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        基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

        2021-06-27 03:26:28張哲銘孫金艷
        電子設(shè)計(jì)工程 2021年12期
        關(guān)鍵詞:字段校核臺(tái)賬

        解 良,張哲銘,游 昊,孫金艷,張 鑫

        (1.云南電力調(diào)度控制中心,云南昆明 650011;2.云南云電同方科技有限公司,云南昆明 650200)

        通過設(shè)備臺(tái)賬可實(shí)時(shí)掌握企業(yè)變電站的設(shè)備狀況,是統(tǒng)計(jì)企業(yè)各種類型變電站設(shè)備的數(shù)量、設(shè)備分布情況及其折舊變動(dòng)情況的重要依據(jù)[1]。電網(wǎng)公司管轄的設(shè)備數(shù)量和種類越來越多,使得電網(wǎng)公司對(duì)設(shè)備的管理難度不斷增大。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,人們對(duì)供電的需求不斷增加,供電局和電力公司等對(duì)電量的生產(chǎn)和分配過程必須精準(zhǔn)控制[2]。在電力系統(tǒng)中,變電站安裝有各種設(shè)備,用于滿足電能分配和輸送等需要,且可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各種設(shè)備的監(jiān)視、測(cè)量、保護(hù)等操作。由于變電站設(shè)備臺(tái)賬的數(shù)據(jù)量較為龐大,通過人工核查的方式,變電站臺(tái)賬數(shù)據(jù)的質(zhì)量并不能得到提高,且校核時(shí)間也不能得以縮短。因此,提高變電站設(shè)備臺(tái)賬的數(shù)據(jù)質(zhì)量、縮短其校核時(shí)間十分重要。

        文獻(xiàn)[3]提出基于KMP 算法的智能變電站設(shè)備軟壓板校核方法,在現(xiàn)有智能變電站的通信協(xié)議和特有的結(jié)構(gòu)下,對(duì)二次設(shè)備軟壓板數(shù)據(jù)采集,利用KMP 算法將采集到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ),依據(jù)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)結(jié)果校核,校核完成后識(shí)別狀態(tài),依據(jù)判定規(guī)則建模完成智能變電站二次設(shè)備軟壓板校核系統(tǒng)設(shè)計(jì)。文獻(xiàn)[4]提出基于可視化仿真的智能變電站二次安措校核方法,利用網(wǎng)絡(luò)通信模式采集二次安措數(shù)據(jù),通過SPCD 文件、ICD 文件、SCD 文件建立智能變電站仿真模型。在可視化仿真安措模式下,校核安措對(duì)象,安措操作獨(dú)立運(yùn)行檢修設(shè)備,以此完成基于可視化仿真的智能變電站二次安措校核。為此,設(shè)計(jì)了一種基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)。

        1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        1.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

        基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體架構(gòu)如圖1 所示。

        圖1 總體架構(gòu)

        由圖1 可知,基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)包含數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊[5-6]。此外,當(dāng)新增設(shè)備時(shí),新增設(shè)備具體操作流程如圖2 所示。

        圖2 變電站新增設(shè)備操作流程圖

        由圖2 可知,當(dāng)變電站新增設(shè)備時(shí),系統(tǒng)會(huì)將設(shè)備的各種信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)中,并通過數(shù)據(jù)傳輸模塊實(shí)現(xiàn)新增設(shè)備的信息同步[7-8]。根據(jù)系統(tǒng)總體架構(gòu),分別對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)的硬件部分和軟件部分開展設(shè)計(jì),具體設(shè)計(jì)過程如下。

        1.2 硬件設(shè)計(jì)

        如圖3 所示,基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、Web 服務(wù)器和客戶端等[9-10]。Web 服務(wù)器主要實(shí)現(xiàn)變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)的同步傳輸,使處于不同地點(diǎn)的管理人員可以實(shí)時(shí)查看變電站設(shè)備的各種信息[11]。系統(tǒng)允許多個(gè)操作客戶端的人員同時(shí)登錄系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬信息的校核等管理。

        圖3 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

        1.3 軟件設(shè)計(jì)

        設(shè)備臺(tái)賬建立在設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)基礎(chǔ)上,變電站設(shè)備臺(tái)賬信息管理具體內(nèi)容分類如圖4 所示。

        圖4 變電站設(shè)備臺(tái)賬信息管理分類

        如圖4 所示,在變電站設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)的基礎(chǔ)上,將變電站設(shè)備作相應(yīng)的分類,即構(gòu)建對(duì)應(yīng)的類別樹,選中的結(jié)點(diǎn)顯示相應(yīng)設(shè)備的詳細(xì)信息[12-13]。

        對(duì)類別樹實(shí)施管理,針對(duì)類別樹的不同結(jié)點(diǎn)或者設(shè)備,對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬實(shí)施校核等管理。根據(jù)變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)的特點(diǎn),基于規(guī)則,通過字段的方式對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)開展校核工作。變電站設(shè)備臺(tái)賬校核功能如圖5 所示。

        圖5 變電站設(shè)備臺(tái)賬校核功能圖

        根據(jù)圖5 所示的功能圖,對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬實(shí)施校核,部分設(shè)備臺(tái)賬信息如表1 所示。

