基于智能調度一體化指揮平臺研究

徐奇鋒 黃健 馬翔 方璇 支月媚

摘要：電網供電負荷的傳統指揮平臺存在指揮工作耗時長、指揮指令實際工作效果不足等問題，針對電網供電負荷均衡管理，通過相關智能技術完成了一種調度一體化指揮平臺的構建。該平臺基于單行傳遞與雙相輔助結構，文章對一體化智能指揮包括申請采集、信息設備、用電信號輸送在內的主要工作流程方案進行了詳細設計。同傳統平臺的對比，實驗結果表明所設計的指揮平臺在提高下發指令有效性的同時縮短了工作時間，能夠更好的滿足電網用電負荷均衡調度的需求。

關鍵詞：電網供電負荷;智能調度;一體化指揮平臺;實現路徑

中圖分類號：TP315

文獻標志碼：A

ResearchonIntegratedCommandPlatformBasedonIntelligentDispatching

XUQifeng，HUANGJian，MAXiang，FANGXuan，ZHIYuemei

（

StateGridJinhuaElectricPowerSupplyCompany，Jinhua321017，China

）

Abstract：Thetraditionalcommandplatformofgridpowersupplyloadhasmanyproblemssuchaslongcommandtimeandinsufficientpracticaleffectofcommand.Thispaperconstructsadispatchingintegratedcommandplatformforthegridpowersupplyloadbalancingmanagementthroughtheuseofrelevantintelligenttechnology.Theplatformarchitectureisbasedonsinglelinetransmissionandtwophaseauxiliarystructure，andthemainworkflowschemeincludingintegratedacquisition，informationequipmentandpowersignaltransmissionisdesignedindetail.Comparedwiththetraditionalplatform，theexperimentalresultsshowthatthecommandplatformdesignedinthispapercanimprovethevalidityoftheissuinginstructionsandshortentheworkingtime，andcanbettermeetthedemandofgridloadbalancing.

Keywords：gridpowersupplyload;intelligentdispatch;integratedcommandplatform;implementationpath

0引言

電力行業在日常生產生活中起到重要的能源支撐及輔助作用，隨著快速發展的社會經濟對電力需求不斷提高，可再生能源、分布式發電等的發展與相互集成促使電網規模快速擴增，區域電網通常由不同實體進行控制顯著增加了傳統集中式電力系統管理、調度及維護的難度，對電網的信息化、智能化管理及調度需求不斷提升，對智能一體化的電網調度控制系統（包括機組組合、負荷分配、最優潮流等）的構建與優化成為目前研究的重點，為滿足電網安全穩定運行的需求，調控一體化包含對電力系統全過程（包括發、輸、變、配和用電等環節）的監控，在系統運維管理過程中仍需進一步提高評估在線健康狀態方法的準確性及效率。

1需求分析

不斷發展的社會經濟及快速擴大的電網規模顯著增加了所需處理的調度用電數據以及所需檢測的調度用電數量，在數字智能、自動化等技術的推動下智能電網應運而生，導致傳統的電力調度管理系統因存在效率低、反應慢、相互獨立等不足而難以滿足現代電網管理需求，實時處理用電調度數據是實現調度的基礎和關鍵，調度用電工作需通過對這些用電相關數據進行計算后完成調度過程，傳統用電調度方法大多基于簡單計算方式進行人為調度作業，傳統電網調度指揮工作大多需人力通知受令單位調度指令（由調度員完成），受令單位據此完成相關操作后將操作情況匯報給調度，導致電網調度的效率不高。隨著現代信息化技術在電網調度平臺中的應用不斷深入，促使電網進入了數字智能化的發展階段，快速發展的信息通信技術、優化和控制方法為電網的智能化統一管理過程提供了有力支撐，包括基礎設施在內的信息化發展是電力企業未來的發展趨勢[1]。本文主要對電網智能調度一體化指揮平臺進行了研究和分析。

