徐奇鋒 黃健 馬翔 方璇 支月媚

摘要：電網(wǎng)供電負(fù)荷的傳統(tǒng)指揮平臺存在指揮工作耗時長、指揮指令實(shí)際工作效果不足等問題，針對電網(wǎng)供電負(fù)荷均衡管理，通過相關(guān)智能技術(shù)完成了一種調(diào)度一體化指揮平臺的構(gòu)建。該平臺基于單行傳遞與雙相輔助結(jié)構(gòu)，文章對一體化智能指揮包括申請采集、信息設(shè)備、用電信號輸送在內(nèi)的主要工作流程方案進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。同傳統(tǒng)平臺的對比，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明所設(shè)計的指揮平臺在提高下發(fā)指令有效性的同時縮短了工作時間，能夠更好的滿足電網(wǎng)用電負(fù)荷均衡調(diào)度的需求。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)供電負(fù)荷;智能調(diào)度;一體化指揮平臺;實(shí)現(xiàn)路徑

中圖分類號：TP315

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

ResearchonIntegratedCommandPlatformBasedonIntelligentDispatching

XUQifeng，HUANGJian，MAXiang，F(xiàn)ANGXuan，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(yè)在日常生產(chǎn)生活中起到重要的能源支撐及輔助作用，隨著快速發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)對電力需求不斷提高，可再生能源、分布式發(fā)電等的發(fā)展與相互集成促使電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)增，區(qū)域電網(wǎng)通常由不同實(shí)體進(jìn)行控制顯著增加了傳統(tǒng)集中式電力系統(tǒng)管理、調(diào)度及維護(hù)的難度，對電網(wǎng)的信息化、智能化管理及調(diào)度需求不斷提升，對智能一體化的電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)（包括機(jī)組組合、負(fù)荷分配、最優(yōu)潮流等）的構(gòu)建與優(yōu)化成為目前研究的重點(diǎn)，為滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需求，調(diào)控一體化包含對電力系統(tǒng)全過程（包括發(fā)、輸、變、配和用電等環(huán)節(jié)）的監(jiān)控，在系統(tǒng)運(yùn)維管理過程中仍需進(jìn)一步提高評估在線健康狀態(tài)方法的準(zhǔn)確性及效率。

1需求分析

不斷發(fā)展的社會經(jīng)濟(jì)及快速擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模顯著增加了所需處理的調(diào)度用電數(shù)據(jù)以及所需檢測的調(diào)度用電數(shù)量，在數(shù)字智能、自動化等技術(shù)的推動下智能電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生，導(dǎo)致傳統(tǒng)的電力調(diào)度管理系統(tǒng)因存在效率低、反應(yīng)慢、相互獨(dú)立等不足而難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)管理需求，實(shí)時處理用電調(diào)度數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)調(diào)度的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，調(diào)度用電工作需通過對這些用電相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算后完成調(diào)度過程，傳統(tǒng)用電調(diào)度方法大多基于簡單計算方式進(jìn)行人為調(diào)度作業(yè)，傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度指揮工作大多需人力通知受令單位調(diào)度指令（由調(diào)度員完成），受令單位據(jù)此完成相關(guān)操作后將操作情況匯報給調(diào)度，導(dǎo)致電網(wǎng)調(diào)度的效率不高。隨著現(xiàn)代信息化技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度平臺中的應(yīng)用不斷深入，促使電網(wǎng)進(jìn)入了數(shù)字智能化的發(fā)展階段，快速發(fā)展的信息通信技術(shù)、優(yōu)化和控制方法為電網(wǎng)的智能化統(tǒng)一管理過程提供了有力支撐，包括基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的信息化發(fā)展是電力企業(yè)未來的發(fā)展趨勢[1]。本文主要對電網(wǎng)智能調(diào)度一體化指揮平臺進(jìn)行了研究和分析。

