新型調度控制系統技術研究與應用

秦寧麗 杜長宇 李達 吳鋒 王翔

摘? 要：為解決傳統調度電話與調度控制系統之間相互獨立、無法聯動問題，更好滿足調度指令的上傳與下達，以及調度事務的溝通與協作，實現調度電話業務與調度自動化業務的深度融合應用，基于現有程控調度電話交換網技術體系，對新型調度控制系統深入研究，實現調度電話與人機工作站的融合，傳統調度電話在調度數據通信網的IP化延伸，一是實現調度電話業務在人機工作站的安全延伸，二是提供調度自動化系統與調度電話的智能聯動應用。目前，已完成國家電網有限公司的多地市全業務部署工作，包括信通公司、西南分部、河北省電力有限公司、遼寧省電力有限公司。該融合技術將促進通信與調度自動化的跨專業協同，推動通信業務與調度自動化業務共同發展，提升調度自動化業務智能化水平，為推進智能調度建設發揮重大作用。

關鍵詞：新型調度控制系統；調度電話；人機工作站；機器人；數字化

中圖分類號：TM734? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）06-0156-04

Abstract： In order to solve the problem of mutual independence and unlinkage between the traditional dispatching telephone and the dispatching control system， and to better meet the uploading and issuing of scheduling instructions， as well as the communication and cooperation of dispatching transactions， to realize the deep integration application of dispatching telephone service and dispatching automation service， based on the existing program-controlled dispatching telephone switching network technology system， the new dispatching control system is deeply studied， and the integration of dispatching telephone and man-machine workstation is realized. The IP extension of traditional dispatching telephone in dispatching data communication network， so as to realize the safe extension of dispatching telephone service in man-machine workstation， and provide intelligent linkage application of dispatching automation system and dispatching telephone. At present， it has completed the multi-city full-service deployment of State Grid Co.， Ltd.， including State Grid Information & Telecommunication Co.，Ltd.， Southwest Branch， Hebei Electric Power Co.， Ltd.， and Liaoning Electric Power Co.， Ltd. This integration technology will promote the cross-disciplinary coordination of communication and dispatching automation， promote the common development of communication business and dispatching automation business， enhance the intelligent level of dispatching automation business， and play an important role in promoting the construction of intelligent dispatching.

Keywords： new dispatching control system; dispatching telephone; man-machine workstation; robot; digitization

當前電力調度電話系統主要采用程控交換技術，通過電路交換技術體制組成的獨立調度電話網絡，為調度員提供現有調度電話業務，調度終端主要為物理調度臺、調度話機，當調度員需要接聽或撥打調度電話時，需要通過調度臺或調度話機完成。人機工作站系統主要部署在生產大區的系統，采用調度數據通信網（IP）承載，與電路體制的調度電話系統，采用的是不同的網絡承載制式，為調度員提供日常調度業務監視和操作，當需要接聽或撥打調度電話，需要切換到調度臺或調度話機終端，操作不方便，無法直接在人機工作站上直接完成。

1? 國內外研究綜述

1.1? 國外研究現狀和發展趨勢

AO（調度機器人）的概念是由國外科研人員提出的。所謂AO，即通過學習讓機器人掌握動力系統的運轉規律。國外一些電力公司也利用WAMS（廣域相量測量系統）的原理，借助決策樹[1]實現實時測量電壓穩定狀況。美國華盛頓大學開發了利用 logic-based system和knowledge-based system 原理的智能系統，用于實施故障排查和安全性能評估，維護電力系統。

Scottish and Southern Energy 則針對工程師和調度員的經驗，讓這些經驗知識形成有效溝通，推出相應的知識解決方案。調度人員依托狹義智能調度的輔助實施運作，此類方法的要點是依靠機器學習及樣本訓練，是在電力系統的運行中人工智能化的標志，一定程度上實現了調度中心智能化。

