余 平

?

電網(wǎng)調(diào)度自動化主備系統(tǒng)間模型校驗(yàn)研究

余 平

（國網(wǎng)安徽省電力公司池州市貴池區(qū)供電公司，安徽池州 247000）

本文首先對基于實(shí)時數(shù)據(jù)庫的電網(wǎng)模型進(jìn)行了介紹，接著對貯備系統(tǒng)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)研究，最后對主備系統(tǒng)模型校驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究分析，利用技術(shù)管理以及校驗(yàn)操作說明系統(tǒng)模型的工作效率，有效提高了主備系統(tǒng)間模型校驗(yàn)效率，為精益化電網(wǎng)調(diào)度提供了技術(shù)支撐。

模型校驗(yàn)；實(shí)時數(shù)據(jù)庫；調(diào)度自動化；系統(tǒng)備份

目前，電網(wǎng)調(diào)度自動化管理體系正在不斷發(fā)展，同時監(jiān)控系統(tǒng)的基本數(shù)據(jù)也在不斷進(jìn)行調(diào)整，并且對今后系統(tǒng)性能以及功能的完善做出了規(guī)劃，須嚴(yán)格按照要求執(zhí)行。

電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)的保存，包括精細(xì)化的處理都成為主要走向。傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度自動化已經(jīng)不能滿足各項(xiàng)現(xiàn)實(shí)需求，借助采樣信息說明實(shí)際出現(xiàn)的變化，并且有效地記錄電網(wǎng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，根據(jù)各項(xiàng)操作提升系統(tǒng)的性能、功能以及基本水平等。

電網(wǎng)調(diào)度自動化管理主要借助數(shù)學(xué)方式進(jìn)行模型數(shù)據(jù)的分析處理，并把最終的結(jié)果輸入到可視化分析中進(jìn)行總體評價，得出執(zhí)行此項(xiàng)操作的主要目的。數(shù)學(xué)方式的校驗(yàn)?zāi)軌蜃屜到y(tǒng)調(diào)整和原有模型之間存在的差距，還能夠及時的發(fā)現(xiàn)存在的問題，并進(jìn)行有效處理。實(shí)時數(shù)據(jù)庫管理的是具備時間屬性的數(shù)據(jù)，研究數(shù)據(jù)的周期變化和存儲情況，對于采集的數(shù)據(jù)信息也能夠定時存儲，數(shù)據(jù)的有效存儲以及方位管理對于整體造成的影響非常深遠(yuǎn)，并且符合電網(wǎng)調(diào)度自動化的系統(tǒng)需求，也能夠彌補(bǔ)當(dāng)前發(fā)展在此領(lǐng)域存在的不足。

本文主要側(cè)重于分析數(shù)據(jù)變化，包括信息存儲之后應(yīng)該采取何種方式進(jìn)行電網(wǎng)模型的正確校驗(yàn)，針對這種情況研發(fā)實(shí)施系統(tǒng)校驗(yàn)的具體操作方案，并且相關(guān)人員應(yīng)該對出現(xiàn)問題的設(shè)備進(jìn)行定位分析。所有的方案都來源于數(shù)據(jù)庫，并且整體的精度也需要適當(dāng)調(diào)整，才能確保電網(wǎng)調(diào)度水平不會受到影響。

1 基于實(shí)時數(shù)據(jù)庫的電網(wǎng)模型

1.1 實(shí)時數(shù)據(jù)庫

實(shí)時數(shù)據(jù)庫整體處理需要有一定的時間規(guī)劃，按照數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)操作執(zhí)行，重點(diǎn)是完成數(shù)據(jù)信息插入之后，能夠自動檢索各項(xiàng)信息得出實(shí)際效率。長時間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲，無形之中增加了實(shí)時數(shù)據(jù)庫的負(fù)擔(dān)，實(shí)時數(shù)據(jù)庫需要定期對各種歷史數(shù)據(jù)壓縮，為各項(xiàng)數(shù)據(jù)騰出更多的空間，但是隨著時間的推移，數(shù)據(jù)庫的容量也在不斷減少。本文關(guān)于實(shí)時數(shù)據(jù)庫的分析介紹主要通過海迅數(shù)據(jù)庫作為案例分析，探究整個過程中電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)模型的正確校驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