2智能調(diào)度一體化指揮平臺設(shè)計

2.1平臺功能設(shè)計

一體化智能指揮平臺屬于集多項(xiàng)功能于一體的大型軟件平臺（包括信息采集、設(shè)備監(jiān)控、用電調(diào)度、輸入輸出控制等），隨著我國現(xiàn)代信息化建設(shè)的深入，構(gòu)建并完善電路網(wǎng)絡(luò)信息化系統(tǒng)成為電力服務(wù)經(jīng)濟(jì)發(fā)展及生活生產(chǎn)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(bǔ)傳統(tǒng)調(diào)度指揮系統(tǒng)功能的不足，并有效提高了信息采集、服務(wù)客戶等工作的質(zhì)量和效率，更好的滿足智能電網(wǎng)調(diào)度過程對信息化、智能化、自動化的需求。針對供電負(fù)荷，研究現(xiàn)有電網(wǎng)調(diào)度指揮平臺發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的調(diào)度指揮平臺難以做到各類信息進(jìn)行全面采集，影響了電網(wǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析處理的質(zhì)量和效率，進(jìn)而導(dǎo)致用電調(diào)度過程存在一定的誤差。同時調(diào)度用電過程面向不同功能的算法復(fù)雜程度較高導(dǎo)致耗時較長[2]。本文在設(shè)計調(diào)度一體化指揮平臺時，以提高調(diào)度準(zhǔn)確性及縮短調(diào)度耗時兩個方面作為主要目標(biāo)，同時在提升調(diào)度工作開展效率的同時確保調(diào)度過程的安全穩(wěn)定，通過統(tǒng)一集中、高效安全調(diào)度工作流程的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)調(diào)度體系智能化及自動化水平的有效提高，進(jìn)而提升電網(wǎng)調(diào)度工作效率。在實(shí)際用電設(shè)備發(fā)出工作申請后，通過調(diào)度用電機(jī)構(gòu)完成對工作申請的分析處理過程，以確保用電設(shè)備的正常穩(wěn)定運(yùn)行;用電網(wǎng)絡(luò)的平衡狀態(tài)（包括電量、電力、用電情況）同樣由調(diào)度用電機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)電設(shè)備向調(diào)度用電機(jī)構(gòu)發(fā)送檢查檢修工作申請，在此基礎(chǔ)上調(diào)度用電機(jī)構(gòu)以變電設(shè)備安全檢查（檢修）情況為依據(jù)對整個系統(tǒng)的電力調(diào)度進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃和安排，同時結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)對所屬轄區(qū)的全部設(shè)備用電工作申請的統(tǒng)籌調(diào)度處理（包括工作申請的同意或駁回）。

2.2平臺架構(gòu)

本文針對供電負(fù)荷所設(shè)計的智能調(diào)度一體化指揮平臺的架構(gòu)，如圖1所示。

采用單行傳遞（即電子沙盤系統(tǒng)）的雙相輔助結(jié)構(gòu)（調(diào)度許可的確認(rèn)與執(zhí)行調(diào)度的記錄）完成平臺調(diào)度方法的設(shè)計，各用電設(shè)備的用電請求由電子沙盤系統(tǒng)負(fù)責(zé)采集，該指揮平臺通過單行傳遞的雙相輔助結(jié)構(gòu)的運(yùn)用確保了調(diào)度工作的準(zhǔn)確運(yùn)行，能夠在節(jié)約電力調(diào)度時間的同時提高調(diào)度效率，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)數(shù)據(jù)的綜合處理（包括傳輸、并支及持續(xù)更新等）。為提高人機(jī)界面的友好性，智能調(diào)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(jìn)行標(biāo)記，指揮平臺界面通過AJXA技術(shù)的使用實(shí)現(xiàn)了實(shí)時刷新功能。平臺用戶可以實(shí)際情況為依據(jù)在指揮平臺界面對頁面中的視頻服務(wù)數(shù)量及顯示情況進(jìn)行設(shè)置和管理，從而在確保邏輯上不對平臺整體運(yùn)行產(chǎn)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(diào)度一體化指揮平臺易于裝配，能夠?qū)φ{(diào)度用電進(jìn)行批量化的操作和處理，顯著縮短了用電調(diào)度的耗時。該調(diào)度平臺負(fù)責(zé)完成整個調(diào)度工作的數(shù)據(jù)傳輸工作，針對同一時間段內(nèi)大量用電申請數(shù)據(jù)本文通過使用DICP系統(tǒng)（基于nesC語言）完成分析處理過程，發(fā)電設(shè)備的精細(xì)規(guī)律化管理在智能調(diào)度一體化指揮平臺以一個獨(dú)立的功能模塊存在，以便功能后續(xù)的發(fā)展完善。指揮平臺交流區(qū)受到規(guī)模較大的電力整體網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的限制會存在橫跨交流與指揮兩個區(qū)域的情況，調(diào)度客戶端安裝指揮區(qū)內(nèi)，調(diào)度客戶端發(fā)出的調(diào)度指令需通過智能技術(shù)安全認(rèn)證（包括加密證書、電子簽名確認(rèn)等）后向交流區(qū)發(fā)送。指揮平臺的交流區(qū)在完成調(diào)度指令到對應(yīng)文件的轉(zhuǎn)換后通過平臺程序預(yù)設(shè)的安全裝置向服務(wù)器傳輸（隔離外界干擾），并由服務(wù)器完成文件到指令消息的轉(zhuǎn)換這一消息解密操作過程，最后向電廠用電客戶端發(fā)送指令消息，此時的調(diào)度指令消息同樣需經(jīng)過解密安全證書、簽名等的確認(rèn)后顯示。調(diào)度指令消息經(jīng)工作人員進(jìn)一步確認(rèn)后向服務(wù)區(qū)發(fā)送，用電設(shè)備據(jù)此完成相應(yīng)的供電操作[4]。