1.2? 國內研究現狀和發展趨勢

國內電力調度自動化系統技術進步較大，發展較快。同時，國內電力調度自動化系統也必將在市場化背景下，在云計算、大數據等各種先進技術的支持下，掀起更大的發展浪潮。我們需要牢牢把握發展時間，全方位投入，多方探索，尋找電力調度自動化系統新的發展方向，為提高我國電力企業發展效率，滿足人們對電力需求的多樣化做出貢獻。

電力調度自動化系統的功能主要包括：數據庫實時管理、數據采集、因特網瀏覽、數字統計與計算、遠程控制、顯示并編輯畫面、事故申報及故障的處理、語音報警、歷史趨勢分析和模擬調度員培訓等。調度總站可以保證整個系統處于最佳狀態，重要節點的雙機熱備用可以避免因某一點的問題影響到整個系統等。總之，該系統穩定而可靠。目前，我國的主要電力調度自動化系統有OPEN-3000，DF8003S，SD-6000[2]。這3種系統均處于國內外自動化系統的前端，而每一種系統又具備其自身的特點。電力調動自動化系統發展趨勢包括以下幾個方面。

1）數字化發展趨勢。電力調度自動化系統數字化發展主要強調在大數據環境背景下，變電站數字化、電網數字化的研究與發展。電力調度自動化系統數字化包括4個方面：信息數字化、決策數字化、管理數字化和通信數字化。

信息數字化指的是資料的整合和共享，可以對電網設備進行數字化處理；決策數字化是指對經濟調度、穩控和應急控制實行閉環式管理，確保電網分析預警功能； 管理數字化，是指從規劃到設計到運行到維護，所有的流程都是數字化的管理模式，管理的數字化、數字化；通信數字化，主要是指以數字化的形式，對調度主站C變電站之間的聯系進行的。

2）市場化發展趨勢。一切經濟事務的發展，唯有市場化。這同樣適用于電力自動化市場。電力系統在市場化過程中必然面臨電網負荷過大、傳輸受阻等多方面沖擊；不能預測電網可能承載的能力；電網運行正常，缺乏數據支持；很多方面，比如調度權限的控制。這些問題的出現，就要求在電調自動化系統的發展過程中，技術和運行必須兩手抓、兩手都要硬，要實現電調自動化系統的市場運行，就必須在市場化的浪潮中很好地融入技術。

3）智能化發展趨勢。智能化是電力調度自動化系統發展的最高境界。智能化依賴于新技術的不斷發展，通過智能調度技術等強大的數據采集能力，對電力系統內部的各種信息和情報進行科學整合，從而實現對電力系統的全面監控和持續優化，并在此基礎上模擬制定預警機制、智能故障處理機制等多個方面的功能，從而實現對電力系統內部的各種信息和情報智能化是一個綜合性的要求，其涵蓋了整個電力系統的各個環節，對所有的電力市場運行工作都能夠做到有條不紊，高效科學的管理。

綜上所述，新型調度控制系統可用于解決上述調度電話和人機工作業務相互獨立、難以聯動問題，通過建立人機工作站多媒體調度通信系統，實現調度電話向調度數據通信網的延伸，支撐在人機工作站上實現調度電話業務與調度業務系統的融合應用。一方面為人機工作站建立調度電話軟件終端系統，在兼容傳統調度臺接聽調度電話的基礎上，增加在人機工作站上實現調度電話的代理接聽或撥打；另一方面，構建人機工作站的調度通信平臺，提供開放接口，供調度業務系統集成調用，實現廠站圖中一鍵電話呼叫關系人員、來聽自動關聯廠站信息等更加廣泛的智能化調度通信應用，使人機工作站更好地服務調度值班人員。

D5000[3]作為智能電網調度控制系統一直把重心放在保護電網的高效、安全、穩定運行中，早期D5000系統的設計研發并沒有涉及關于調度電話應用及相關功能。但通過對調度員在日常辦公調研發現：調度員不能直接在D5000系統的人機工作站上完成調度電話的接聽和撥打操作，傳統調度電話業務與電網調度系統間缺少信息融合。因此，國調中心提出將調度電話功能集成到D5000系統中，為調度員日常工作帶來便利。