2智能調度一體化指揮平臺設計

2.1平臺功能設計

一體化智能指揮平臺屬于集多項功能于一體的大型軟件平臺（包括信息采集、設備監控、用電調度、輸入輸出控制等），隨著我國現代信息化建設的深入，構建并完善電路網絡信息化系統成為電力服務經濟發展及生活生產的重要手段，一體化智能指揮平臺提高了指揮工作及事故處理效率，可有效彌補傳統調度指揮系統功能的不足，并有效提高了信息采集、服務客戶等工作的質量和效率，更好的滿足智能電網調度過程對信息化、智能化、自動化的需求。針對供電負荷，研究現有電網調度指揮平臺發現傳統的調度指揮平臺難以做到各類信息進行全面采集，影響了電網相關數據的分析處理的質量和效率，進而導致用電調度過程存在一定的誤差。同時調度用電過程面向不同功能的算法復雜程度較高導致耗時較長[2]。本文在設計調度一體化指揮平臺時，以提高調度準確性及縮短調度耗時兩個方面作為主要目標，同時在提升調度工作開展效率的同時確保調度過程的安全穩定，通過統一集中、高效安全調度工作流程的構建實現調度體系智能化及自動化水平的有效提高，進而提升電網調度工作效率。在實際用電設備發出工作申請后，通過調度用電機構完成對工作申請的分析處理過程，以確保用電設備的正常穩定運行;用電網絡的平衡狀態（包括電量、電力、用電情況）同樣由調度用電機構進行分析，發電設備向調度用電機構發送檢查檢修工作申請，在此基礎上調度用電機構以變電設備安全檢查（檢修）情況為依據對整個系統的電力調度進行統籌規劃和安排，同時結合電網運行情況，實現對所屬轄區的全部設備用電工作申請的統籌調度處理（包括工作申請的同意或駁回）。

2.2平臺架構

本文針對供電負荷所設計的智能調度一體化指揮平臺的架構，如圖1所示。

采用單行傳遞（即電子沙盤系統）的雙相輔助結構（調度許可的確認與執行調度的記錄）完成平臺調度方法的設計，各用電設備的用電請求由電子沙盤系統負責采集，該指揮平臺通過單行傳遞的雙相輔助結構的運用確保了調度工作的準確運行，能夠在節約電力調度時間的同時提高調度效率，實現了電網數據的綜合處理（包括傳輸、并支及持續更新等）。為提高人機界面的友好性，智能調度一體化指揮平臺終端頁面指揮組件的裝載通過使用JAVASpring視圖框架完成，頁面在傳輸信號使采用HTML語言進行標記，指揮平臺界面通過AJXA技術的使用實現了實時刷新功能。平臺用戶可以實際情況為依據在指揮平臺界面對頁面中的視頻服務數量及顯示情況進行設置和管理，從而在確保邏輯上不對平臺整體運行產生影響的同時，極大的簡化了用戶使用和操作流程[3]。支持同時輸入輸出功能的智能調度一體化指揮平臺易于裝配，能夠對調度用電進行批量化的操作和處理，顯著縮短了用電調度的耗時。該調度平臺負責完成整個調度工作的數據傳輸工作，針對同一時間段內大量用電申請數據本文通過使用DICP系統（基于nesC語言）完成分析處理過程，發電設備的精細規律化管理在智能調度一體化指揮平臺以一個獨立的功能模塊存在，以便功能后續的發展完善。指揮平臺交流區受到規模較大的電力整體網絡環境的限制會存在橫跨交流與指揮兩個區域的情況，調度客戶端安裝指揮區內，調度客戶端發出的調度指令需通過智能技術安全認證（包括加密證書、電子簽名確認等）后向交流區發送。指揮平臺的交流區在完成調度指令到對應文件的轉換后通過平臺程序預設的安全裝置向服務器傳輸（隔離外界干擾），并由服務器完成文件到指令消息的轉換這一消息解密操作過程，最后向電廠用電客戶端發送指令消息，此時的調度指令消息同樣需經過解密安全證書、簽名等的確認后顯示。調度指令消息經工作人員進一步確認后向服務區發送，用電設備據此完成相應的供電操作[4]。

