基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

尹 超，程若曦

（1.國(guó)網(wǎng)日照供電公司，山東 日照 276826；2.山東理工大學(xué)，山東 淄博 255000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力資源的使用數(shù)量也不斷增加，電力資源成為人類(lèi)日常生活中不可或缺的資源之一。配電網(wǎng)作為電力資源的傳輸介質(zhì)，具有比較關(guān)鍵的電力疏導(dǎo)作用，為此，配電網(wǎng)的控制就成為電力資源傳輸?shù)闹匾僮鱗1-2]。不少學(xué)者針對(duì)配電網(wǎng)的基本特點(diǎn)設(shè)計(jì)了配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)，以提升對(duì)配電網(wǎng)的控制能力[3-4]。

由于配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要較多的配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為此，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)的同時(shí)應(yīng)不斷提升對(duì)配電網(wǎng)信息的判斷與確認(rèn)，防止配電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的丟失[5]。目前的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)并總結(jié)了配電網(wǎng)調(diào)度中的失誤，而且在該數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上執(zhí)行調(diào)度升級(jí)操作，針對(duì)故障問(wèn)題發(fā)出正確的解決指令，并根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化的匹配信息審核管控系統(tǒng)的管控原則。

傳統(tǒng)基于WebGIS的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)，利用WebGIS 平臺(tái)對(duì)配電網(wǎng)信息進(jìn)行追蹤與查詢(xún)，精準(zhǔn)掌控配電網(wǎng)的輸電位置數(shù)據(jù)，能夠優(yōu)化內(nèi)部操作結(jié)構(gòu)，具有良好的系統(tǒng)操作性。傳統(tǒng)基于調(diào)度運(yùn)行管理的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)在配電網(wǎng)安全運(yùn)行的前提下進(jìn)行配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度，執(zhí)行力較強(qiáng)，結(jié)合內(nèi)部管控信息，能夠在復(fù)雜的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)的管控。但傳統(tǒng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)于配電網(wǎng)中心傳輸過(guò)程的了解程度較少，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)進(jìn)一步操作的需求，為此，提出一種新式基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)，以分析、解決以上問(wèn)題[6-8]。

所提系統(tǒng)整合了配電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，完善了內(nèi)部管控信息，掌握智慧管控系統(tǒng)的管控原則，具有較高的管控精準(zhǔn)度且操作耗時(shí)較短，能夠?yàn)楹罄m(xù)研究起到良好的研究借鑒作用。

1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

選用拓?fù)浞勒`的方式調(diào)整配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度的故障信息，并針對(duì)故障位置進(jìn)行系統(tǒng)改造，結(jié)合系統(tǒng)硬件元件調(diào)節(jié)執(zhí)行系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)指令，并檢驗(yàn)配電網(wǎng)構(gòu)件，配電網(wǎng)構(gòu)架圖如圖1 所示。

圖1 配電網(wǎng)構(gòu)架圖

為提升管控系統(tǒng)的管控效率，選用系統(tǒng)傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，該傳感器的使用電壓為50～220 kV，在該電壓操作范圍內(nèi)使用傳感器，能在最大程度上避免配電網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸失誤。調(diào)整此時(shí)的傳感器狀態(tài)，將傳感器接口與內(nèi)部芯片相連接，并由電氣設(shè)備的終端設(shè)備傳導(dǎo)至用戶(hù)中心，等待系統(tǒng)操作[9-10]。

結(jié)合配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度數(shù)據(jù)，利用傳感器裝置將數(shù)據(jù)的內(nèi)部協(xié)議調(diào)整至傳感器內(nèi)部，集中收集內(nèi)部協(xié)議數(shù)據(jù)，并加強(qiáng)對(duì)配電網(wǎng)傳感器結(jié)構(gòu)的完善力度，審核結(jié)構(gòu)信息[11-12]。時(shí)刻防控與傳感器傳輸數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)的干擾數(shù)據(jù)，確保管控操作的完整性，并根據(jù)傳感器的數(shù)據(jù)傳輸方式構(gòu)建數(shù)據(jù)傳輸公式，如式（1）所示：

式中，S為傳輸?shù)慕Y(jié)果參數(shù)，t為傳輸路徑所需的時(shí)間信息，n為傳輸操作所經(jīng)過(guò)的傳輸通道參數(shù)[13]。

在實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸后，集中力度存儲(chǔ)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信息。選用空間存儲(chǔ)器存儲(chǔ)系統(tǒng)中的管控?cái)?shù)據(jù)，構(gòu)建存儲(chǔ)操作方案，調(diào)節(jié)存儲(chǔ)器端口與數(shù)據(jù)連接口的位置，在端口與連接口的交合處安裝管控溝通芯片，在芯片外部進(jìn)行系統(tǒng)硬件改造。匹配元件改造信息，在保留基礎(chǔ)元件的條件下實(shí)施網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)度操作。研究調(diào)度信息與管控硬件間的關(guān)系，并根據(jù)關(guān)系數(shù)據(jù)處理硬件改造方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)管控系統(tǒng)硬件的整體設(shè)計(jì)。

