基于Java 運行的電力調度信息可視化通信系統設計

張翼，許鴻飛，段寒碩，佟昆睿

（國網冀北電力有限公司信息通信分公司，北京 100053）

電力調度是一種有效的電網管理手段，既能保證用電設備的安全穩定運行，也能實現對應用電子的有序規劃與分配。常規電力調度處理需要依據由信息采集設備反饋回來的數據信息，可在結合實際電網執行參數（負荷、頻率、電流、電壓等）的同時，確定各項生產工作的進行有效性，從而實現對電網安全運行狀態的直接判斷[1-2]。但隨著電網數據通信時間的延長，電力調度信息的平均質控效果不斷下降，進而導致電網通信管理的可視化能力始終低于理想化水平標準。

為解決上述情況，傳統互聯型電力調度通信系統在LZW 算法的支持下，規劃網絡IP 用戶間的信息傳輸關系，再借助既定硬件傳感設備，實現電力信息間調度負載的平衡。但此方法很難在低應用損耗的情況下，穩定提升電力調度數據的RPI 質控系數。針對此問題，設計了基于Java 運行的電力調度信息可視化通信系統，在按需連接基礎通信平臺、調度控損模塊等硬件設備結構的同時，篩選與質控指標相關的因子參量，完成新型通信系統軟、硬件執行環境的搭建。

1 系統硬件設計

1.1 電力調度信息化通信平臺

電力調度信息化通信平臺由Java主體、Python 語言開發主體兩部分共同組成。其中，Java 平臺同時包含電力調度信息的通信端口和通信主機，可在核心調度網絡的協調下，將待傳輸信息數據反饋至服務器主機中，以保證后續可視化通信管理的順利實施[3-4]。Python 語言開發平臺與各級用戶主體直接相連，可按照電力調度信息的分類執行需求，建立必要的陣列組織，一方面可直接降低系統內部的信息傳輸損耗，另一方面也可避免建立不必要的數據通信連接請求[5]。電力調度信息化通信平臺結構如圖1所示。

1.2 電力調度控損模塊

圖1 電力調度信息化通信平臺結構圖

調度控損模塊是信息化通信平臺的下級負載設備，從結構化角度來看，始終保持完整的網絡傳輸模型。通信控損主機在整個控損模塊中占據上機位傳輸結構，可借助Java 運行導線，建立與信息化通信平臺間的物理連接，從而實現對電力調度數據的獲取與調用。電力控制器與上機位主機相連，可在不占用原始信息傳輸IP 的情況下，直接完成電力數據信息的調度與應用處理[6-7]。待傳輸信息借助分級調度總線接入可視化通信系統內部，與其他數據信息相比，這一部分應用參量同時具備上行、下行兩類傳輸識別能力，能夠完全滿足電力控制器與電力數據信息層對于信息數據的通信管理需求。電力調度控損模塊構成如圖2 所示。

圖2 電力調度控損模塊結構圖

1.3 可視化管理模塊

系統可視化管理模塊中同時包含電力信息、操縱應用兩類結構化執行主機，可根據電力調度控損模塊中數據信息的實際傳輸需求，更改模塊內部電力調度節點的傳輸連接行為?？梢暬芾聿倏v主機直接監控系統管理平臺，在完整可視化網絡結構的支持下，可將所有電力調度信息完全反饋至Java 運行主機中，從而減少系統內部的IWE 電力損耗總量[8-9]。驅動中心、傳輸控制中心同時處于可視化管理模塊中部，可在遵循電力信息主機輸出指令的基礎上，更改相鄰傳輸節點間的信息調度關系。可視化管理模塊如圖3 所示。

圖3 可視化管理模塊結構圖

2 系統軟件設計

2.1 網絡IP及配置用戶部署

網絡IP 及配置用戶部署是電力調度信息可視化通信系統軟件應用環境搭建的重要處理步驟，可按照Java 平臺內Python 語言的實際開發需求，建立電力調度控損模塊與可視化管理模塊間的應用連接，從而實現對電網數據信息的可視化管理與維護[10-11]。通常情況下，電力調度網絡內的IP 主機不具備獨立配置部署的能力，而在Java 運行政策的支持下，Python 語言對所有用戶節點進行統一編碼，再借助通信數據的輸入、輸出信道，將這些信息化參量傳輸至系統既定物理位置，以保證后續可視化應用指令的順利執行[12-13]。具體網絡IP 及配置用戶部署原理如圖4 所示。