3平臺工作流程的設計與實現

以上述指揮平臺功能框架為依據完成了調度方法工作流程的建立，相比于傳統指揮平臺本文所設計平臺操作流程更簡單，主要操作流程，如圖2所示。

（1）首先對各發電設備的工作申請進行采集，然后向Hadoop云平臺服務模塊輸入采集結果進行計算，該云平臺主要包括基礎設施、軟件及平臺三項核心服務，可有效滿足智能調度一體化指揮平臺的海量數據計算及分析需求，基礎設施即平臺硬件設施通過整合電力系統內的大量服務器實現虛擬操作系統的構建，結合使用使用Hadoop云平臺提供的算法完成對用電調度相關數據的計算，實現并行調度功能的同時確保了平臺運行過程的安全穩定[5]。（2）在云計算平臺完成對采集數據的分析處理后，向DICP系統傳送處理結果并由其完成對相關調度工作申請數據的分類，根據發電設備請求確定其所對應的電荷類型，在此基礎上將用電訊號傳送給對應類型終端，向電廠傳達確認用電申請。（3）根據收到的用電訊號終端允許并執行包括將電輸出給用電設備在內的相關用電操作，電廠在完成用電申請確認的基礎上自動記錄調度記錄。采用動態存儲節點的方法實現大量移動網絡數據（由DICP系統發送，包括發電設備工作申請信息、調度日志等）的全部儲存功能，結合運用例外測試及螺旋門門檻值的合理設置，以確保存儲節點能量的均衡，使全部節點能耗總和最小，同時便于調查輸電路徑。具體通過PI動態化數據庫的使用完成對電網運行狀態數據的保存（以不同的時間序列為依據）。使用ORACLE數據庫負責對電網拓補結構、設備參數、主要接線圖等進行管理和維護，從而能夠在實時監控電網的同時，有效滿足歷史追溯及負荷估算等功能需求，提升了平臺整體的響應速度。該智能一體化指揮平臺提高了對圖形系統設計的重視程度，采用無關基礎圖形包完成矢量圖系統的制作，支持實現web瀏覽，豐富了圖形元素的處理功能（包括增添、整理、修改、刪除等）及瀏覽功能（包括比例放大、縮小、平移、漫游等），通過改變圖元的顯示方式（具體形狀、顏色、閃爍等）完成對專題的拓撲分析過程。具體調度任務可通過任務制定系統（主要由客戶端、任務自主調制定義器、任務執行監控界面及引擎執行口令構成）的周期自動觸發實現提前預設置功能，通過定義器對任務中的不同任務項關系（對應自動化任務的分解執行步驟）進行設置，任務間的組件形成關聯可預定[6]。平臺能夠以預先設置的引擎任務為依據完成電網調度指令的相關操作（如執行、暫停、終止等），根據業務數據的安全控制方案實現數據加密及簽名功能。

4實驗測試及結果分析

本文通過對比實驗對所設計的智能調度一體化指揮平臺的工作效果進行檢測，針對電調度操作系統（同一段復雜局域網）分別采用本文調度平臺監測方法及傳統調度平臺監測方法進行監測，記錄各自的監測范圍和精準性，針對耗費時間的實驗結果為：在對兩個發電設備工作申請進行處理時，本平臺及傳統平臺所消耗的時間分別為5是、10s;處理4個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺所消耗的時間分別為6s、13s;處理8個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺所消耗的時間分別為9s、20s;處理12個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺所消耗的時間分別為15s、25s，相比于傳統調度平臺的實驗結果本平臺的電調度時間明顯縮短。針對指揮平臺準確度的實驗結果為：處理2個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺的調度準確性分別為85%、60%;處理4個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺的調度準確性分別為70%、40%;處理8個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺的調度準確性分別為50%、20%;處理12個發電設備工作申請時，本平臺及傳統平臺的調度準確性分別為45%、15%，調度任務完成的準確度明顯提高。實驗數據具有一定的波動性，在同時處理發電設備工作申請數量持續上升時本文所設計的指揮平臺的精確度存在一定的波動，但在任意監測時間下的精確度都均明顯高于傳統平臺，上述實驗結果表明本文所設計的智能調度一體化指揮平臺運行非常穩定，對用電調度的類型限制較少，對于多個設備用電工作申請（同時發出）完成全部用電調度任務的耗時較少且準確率更高。本文指揮平臺通過DICP操作系統的引入使分析及讀取數據的時間得以顯著縮短，并進一步完善了數據分析過程。將用戶信息受到綜合信息的影響情況納入到分析過程中，顯示的數據內容更加精細，從而實現了調度用電精確度的顯著提高[7]。

5總結

通過一體化智能指揮平臺的構建能夠有效實現網絡化管理電網調度過程，在電網調度工作中發揮重要作用，本文在分析了調度一體化指揮平臺現狀的基礎上，主要針對傳統調平臺的調度耗時及準確性進行了優化，通過綜合運用云處理平臺和DICP操作系統完成了智能均衡調度一體化指揮平臺的構建，該平臺集成了顯示、查詢、儲存數據及網絡拓撲結構等功能，監管數據顯示異常時會發出報警信息，平臺在提高調度準確性的同時顯著縮短了耗費時間。但該智能調度一體化指揮平臺仍需通過大量的實踐操作進行不斷的完善及功能的細分，這也將是接下來的研究重點。

參考文獻

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（收稿日期：2019.09.27）