2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

拓?fù)浞勒`技術(shù)作為良好的數(shù)據(jù)防控操作，以硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)的元件數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)進(jìn)行軟件操作，利用拓?fù)浞勒`技術(shù)管理配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度信息，防止產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息操作失誤的狀況，并按照內(nèi)部配電網(wǎng)的基礎(chǔ)電流流向判斷智慧管控系統(tǒng)軟件平臺(tái)的應(yīng)用位置。

調(diào)度計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)選用以太網(wǎng)系統(tǒng)，并配置TCP 協(xié)議，溝通IP 地址，由配電網(wǎng)將數(shù)據(jù)完整傳輸至用戶(hù)端。將調(diào)度數(shù)據(jù)的管控區(qū)與調(diào)配區(qū)相隔離，在保證區(qū)域內(nèi)部信息互不干擾的前提下執(zhí)行外部檢驗(yàn)指令。在調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口處設(shè)置信息加密口令，由此確保數(shù)據(jù)信息的傳輸安全，并設(shè)置口令加密公式如式（2）所示：

式中，J表示口令加密數(shù)據(jù)，a表示檢驗(yàn)指令信息，s表示指令傳達(dá)的時(shí)間數(shù)據(jù)，P表示調(diào)度計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的操作參數(shù)，V表示隔離指數(shù)，W表示數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的累計(jì)參數(shù)[14-16]。

實(shí)現(xiàn)以上操作后，在系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)中添加軟件應(yīng)用程序，集成應(yīng)用系統(tǒng)層面，在分析應(yīng)用系統(tǒng)層面的操作水平后，標(biāo)記軟件協(xié)議的簽訂，防止在進(jìn)行協(xié)議建立的同時(shí)完善配電網(wǎng)管控平臺(tái)的軟件設(shè)置。構(gòu)建配電網(wǎng)分布式應(yīng)用以支撐配電網(wǎng)管控平臺(tái)與數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)之間的中心節(jié)點(diǎn)信息。為配電網(wǎng)軟件運(yùn)行功能配置集成性的運(yùn)行操作環(huán)境空間，將分布式結(jié)構(gòu)作為平臺(tái)的基礎(chǔ)性支撐點(diǎn)。診斷路徑信息資源，變更系統(tǒng)上層軟件信息，執(zhí)行配電網(wǎng)軟件構(gòu)建命令，將軟件構(gòu)建原則與系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則相匹配，同時(shí)掌控原則信息數(shù)據(jù)，標(biāo)準(zhǔn)化管理內(nèi)部配電網(wǎng)軟件平臺(tái)信息，在軟件平臺(tái)端口發(fā)送管控協(xié)議，建立協(xié)議交流通道，在交流通道中，結(jié)合軟件協(xié)議與系統(tǒng)主協(xié)議。配置調(diào)度運(yùn)行模式機(jī)制，在機(jī)制管理的同時(shí)標(biāo)定軟件操作模式，控制配電網(wǎng)管轄范圍，保證研究范圍的不變性。

在系統(tǒng)軟件區(qū)域內(nèi)部設(shè)置安全控件，利用安全控件管理安全系數(shù)較低的數(shù)據(jù)，完善軟件操作結(jié)構(gòu)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。

3 實(shí)驗(yàn)與研究

在實(shí)現(xiàn)以上管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，判斷所提系統(tǒng)的性能，由此掌握系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性。

將系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，并配置3 座220 kV的變電站，5 座110 kV的變電站，120 條10 kV的饋線。在實(shí)現(xiàn)以上實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景構(gòu)建后，調(diào)整配電網(wǎng)信息，將配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度空間調(diào)整至安全模式，避免異常操作的產(chǎn)生。控制外部實(shí)驗(yàn)空間信息，將管控系統(tǒng)界面的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)處理，掌控界面信息，同時(shí)執(zhí)行管控指令，管理與管控操作不相符的外部信息條件，并按照配電網(wǎng)中心電流過(guò)量進(jìn)行電壓匹配操作。

掌握配電網(wǎng)基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)，在獲取數(shù)據(jù)的前提下構(gòu)建智慧管控處理中心，并設(shè)置界面操作功能鍵，利用界面操作進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究。并根據(jù)實(shí)驗(yàn)操作信息設(shè)置實(shí)驗(yàn)操作參數(shù)，如表1 所示。

表1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)一

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)操作參數(shù)表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，整合系統(tǒng)信息，將配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度端口與管控平臺(tái)相連接，并構(gòu)建平臺(tái)基礎(chǔ)信息，在配電網(wǎng)電力傳輸通道中運(yùn)輸外部電力數(shù)據(jù)，及時(shí)掌控電力數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)效，并加強(qiáng)對(duì)時(shí)效信息的管控力度。