2? 系統功能

本系統實現傳統程控調度臺業務在“人機工作站”終端的延伸，支撐在“人機工作站”上實現調度電話的呼叫操作，同時構建人機調度電話業務平臺，實現調度業務系統與調度電話的融合智能化聯動應用提升。整體上由4個組件構成，包括人機工作站[4]、調度程控交換系統[5]、調度業務融合后臺服務和D5000平臺系統，具體如圖1所示。

2.1? 人機工作站

調度電話客戶端與D5000人機操作界面進行融合，為調度員提供人機工作站調度電話接聽、電話撥打、電話會議、通訊錄、轉接、并線、通話記錄、聯動廠站圖交互操作和展現功能。錄音系統客戶端部署在人機工作站，登錄需要輸入管理員用戶名、密碼，為有權限查看錄音的工作人員提供錄音查詢、錄音播放交互操作和展現功能。

2.2? 調度程控交換系統

調度程控交換系統同振組件主要提供傳統調度臺電話與人機工作站調度電話的來電同組共振和去電同組顯號功能。主要包括：2 M中繼板卡、調度同振處理單元。2 M中繼板卡提供調度數據通信網的電話業務，提供電話中繼通道接入，實現與語音中繼網關對接。調度同振處理單元提供程控調度交換機域的“調度臺/調度電話”與“調度電話客戶端”的來電同組共振和同組顯號功能。

2.3? 后臺服務

調度業務融合后臺服務簡稱“后臺服務”，其組件包括調度電話后臺服務、IP接入網關、錄音系統和語音中繼網關，后臺服務部署在已部署D5000平臺的服務器內。其中，調度電話后臺服務為人機工作站調度電話客戶端提供功能服務支撐。IP接入網關作為IP分組交換核心單元。錄音系統為錄音系統客戶端提供功能服務支撐。其中，錄音文件同時包含程控調度臺和調度電話客戶端兩側的錄音文件。

2.4? D5000平臺

D5000平臺主要提供基礎平臺支撐和人機工作站人機界面融合應用功能。D5000基礎平臺提供進程管理功能、應用管理功能、用戶權限管理、模型服務、商用庫服務和文件服務等功能。基于D5000平臺進程管理功能，后臺服務中調度電話后臺服務、IP接入網關、錄音系統等相關進程，通過D5000平臺進行進程管理。融合D5000平臺總線服務框架，實現通訊錄信息、廠站信息、調度業務信息在安全可靠的環境下通信。

3? 安全防護

系統安全防護示意圖如圖2所示。

一機一號。調度電話后的人機工作站，需要做到一機一號，并與調度員賬號進行關聯認證，認證通過后，調度人員方可通過指定人機撥打電話。

語音網關的安全加固。對語音網關的安全要求應包括限制語音網關僅可以通過console口[6]或者SSH遠程連接的方式進行訪問，關閉不要的監聽端口及Web配置頁面等。

防火墻報文過濾。語音網關與IP接入網關之間應通過串聯防火墻來保證程控部分與內部局域網之間的安全間隔。防火墻設置報文過濾規則應為只允許通話需要的UDP報文[7]，以及測試用的ping命令報文通過。

IP接入網關注冊認證。任何軟電話客戶端應使用IP接入網關進行通話，必須要首先進行賬號注冊認證，認證成功之后方可進行語音通話和語音會議。

人機調度客戶端集成D5000認證。用戶使用人機調度客戶端之前，必須進行登錄認證。通過集成D5000平臺的認證界面，使用D5000的認證模型，保證合法用戶的登錄操作。