3平臺工作流程的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

以上述指揮平臺功能框架為依據(jù)完成了調(diào)度方法工作流程的建立，相比于傳統(tǒng)指揮平臺本文所設(shè)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(fā)電設(shè)備的工作申請進(jìn)行采集，然后向Hadoop云平臺服務(wù)模塊輸入采集結(jié)果進(jìn)行計算，該云平臺主要包括基礎(chǔ)設(shè)施、軟件及平臺三項(xiàng)核心服務(wù)，可有效滿足智能調(diào)度一體化指揮平臺的海量數(shù)據(jù)計算及分析需求，基礎(chǔ)設(shè)施即平臺硬件設(shè)施通過整合電力系統(tǒng)內(nèi)的大量服務(wù)器實(shí)現(xiàn)虛擬操作系統(tǒng)的構(gòu)建，結(jié)合使用使用Hadoop云平臺提供的算法完成對用電調(diào)度相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，實(shí)現(xiàn)并行調(diào)度功能的同時確保了平臺運(yùn)行過程的安全穩(wěn)定[5]。（2）在云計算平臺完成對采集數(shù)據(jù)的分析處理后，向DICP系統(tǒng)傳送處理結(jié)果并由其完成對相關(guān)調(diào)度工作申請數(shù)據(jù)的分類，根據(jù)發(fā)電設(shè)備請求確定其所對應(yīng)的電荷類型，在此基礎(chǔ)上將用電訊號傳送給對應(yīng)類型終端，向電廠傳達(dá)確認(rèn)用電申請。（3）根據(jù)收到的用電訊號終端允許并執(zhí)行包括將電輸出給用電設(shè)備在內(nèi)的相關(guān)用電操作，電廠在完成用電申請確認(rèn)的基礎(chǔ)上自動記錄調(diào)度記錄。采用動態(tài)存儲節(jié)點(diǎn)的方法實(shí)現(xiàn)大量移動網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（由DICP系統(tǒng)發(fā)送，包括發(fā)電設(shè)備工作申請信息、調(diào)度日志等）的全部儲存功能，結(jié)合運(yùn)用例外測試及螺旋門門檻值的合理設(shè)置，以確保存儲節(jié)點(diǎn)能量的均衡，使全部節(jié)點(diǎn)能耗總和最小，同時便于調(diào)查輸電路徑。具體通過PI動態(tài)化數(shù)據(jù)庫的使用完成對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的保存（以不同的時間序列為依據(jù)）。使用ORACLE數(shù)據(jù)庫負(fù)責(zé)對電網(wǎng)拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)、設(shè)備參數(shù)、主要接線圖等進(jìn)行管理和維護(hù)，從而能夠在實(shí)時監(jiān)控電網(wǎng)的同時，有效滿足歷史追溯及負(fù)荷估算等功能需求，提升了平臺整體的響應(yīng)速度。該智能一體化指揮平臺提高了對圖形系統(tǒng)設(shè)計的重視程度，采用無關(guān)基礎(chǔ)圖形包完成矢量圖系統(tǒng)的制作，支持實(shí)現(xiàn)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?fù)浞治鲞^程。具體調(diào)度任務(wù)可通過任務(wù)制定系統(tǒng)（主要由客戶端、任務(wù)自主調(diào)制定義器、任務(wù)執(zhí)行監(jiān)控界面及引擎執(zhí)行口令構(gòu)成）的周期自動觸發(fā)實(shí)現(xiàn)提前預(yù)設(shè)置功能，通過定義器對任務(wù)中的不同任務(wù)項(xiàng)關(guān)系（對應(yīng)自動化任務(wù)的分解執(zhí)行步驟）進(jìn)行設(shè)置，任務(wù)間的組件形成關(guān)聯(lián)可預(yù)定[6]。平臺能夠以預(yù)先設(shè)置的引擎任務(wù)為依據(jù)完成電網(wǎng)調(diào)度指令的相關(guān)操作（如執(zhí)行、暫停、終止等），根據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的安全控制方案實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)加密及簽名功能。