數(shù)據(jù)處理分析時，實(shí)時數(shù)據(jù)庫通過“測點(diǎn)名稱”劃分當(dāng)期存儲的各個數(shù)據(jù)，正常數(shù)據(jù)是由三部分組成的，分別是時標(biāo)、數(shù)值以及質(zhì)量碼，具體信息如圖1所示。

圖1 海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)格式示意圖

通過上述內(nèi)容可得，海迅數(shù)據(jù)庫通過有損和無損進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮處理，幫助實(shí)現(xiàn)跨平臺的各項(xiàng)操作，掌握數(shù)據(jù)的查詢頻率以及存儲效率等。海訊數(shù)據(jù)庫關(guān)于數(shù)據(jù)信息的檢索需要考慮3個數(shù)值，分別是原始值、階梯值以及插值，不同地區(qū)使用的數(shù)值不同，進(jìn)行的多樣化操作也會不同。海迅數(shù)據(jù)庫在這些問題處理過程中起到很大的作用，同時為今后智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展提供了經(jīng)驗(yàn)。

1.2 模型數(shù)據(jù)存儲

電網(wǎng)調(diào)度自動化操作過程中使用海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫能夠改變數(shù)據(jù)庫的整體架構(gòu)。正常進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度自動化管理需要有關(guān)系數(shù)據(jù)庫作為輔助，但是使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)信息選取有幾點(diǎn)不足之處：①不能獲取實(shí)時數(shù)據(jù)庫的變化數(shù)據(jù)；②不能進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的存儲以及查驗(yàn)；③不能進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)的存儲需要大量空間范圍。

使用海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫主要的目的在于有效處理各種數(shù)據(jù)信息，同時分析核心變化要求，借助精益標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析。

利用實(shí)時數(shù)據(jù)庫電網(wǎng)調(diào)度自動化得出的數(shù)據(jù)存儲架構(gòu)如圖2所示。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫具體的作用是顯示靜態(tài)數(shù)值、存儲電網(wǎng)模型，經(jīng)過初始化設(shè)置的電網(wǎng)模型以及靜態(tài)數(shù)值運(yùn)行效率比較高。實(shí)時數(shù)據(jù)庫能夠有效壓縮數(shù)據(jù)信息，并帶動整體檢索，同時構(gòu)建完善的數(shù)據(jù)架構(gòu)，結(jié)合整體的變化模式對各項(xiàng)實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行保存，記錄重要的運(yùn)行軌跡。

2 主備系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)校驗(yàn)

2.1 模型校驗(yàn)原則

進(jìn)行自動化系統(tǒng)調(diào)度時，前置機(jī)會適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)入相關(guān)的數(shù)據(jù)以及信息說明調(diào)用系統(tǒng)的各種問題，并且輸送相關(guān)的基本信息，針對數(shù)據(jù)信息的傳輸，應(yīng)該有各種模型以及接收器作為輔助服務(wù)，及時處理存在的各種問題，研究系統(tǒng)模式數(shù)據(jù)在對比分析環(huán)節(jié)出現(xiàn)的各種失誤，以判斷最終的偏差是否在規(guī)定的范圍之內(nèi)，如圖3所示。

圖3 主備系統(tǒng)模型數(shù)據(jù)的差異對比

圖3是主備系統(tǒng)模型之間進(jìn)行的對比分析，橫坐標(biāo)代表的是特定時間段的不同時刻劃分，縱坐標(biāo)表示的是具體測點(diǎn)的數(shù)值。結(jié)合圖中信息可得，兩條曲線的大體趨勢是一致的，同時針對不同變化曲線會做出不同反應(yīng)，并且各種時刻的取值規(guī)范會有不同。

結(jié)合圖3中的數(shù)據(jù)模型差異進(jìn)行分析，通過數(shù)據(jù)校驗(yàn)說明存在的偏差問題，并且針對系統(tǒng)模型出現(xiàn)的絕對誤差以及相對誤差進(jìn)行研究，主要有：①絕對誤差代表的是系統(tǒng)模型中對應(yīng)的實(shí)時數(shù)據(jù)庫和各個測點(diǎn)之間的數(shù)值的差值；②相對誤差代表的是絕對誤差和系統(tǒng)模型之間實(shí)時數(shù)據(jù)庫的各個測點(diǎn)計(jì)算出的比率。

2.2 模型校驗(yàn)技術(shù)架構(gòu)