獲取管控平臺(tái)反映的配電網(wǎng)調(diào)度管控信息，在配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上執(zhí)行管控指令，防止外部數(shù)據(jù)的干擾，得到實(shí)驗(yàn)研究的結(jié)果數(shù)據(jù)，并構(gòu)建管控有效率對(duì)比圖如圖2 所示。

圖2 不同系統(tǒng)管控有效率對(duì)比圖

如圖2 所示，基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)的管控有效率均高于其他兩種傳統(tǒng)系統(tǒng)，傳統(tǒng)基于WebGIS的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)的管控有效率較高，傳統(tǒng)基于調(diào)度運(yùn)行管理的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)的管控有效率較低。

造成這種差異的原因在于所提系統(tǒng)在設(shè)計(jì)操作的過(guò)程中優(yōu)化了內(nèi)部配電網(wǎng)傳輸通道，加強(qiáng)了對(duì)傳輸電力數(shù)據(jù)的管理力度，并提升了控制的有效程度，在配電網(wǎng)數(shù)據(jù)收集的同時(shí)集中加強(qiáng)了對(duì)配電網(wǎng)信息的管控，配置了相應(yīng)的系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸空間，防止配電網(wǎng)輸電原則數(shù)據(jù)的泄露。減少管控失誤，進(jìn)而提高了配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度的管控有效率。

經(jīng)過(guò)上述實(shí)驗(yàn)操作后，為進(jìn)一步強(qiáng)化對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果的檢驗(yàn)，設(shè)置二次操作實(shí)驗(yàn)，并匹配相應(yīng)的配電網(wǎng)平臺(tái)信息，進(jìn)行操作指令響應(yīng)研究。根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)流通方式將配電網(wǎng)外部電力數(shù)據(jù)輸送至中心管理空間中，等待后續(xù)實(shí)驗(yàn)管理。利用拓?fù)鋬?nèi)存對(duì)象機(jī)制管理配電網(wǎng)的任務(wù)數(shù)據(jù)，拓?fù)鋬?nèi)存對(duì)象表示圖如圖3 所示。

圖3 拓?fù)鋬?nèi)存對(duì)象表示圖

調(diào)節(jié)配電網(wǎng)的任務(wù)數(shù)據(jù)，整理配電網(wǎng)的分類(lèi)模式，將配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度數(shù)據(jù)端口信息與管控中心信息相連接，搭建內(nèi)部溝通橋梁，時(shí)刻監(jiān)控配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)度信息的傳輸內(nèi)容，完成實(shí)驗(yàn)研究，并建立實(shí)驗(yàn)參數(shù)信息表，如表2 所示。

表2 實(shí)驗(yàn)參數(shù)二

由此，掌控配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管控系統(tǒng)平臺(tái)數(shù)據(jù)，進(jìn)行平臺(tái)系統(tǒng)溝通，并按照內(nèi)部指令建立實(shí)驗(yàn)研究信息，記錄實(shí)驗(yàn)操作消耗的時(shí)間，并構(gòu)建消耗時(shí)間對(duì)比圖，如圖4 所示。

圖4 不同系統(tǒng)消耗時(shí)間對(duì)比圖

圖4 中，基于WebGIS的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)消耗時(shí)間較長(zhǎng)，基于調(diào)度運(yùn)行管理的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)消耗時(shí)間較短，文中基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)消耗時(shí)間均比其他兩種傳統(tǒng)系統(tǒng)短。由于所提系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的同時(shí)注重對(duì)配電網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)的管理，調(diào)整了配電網(wǎng)的電力信息數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)，整合了基礎(chǔ)電力信息，具有良好的操作性能。及時(shí)控制了配電網(wǎng)中干擾數(shù)據(jù)的流通，能夠?qū)崟r(shí)檢驗(yàn)配電網(wǎng)調(diào)度信息的基礎(chǔ)狀態(tài)，提高管控效率，縮減了管控操作所需時(shí)間。

綜上所述，文中基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)具有良好的數(shù)據(jù)管控性能，能夠在相同的研究環(huán)境下進(jìn)行高效率的配電網(wǎng)調(diào)度智能管控操作，具有較高的研究?jī)r(jià)值。

4 結(jié)束語(yǔ)

在傳統(tǒng)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,提出了一種新式基于拓?fù)浞勒`的配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度智慧管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，優(yōu)化了配電網(wǎng)拓?fù)洳僮鹘Y(jié)構(gòu)，整合調(diào)度數(shù)據(jù)信息，減少了在操作過(guò)程中產(chǎn)生的管控失誤，提升了整體管控效率，并縮減了管控所需時(shí)間，構(gòu)建了良好的操作平臺(tái)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提系統(tǒng)的管控效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的管控效果。