4實(shí)驗(yàn)測試及結(jié)果分析

本文通過對比實(shí)驗(yàn)對所設(shè)計的智能調(diào)度一體化指揮平臺的工作效果進(jìn)行檢測，針對電調(diào)度操作系統(tǒng)（同一段復(fù)雜局域網(wǎng)）分別采用本文調(diào)度平臺監(jiān)測方法及傳統(tǒng)調(diào)度平臺監(jiān)測方法進(jìn)行監(jiān)測，記錄各自的監(jiān)測范圍和精準(zhǔn)性，針對耗費(fèi)時間的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：在對兩個發(fā)電設(shè)備工作申請進(jìn)行處理時，本平臺及傳統(tǒng)平臺所消耗的時間分別為5是、10s;處理4個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺所消耗的時間分別為6s、13s;處理8個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺所消耗的時間分別為9s、20s;處理12個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺所消耗的時間分別為15s、25s，相比于傳統(tǒng)調(diào)度平臺的實(shí)驗(yàn)結(jié)果本平臺的電調(diào)度時間明顯縮短。針對指揮平臺準(zhǔn)確度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：處理2個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺的調(diào)度準(zhǔn)確性分別為85%、60%;處理4個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺的調(diào)度準(zhǔn)確性分別為70%、40%;處理8個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺的調(diào)度準(zhǔn)確性分別為50%、20%;處理12個發(fā)電設(shè)備工作申請時，本平臺及傳統(tǒng)平臺的調(diào)度準(zhǔn)確性分別為45%、15%，調(diào)度任務(wù)完成的準(zhǔn)確度明顯提高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有一定的波動性，在同時處理發(fā)電設(shè)備工作申請數(shù)量持續(xù)上升時本文所設(shè)計的指揮平臺的精確度存在一定的波動，但在任意監(jiān)測時間下的精確度都均明顯高于傳統(tǒng)平臺，上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本文所設(shè)計的智能調(diào)度一體化指揮平臺運(yùn)行非常穩(wěn)定，對用電調(diào)度的類型限制較少，對于多個設(shè)備用電工作申請（同時發(fā)出）完成全部用電調(diào)度任務(wù)的耗時較少且準(zhǔn)確率更高。本文指揮平臺通過DICP操作系統(tǒng)的引入使分析及讀取數(shù)據(jù)的時間得以顯著縮短，并進(jìn)一步完善了數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)內(nèi)容更加精細(xì)，從而實(shí)現(xiàn)了調(diào)度用電精確度的顯著提高[7]。

5總結(jié)

通過一體化智能指揮平臺的構(gòu)建能夠有效實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理電網(wǎng)調(diào)度過程，在電網(wǎng)調(diào)度工作中發(fā)揮重要作用，本文在分析了調(diào)度一體化指揮平臺現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，主要針對傳統(tǒng)調(diào)平臺的調(diào)度耗時及準(zhǔn)確性進(jìn)行了優(yōu)化，通過綜合運(yùn)用云處理平臺和DICP操作系統(tǒng)完成了智能均衡調(diào)度一體化指揮平臺的構(gòu)建，該平臺集成了顯示、查詢、儲存數(shù)據(jù)及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等功能，監(jiān)管數(shù)據(jù)顯示異常時會發(fā)出報警信息，平臺在提高調(diào)度準(zhǔn)確性的同時顯著縮短了耗費(fèi)時間。但該智能調(diào)度一體化指揮平臺仍需通過大量的實(shí)踐操作進(jìn)行不斷的完善及功能的細(xì)分，這也將是接下來的研究重點(diǎn)。

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（收稿日期：2019.09.27）