃光頻率等方面。

1.3? 搭建電力自動化主站的可視化調度平臺

電力自動化主站的可視化調度平臺搭建，需要采用模型化的方式，將圖像繪制過程轉化為基于調度工作需求的運行穩定性監測過程[4]。由于電網節點具有一定程度的離散性，為了保證電力自動化主站電網的平穩運行，必須采用擴大可視化調度的影響范圍的方式增加節點數量，求取電壓公式為：

其中，m為在該節點對變壓器電壓有影響的節點總數，j為對變壓器電壓有影響的節點，hj為距離加權法中的權重（取值范圍是0

平臺搭建按照不同的電力節點和電網結構進行，設置電力自動化主站的圖像分析硬件和數據處理端口，將通過可視化技術采集到的數據信息圖像劃分為多個層次，并進行可視化調度分析。

1.3.1? 電力自動化主站圖像分析硬件設計

硬件系統總體結構框圖如圖2所示。本系統主要包括兩個子系統：圖像采集系統與圖像處理系統。圖像采集系統包括CCD攝像頭、視頻采集芯片、緩存以及用于邏輯控制與地址譯碼的CPLD;圖像處理系統則包括DSP、外擴的FLASH和SDRAM。主要工作流程為：由CCD攝像頭攝取視頻圖像，輸出標準PAL制視頻信號;視頻解碼器將模擬視頻信號轉換為標準的數字視頻信號并送入緩存，緩存暫存視頻數據;待圖像采集完畢后，DSP通過外部存儲器接口從緩存中讀取圖像數據并存入SDRAM，以供后續處理。邏輯控制模塊完成各部分之間的接口邏輯匹配和控制邏輯。電源模塊為系統各部分提供電源。

1.3.2? 搭建可視化調度平臺

基于上述圖像分析硬件部分的設計和數據處理端口，得到平臺結構圖如圖3所示。

由圖3可知，通過采集器等裝置采集電力數據，經由圖像處理硬件系統，轉換為電力節點運行的等高線圖像信息，對其進行可視化處理。根據電力節點等高線和等深線的不同顏色，判斷地面的起伏形態，由于可視化圖像具有立體感強的特點，因此能直觀地表現地勢類型和電網的高度[5]。電力自動化主站的可視化調度平臺是集管理監控和分析決策功能于一體的平臺，必須考慮到可視化技術的時間要求和配網負載能力。可視化調度平臺還需要將任務進行等級劃分，保證第一時間處理緊急任務，保證電網運行不受影響。承載電網調度的業務，充分滿足電子自動化主站可視化調度業務的需求，并達到相應技術高度，完成平臺搭建。

2? 仿真實驗

2.1? 實驗準備

為驗證本文方法實用性，設計仿真實驗，準備四臺參數相同的可視化應用服務器，具體參數設置如表1所示。

按照上述參數設置，輸出節點電壓等值線結果如圖4所示。

在圖4的基礎上，對三種傳統調度方法與文中調度方法的可靠性進行實驗對比，分別進行10組實驗，每組實驗節點依次上漲100個，即100～1 000個節點，得出實驗結果。

2.2? 實驗結果

電力調度可靠性是指對節點電壓監控并實施調度的能力，首先統計10組實驗時電壓的實際，然后通過三種調度方法與文中調度方法進行監控和調度，最后通過式（2）所示的表達式得到調度方法的可靠性：

其中，N為調度方法的可靠性，u為不同調度方法的電壓值，U為實際電壓。實驗結果如表2所示。

實驗結果表明，文中調度方法比傳統調度方法的可靠性均高出2.383%～5.241%不等，證明文中調度方法更加有效。

3? 結? 論

本文設計出一種新的電力自動化主站的可視化調度方法，在一定程度上可以推動電力行業的發展。為學術界開展相關研究提供理論參考，提高了電網運行的可靠性。由于研究有限，本文對電子自動化主站的研究還不夠全面，未來將不斷完善。

參考文獻：

[1] 葉楓.電力調度自動化主站系統運行維護存在問題的若干思考分析 [J].科技創新與應用，2020（31）：112-113.

[2] 李昱潼，李昊禹.電網調度自動化主站系統功能擴展設計 [J].電工技術，2019（24）：87-88.

[3] 李慧聰，白英偉，張強.電力調度自動化主站系統中可視化技術的應用探討 [J].科技風，2019（32）：174.

[4] 鄭培文.電力調度自動化主站智能告警功能的工程應用及運行分析 [J].科技與創新，2019（21）：26-28.

[5] 程睿，孫羽寧，劉祚安.調度自動化主站UPS電源的運行維護方法分析 [J].數字通信世界，2019（11）：73.

作者簡介：石培釗（1989—），男，漢族，天津人，中級職稱，本科，研究方向：配網自動化主站側。