人機調度客戶端與人機調度后臺服務安全傳輸控制。人機調度客戶端和人機調度后臺服務之間應通過自定義TCP專用報文進行業務的安全交互。

用戶登錄支持多種身份驗證方式。

包括基于口令和操作系統身份等驗證方式。

支持對用戶的安全屬性與可訪問資源進行限制，并提供對表的空間配額限制，防范各類惡意搶占資源的攻擊。

支持對數據庫對象訪問權限進行設置與控制，并支持對權限的擴散進行控制。

提供行級粒度的強制訪問控制，支持對不同安全等級的用戶設置不同的安全策略。

4? 系統應用

本系統部署（圖3）分為硬件和軟件兩部分：①2 M中繼板[8]和同振處理單元安裝在通信機房交換機中；調度電話服務器安裝在自動化服務器機房；錄音系統主機、語音中繼網關、交換機和防火墻安裝在自動工作站機房。通信機房和自動化工作站機房通過PDH設備進行互聯。②調度電話服務器部署D5000系統平臺、IP接入網關和調度電話服務程序；現有人機工作站升級D5000人機客戶端，同時部署調度電話客戶端。按照該部署方案實施后，實現了以下新的調度電話操作方式。

4.1? 人機工作站調度電話操作

在調度席位上，為人機工作站上部署“調度電話APP”軟件終端，并配套部署語音輸入輸出設備（例如“八爪魚”外設），為電力調度員在利用傳統“調度臺/調度話機”撥打和接聽調度電話的基礎上，增加在人機工作站上直接對調度電話的操作。當調度電話來電時，電力調度員可選擇傳統“調度臺/調度話機”接聽或者人機工作站的“調度電話APP”接聽；同樣撥打調度電話時，電力調度員可選擇以上兩種方式之一。

4.2? 調度自動化系統關聯調度電話操作

可在廠站圖或者告警窗口中，直接一鍵發起電話呼叫，無需切換到傳統“調度臺/調度話機”操作。同時，調度電話來電時，可自動呈現到來電號碼關聯的廠站圖及相關信息。

5? 結束語

隨著科技進步，智能化的深入拓展，調度電話業務與調度自動化業務的壁壘必將被打破，為了提高調度員的工作效率，使調度員操作更加便捷準確高效，兩者的融合已經是必然的選擇。新型調度控制系統的研究與實施部署可以實現調度電話業務向人機工作站的安全延伸、調度電話與調度自動化系統的智能聯動應用，促進調度員與調度系統的友好互動，增強調度員工作的精確管控，維護了電網安全。促進通信與自動化的跨專業協同，推動通信業務與自動化業務共同發展，利用融合通信技術手段，提升自動化業務智能化水平。在新型電力系統的背景下，該成果可得到行業內廣泛關注，可在國網各省及地市公司全面推廣使用。

參考文獻：

[1] 朱敏，朱志敏，陶維青，等.配電網中基于實時傳輸的相量數據集中器設計[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2020，43（6）：784-789，796.

[2] 張霞.電力調度自動化系統實用化應用分析[J].住宅與房地產，2017（18）：299.

[3] 陳思旭，范宇航，宋璟，等.基于電網智能調度控制D5000系統的全邏輯控制功能及應用研究[J].機電信息，2023（3）：46-49.

[4] 張哲，徐正山，張昊，等.基于KVM技術的調度臺解決方案及應用[J].電力系統自動化，2008，32（2）：106-107.

[5] 張敏，魯昊倫，王暢茹.內蒙古電網調度交換系統IP化改造研究分析[J].科學與信息化，2022（10）：133-135.

[6] 張魯峰.解決交換機無法清除CONSOLE口登錄密碼的問題[J].網絡安全和信息化，2021（10）：158-159.

[7] 趙昶宇.基于報文序號和時間戳預測UDP擁塞程度的方法研究[J].科技與創新，2022（9）：32-34，39.

[8] 深圳市富晉天維信息通訊技術有限公司.數字程控調度交換機數字中繼板：CN201320510006.4[P].2014-01-22.