關(guān)于電網(wǎng)調(diào)度自動化模型分析，需要有專業(yè)人員對校驗(yàn)數(shù)據(jù)模型展開調(diào)查研究，并且結(jié)合具體的定位情況分析說明測點(diǎn)、時間規(guī)劃以及物理設(shè)備等。經(jīng)過海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫的研究，結(jié)合文章的模型分析說明具體情況，制定有效的模型校驗(yàn)操作方案，如圖4所示。

圖4 主備系統(tǒng)模型校驗(yàn)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)模型的校驗(yàn)結(jié)構(gòu)為4層。

1）數(shù)據(jù)存儲層。主要有實(shí)時數(shù)據(jù)庫以及關(guān)系數(shù)據(jù)庫，關(guān)系數(shù)據(jù)庫重點(diǎn)針對的模型關(guān)系以及測點(diǎn)關(guān)系，通過系統(tǒng)各個領(lǐng)域的規(guī)劃部署分析說明數(shù)據(jù)庫操作，同時對所有的測點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢驗(yàn)。

2）統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問層。重點(diǎn)訪問關(guān)系數(shù)據(jù)庫以及實(shí)時數(shù)據(jù)庫。

3）數(shù)據(jù)校驗(yàn)層。具體有數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)處理以及數(shù)據(jù)校驗(yàn)。數(shù)據(jù)模型分析過程中需要對各種關(guān)系、測點(diǎn)等進(jìn)行全面介紹，并且結(jié)合實(shí)時數(shù)據(jù)庫的節(jié)點(diǎn)分析集合；數(shù)據(jù)處理模塊主要是檢驗(yàn)時間范圍以及校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)的系統(tǒng)模型狀態(tài)，分析相關(guān)數(shù)據(jù)，同時對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，按照各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)說明具體變化形態(tài)；數(shù)據(jù)校驗(yàn)則是對整個過程中的所有信息進(jìn)行檢測，判斷存在的誤差，并進(jìn)行合理計(jì)算。

4）前端展現(xiàn)層。結(jié)合測點(diǎn)的維度數(shù)值分析說明特定時間范圍內(nèi)不同數(shù)據(jù)出現(xiàn)的偏差，并且根據(jù)對應(yīng)的絕對偏差以及相對偏差生成曲線列表。

2.3 模型校驗(yàn)流程

系統(tǒng)模型校驗(yàn)涉及到的內(nèi)容有：數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)校驗(yàn)、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)補(bǔ)充以及數(shù)據(jù)處理等，如圖5所示。

1）校驗(yàn)條件管理需要考慮的內(nèi)容有時間范圍、校驗(yàn)偏差以及校驗(yàn)規(guī)則等，同時校驗(yàn)規(guī)則又涵蓋了采樣值校驗(yàn)以及原始值校驗(yàn)兩種。

2）選取需要測驗(yàn)的電網(wǎng)模型，然后結(jié)合關(guān)系數(shù)據(jù)庫分析整體的變化，之后檢驗(yàn)各種模型設(shè)備存在的關(guān)聯(lián)，分析關(guān)系數(shù)據(jù)庫和實(shí)時數(shù)據(jù)庫測點(diǎn)之間的關(guān)系，最終進(jìn)行模型映射測點(diǎn)的研究分析。

3）校驗(yàn)時間、測點(diǎn)以及規(guī)則不同對于整個主調(diào)系統(tǒng)以及備調(diào)系統(tǒng)檢驗(yàn)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的方式不同。

4）相應(yīng)的主備系統(tǒng)模型應(yīng)該按照測點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證，同時分析不同的數(shù)據(jù)信息，構(gòu)成整體數(shù)據(jù)結(jié)果。結(jié)合組內(nèi)測點(diǎn)數(shù)據(jù)的時間節(jié)點(diǎn)進(jìn)行劃分，形成有序?qū)α小?/p>

5）倘若校驗(yàn)的數(shù)值是原始值，那么應(yīng)該按照數(shù)據(jù)的測點(diǎn)進(jìn)行時間戳的劃分，形成完善的組合信息，借助數(shù)據(jù)補(bǔ)齊計(jì)算存在的測點(diǎn)數(shù)值，形成相對比較完善的序列數(shù)據(jù)，并且根據(jù)時間序列進(jìn)行安排，但是不同的時間戳都會出現(xiàn)不同的情況，最終還是需要結(jié)合具體問題進(jìn)行具體分析。