圖4 網絡IP及配置用戶部署原理

2.2 質控指標因子篩選

質控指標因子是與電力調度信息直接相關的可視化通信處置數據，在Java 運行環境中具備較強的傳輸負載能力，作為WebGL 技術理論的必要組成環節，受到數據調度時間、信息通信權限兩項物理量的直接影響[14-15]。電力調度時間常表示為t，是信息可視化通信系統中唯一的穩定性物理變量，在整個數據傳輸周期內，始終對質控指標的因子篩選結果起到正向促進作用。信息通信權限常表示為f，可按照系統內可視化通信節點所處的實時位置，選擇性拉近或疏遠待傳輸信息間的實值距離，直至得到最為準確的質控指標因子篩選結果。聯立上述物理量，可將可視化通信系統中的質控指標因子篩選結果表示為：

2.3 質控因子可視化分析

質控因子可視化分析是基于Java 運行電力調度信息可視化通信系統搭建的末尾設計環節，可在質控指標因子篩選參量的支持下，確定系統在單位時間內所具備的最大數據傳輸量條件[16-23]。在WebGL技術理論的作用下，質控因子可視化分析結果同時受到電網調度系數、信息傳輸參量兩項物理指標的影響。其中，電網調度系數也稱電力通信調頻系數，常表示為d′，在系統通信執行周期內，該項物理量具備較強的應用穩定性，不隨外界物理量的改變而發生變化。信息傳輸參量也稱可視化通信應用參量，常表示為，與電網調度系數d′相比，該項物理量對質控因子可視化分析結果的物理作用能力始終保持為負。聯立公式（1），可將系統質控因子可視化分析結構表示為：

式中，s代表可視化通信系統中電力調度信息的最低級質控處理權限，L代表電力數據的可視化調度等級，j代表與通信數據傳輸相關的信息標準化處置參量，j′代表參量j的補充說明條件。至此，實現各項軟、硬件執行結構的搭建，在Java 運行理論的支持下，完成電力調度信息的可視化通信系統設計。

3 系統應用能力檢測

為驗證基于Java 運行電力調度信息可視化通信系統的實際應用價值，設計如下對比實驗。選取一電子輸出元件作為實驗對象，分別將搭載實驗組系統、對照組系統的通信主機與電力調度設備相連，其中實驗組系統為新型信息可視化通信系統，對照組系統為傳統互聯型調度通信系統。在電子輸出水平趨于穩定后，首先閉合實驗組控制開關、斷開對照組控制開關，分別記錄不同情況下IWE 指標、RPI 指標的實際數值水平；再斷開實驗組控制開關、閉合對照組控制開關，分別記錄不同情況下IWE 指標、RPI 指標的實際數值水平；對比各項數據參數的實際變動趨勢。已知IWE 指標代表電力通信系統的應用損耗能力，RPI 指標代表電力調度信息的數據質控效果，通常情況下，IWE 指標越小，RPI 指標越大，代表電網通信管理的可視化水平越高，反之則越低。

以50 min 作為既定檢測時長，分別記錄在該段時間內，實驗組、對照組IWE 指標的實際變化情況。

表1 IWE指標對比表

分析表1 可知，在理想狀態下，電力通信系統IWE 指標數值始終保持穩定，初始值、結束值間無明顯差異；實驗組電力通信系統IWE 指標則保持相對穩定的波動狀態，全局最大值達到0.37，最小值達到0.33，二者間差值水平為0.04；對照組電力通信系統IWE 指標的變化趨勢基本與實驗組相同，但全局最大值達到1.79，最小值達到1.76，均高于實驗組數值水平。綜上可知，應用基于Java 運行電力調度信息可視化通信系統，確實可達到大幅降低IWE 指標的數值水平，達到控制電力通信系統應用損耗能力的目的。

圖5 反映了實驗組、對照組RPI 指標的具體變化情況。

圖5 RPI指標對比圖

圖5 反映了3 次不同的數據記錄結果，分析圖5可知，實驗組RPI 指標的平均水平相對較高，3 次記錄最大值達到0.60；對照組RPI 指標的平均水平相對較低，3 次記錄最大值僅達到0.41；理想狀態下的RPI 指標則始終保持穩定，與實驗組相比，下降了0.15，對照組相比，上升了0.46。綜上可知，應用基于Java 運行電力調度信息可視化通信系統，可達到增大RPI 指標的目的，實現對電力通信系統應用損耗能量的精準控制。

4 結束語

在Java 運行原理的支持下，電力調度信息可視化通信系統聯合Python 開發語言，規定控損模塊內電網數據的上限消耗條件，再通過篩選質控指標因子的方式，完成對質控因子的可視化分析。從實用性角度來看，IWE 指標的上升帶動RPI 指標的下降，不僅實現了對電力調度信息通信數據質控能力的精準控制，也解決了電網通信管理體系內可視化執行水平低的問題。