        表1 部分設(shè)備臺(tái)賬信息

        針對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬信息,將校核規(guī)則分為兩大類:分別為單字段和多字段[14]。校核規(guī)則如下:

        對(duì)于單字段,將需要校核的變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)表中數(shù)據(jù)的字段分為字段多選、字段上下限和字段正則式等規(guī)則,其中,字段多選規(guī)則中,變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)中的某些單個(gè)字段的數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的條件如下:

        式(1)中,A1代表變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)表中單個(gè)字段數(shù)據(jù),(A1,A2,A3,…,An)代表該字段數(shù)據(jù)的選擇項(xiàng)集合。

        在字段上下限規(guī)則中,變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)中的某些單個(gè)字段數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的條件如下:

        公式(2)中,Zmin代表該字段數(shù)據(jù)的下限,Zt代表單個(gè)字段數(shù)據(jù),Zmax代表該字段數(shù)據(jù)的上限。

        在字段正則表達(dá)式規(guī)則中,將提前定義好的特定字符以及其構(gòu)成的組合,組成一個(gè)規(guī)則字符串,以檢驗(yàn)給定的字符串是否符合字段正則表示式的過濾邏輯[15]。在變壓器設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)數(shù)據(jù)中,某些單個(gè)字段數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的條件為:

        式(3)中,yt代表單個(gè)字段數(shù)據(jù),代表yt從屬的數(shù)據(jù)格式,代表正則表達(dá)式。

        多字段規(guī)則為字段關(guān)聯(lián)規(guī)則[16]。在變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)數(shù)據(jù)中,多字段數(shù)據(jù)應(yīng)該滿足的條件為:

        式(4)中,(P1,P2,P3,…,Pn)代表變電站設(shè)備臺(tái)賬參數(shù)中不同的字段數(shù)據(jù),f()P1,P2,P3,…,Pn代表不同字段數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)表達(dá)式。

        利用上述規(guī)則,將需要校核的變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)作相應(yīng)的分類,以實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)的校核[17-18]。變電站設(shè)備臺(tái)賬校核的流程如圖6所示。

        圖6 變電站設(shè)備臺(tái)賬校核流程圖

        2 實(shí) 驗(yàn)

        以某地區(qū)的變電站臺(tái)賬數(shù)據(jù)為例,將提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)與文獻(xiàn)[3]方法、文獻(xiàn)[4]方法作對(duì)比,以驗(yàn)證提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)是否可以縮短變電站設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)的校核時(shí)間。

        2.1 實(shí)驗(yàn)過程

        首先,搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境,基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)的部分相關(guān)配置及參數(shù)如表2 所示。

        表2 系統(tǒng)配置及參數(shù)

        為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,首先,對(duì)基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)的穩(wěn)定性開展測(cè)試。隨著運(yùn)行時(shí)間的增加,系統(tǒng)可承載的在線人數(shù)如圖7 所示。

        圖7 系統(tǒng)穩(wěn)定性測(cè)試結(jié)果

        從圖7 中可以看出,同時(shí)登錄人數(shù)為30 人時(shí),基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)仍能維持的運(yùn)行時(shí)間可達(dá)95 h,說明系統(tǒng)有較好的穩(wěn)定性。在測(cè)試通過后,將提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)與文獻(xiàn)[3]方法、文獻(xiàn)[4]方法對(duì)比實(shí)驗(yàn)。為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,共進(jìn)行5 次平行實(shí)驗(yàn)。

        2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

        采用提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)、文獻(xiàn)[3]方法、文獻(xiàn)[4]方法,分別對(duì)該地區(qū)的變電站設(shè)備臺(tái)賬實(shí)施校核的時(shí)間對(duì)比結(jié)果如圖8 所示。

        由圖8 可知,采用文獻(xiàn)[3]方法對(duì)該地區(qū)變電站設(shè)備臺(tái)賬開展校核所需時(shí)間為21~25 s;采用文獻(xiàn)[4]方法對(duì)該地區(qū)變電站設(shè)備臺(tái)賬開展校核所需時(shí)間為16~19 s,比文獻(xiàn)[3]方法所需的校核時(shí)間稍有縮短。采用提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng),對(duì)該地區(qū)變電站設(shè)備臺(tái)賬開展校核所需時(shí)間為4~5 s。通過對(duì)比發(fā)現(xiàn),基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng),通過設(shè)置相應(yīng)的校核規(guī)則,對(duì)設(shè)備臺(tái)賬實(shí)施校核操作,大大縮短了校核時(shí)間,提高了變電站設(shè)備臺(tái)賬校核效率。

        圖8 變電站設(shè)備臺(tái)賬校核時(shí)間對(duì)比結(jié)果

        3 結(jié)束語(yǔ)

        針對(duì)傳統(tǒng)的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)存在的缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)。通過與其他方法做對(duì)比實(shí)驗(yàn),結(jié)果證明了提出的基于規(guī)則的變電站設(shè)備臺(tái)賬校核系統(tǒng)具有更高的校核效率。我國(guó)電力系統(tǒng)還在不斷發(fā)展中,各種類型市場(chǎng)逐步開放,需不斷變電站設(shè)備臺(tái)賬校核的發(fā)展對(duì)方法優(yōu)化,從而真正準(zhǔn)確地為變電站設(shè)備臺(tái)賬發(fā)展提供依據(jù)。

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