6）所有的時間序列數(shù)據(jù)都會出現(xiàn)相對偏差以及絕對偏差，同時最終的結(jié)果應(yīng)該根據(jù)出現(xiàn)偏差的測點(diǎn)范圍進(jìn)行標(biāo)示，或者利用時間戳顯示出來。最終可以對存在的偏差范圍進(jìn)行檢驗(yàn)。

3 主備系統(tǒng)模型校驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 模型校驗(yàn)規(guī)則

模型校驗(yàn)需要遵循相關(guān)的規(guī)則，才能保障最終獲取的數(shù)據(jù)信息有效。文章分析了兩個校驗(yàn)?zāi)Ｐ图夹g(shù)，主要是原始值校驗(yàn)以及采樣值校驗(yàn)。

1）原始值校驗(yàn)?；緶y點(diǎn)的檢索應(yīng)該在制定的范圍內(nèi)做出分析，同時掌握真實(shí)的歷史數(shù)據(jù)。

2）采樣值校驗(yàn)。結(jié)合不同的采樣時間分析說明各種情況，同時按照時間范圍進(jìn)行劃分，保障最終的插值采樣以及階梯采樣可以正常操作。

原始值和采樣值的差異詳情如圖6所示。

圖6 原始值與采樣值的差異

圖6（a）原始值的測點(diǎn)以及曲線繪制通常使用圓圈表示，圖6（b）則是原始值和采樣值相結(jié)合，采樣值在1時刻開始，并且進(jìn)行非破壞性采樣操作，原始值的黑點(diǎn)比較小，圖6中，采樣值雖然也是使用圓圈表示，但是原點(diǎn)相對比較大，倘若出現(xiàn)采樣值和原始值重復(fù)的情況，可以進(jìn)行時刻的劃分。

通過分析原始值和采樣值之間的差距，最終可以得出的信息是：使用采樣值進(jìn)行校驗(yàn)，應(yīng)該選取測點(diǎn)相同的進(jìn)行采樣，測點(diǎn)不同的應(yīng)該補(bǔ)齊之后進(jìn)行；借助原始值進(jìn)行模型校驗(yàn)，不同的測點(diǎn)之間會存在一定的差距，需要掌握時間戳可能會出現(xiàn)的差異，形成完整的時間戳集合之后，對于各項(xiàng)信息進(jìn)行補(bǔ)充。

3.2 模型數(shù)據(jù)補(bǔ)齊

校驗(yàn)采用的是原始數(shù)值校驗(yàn)，那么所需的數(shù)據(jù)應(yīng)該準(zhǔn)備充分之后開展。數(shù)據(jù)補(bǔ)齊算法主要通過插值補(bǔ)齊以及階梯值補(bǔ)齊兩種方式完成，同時還可以使用自定義補(bǔ)齊。

1）插值補(bǔ)齊。通過計(jì)算前后歷史數(shù)值之間的差距，結(jié)合兩點(diǎn)之間的斜率計(jì)算時間范圍，得出相應(yīng)的數(shù)值。

2）階梯值補(bǔ)齊。選取距離歷史時間最近的數(shù)值認(rèn)定為時間歷史值。

上述兩種方法都具有一定的實(shí)際意義，同時還需要借助自定義管理方法分析說明具體變化，通過選取適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)提升整體模型的校驗(yàn)準(zhǔn)確性。圖7主要表述了插值補(bǔ)齊數(shù)據(jù)、自定義補(bǔ)齊數(shù)據(jù)以及階梯值補(bǔ)齊數(shù)據(jù)之間的差距。

根據(jù)圖7的內(nèi)容分析測點(diǎn)和插值補(bǔ)齊以及階梯值補(bǔ)齊之間的差距，同時對于不同的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析說明，通過數(shù)據(jù)補(bǔ)齊計(jì)算歷史數(shù)值，并且使用圓圈表示。結(jié)合文中分析的插值補(bǔ)齊數(shù)據(jù)、自定義補(bǔ)齊數(shù)據(jù)以及階梯值補(bǔ)齊數(shù)據(jù)說明歷史數(shù)值。一般情況下我們會選擇合適的數(shù)據(jù)補(bǔ)齊進(jìn)行計(jì)算，本文中針對測點(diǎn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)的變化，使用階梯值補(bǔ)齊算法分析說明不同情況下的歷史數(shù)值。

3.3 模型數(shù)據(jù)處理

海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫具體時間以及時間范圍可以通過測點(diǎn)數(shù)值獲得。使用采樣值校驗(yàn)必須要遵守校驗(yàn)要求，測點(diǎn)信息的獲取可以借助系統(tǒng)海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫掌握采樣的時間范圍和步長情況，同時計(jì)算絕對誤差以及相對誤差；倘若使用原始值校驗(yàn)，就應(yīng)該借助海迅實(shí)時數(shù)據(jù)庫掌握充足的歷史數(shù)據(jù)以及測點(diǎn)信息，可以對實(shí)時數(shù)據(jù)庫的時間范圍進(jìn)行總體分析，以判斷集合數(shù)值。

圖8 主備系統(tǒng)間模型正確性校驗(yàn)結(jié)果展示

由圖8可得，具體包含的信息有開始時間、時間范圍以及結(jié)束時間等，任何時間段的信息都可以進(jìn)行查詢，并且可以判斷分析各種結(jié)果，生成合理的校驗(yàn)內(nèi)容。操作過程中倘若出現(xiàn)系統(tǒng)模型存在數(shù)據(jù)異常的情況，應(yīng)該把最終的結(jié)果突出顯示，同時查看歷史數(shù)據(jù)，進(jìn)行簡單地對比分析。另外，還應(yīng)該合理地調(diào)整模型的基本形態(tài)，按照精細(xì)化的系統(tǒng)模型進(jìn)行校驗(yàn)，對于出現(xiàn)故障以及問題的環(huán)節(jié)做出調(diào)整，確保最終的系統(tǒng)能夠有效、合理地運(yùn)行，并且不受其他因素影響。

以上分析的各個功能都能正常運(yùn)行，因此可以滿足不同地區(qū)的電網(wǎng)調(diào)度自動化的管理需求。

4 結(jié)論

模型校驗(yàn)?zāi)軌蛴行幚黼娋W(wǎng)調(diào)度自動化管理，并且具有一定的預(yù)防性能。有效的管理模型對于校驗(yàn)技術(shù)提供的幫助非常大，并且還可以直接分析校驗(yàn)的效率以及準(zhǔn)確性，一旦發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)或者設(shè)備出現(xiàn)問題，就應(yīng)該在第一時間進(jìn)行處理，以免造成不良后果。智能電網(wǎng)調(diào)度管理對于整體的系統(tǒng)要求標(biāo)準(zhǔn)比較高，結(jié)合相關(guān)實(shí)踐操作分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)庫校驗(yàn)的速度以及準(zhǔn)確性有了很大的提升，并且能夠?yàn)榫婊芾淼於ɑA(chǔ)。

[1] 王飛, 周志輝, 張琦. 電力調(diào)度主站語音報(bào)警子系統(tǒng)[J]. 電氣技術(shù), 2014, 15(8): 83-85.

[2] 劉蓓, 汪沨, 陳春, 等. 和聲算法在含DG配電網(wǎng)故障定位中的應(yīng)用[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2013, 28(5): 280-284.

[3] 姜憲國, 王增平, 李琛, 等. 區(qū)域自治式后備保護(hù)分區(qū)方案[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2013, 28(1): 234-241.

[4] 姚建國, 楊勝春, 高宗和, 等. 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢展望[J]. 電力系統(tǒng)自動化, 2007, 31(13): 7-11.

[5] 楊振, 李江, 李明, 等. 電網(wǎng)調(diào)度自動化系統(tǒng)的應(yīng)用分析[J]. 電氣技術(shù), 2016, 17(7): 93-95.

[6] 朱吉然, 冷華, 唐海國, 等. 智能配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)算法綜述[J]. 湖南電力, 2015, 35(6): 1-5.

[7] 肖建民. 電力調(diào)度自動化二次安全防護(hù)方案分析[J]. 電氣技術(shù), 2016, 17(7): 157-160.

[8] 宋曉通, 譚震宇. 計(jì)及無功充裕度的電力系統(tǒng)可靠性評估與規(guī)劃[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2009, 24(5): 169- 176.

Research on Model Checking of Main and Standby System in Power Grid Dispatching Automation

Yu Ping

(State Grid Anhui Chizhou Guichi District Electric Power Company, Chizhou, Anhui 247000)

This paper first introduces the analysis of grid model based on real time database, and then to the standby system model validation data research, finally the key technologiy calibration system model analysis, using the technical management and check operation system model can effectively improve the work efficiency, the standby system model checking efficiency, provide technical support for lean power dispatching.

model checking; real time database; scheduling automation; system backup

余 平（1978-），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)殡娏φ{(diào)度自動化。