張敏

（云南電力調(diào)度控制中心，云南昆明 650011）

電力需求逐年遞增，配電網(wǎng)絡的維護與調(diào)整方式也日益頻繁，指揮的工作任務隨之增加，傳統(tǒng)的電話指揮已不能適應現(xiàn)代配電網(wǎng)指揮運行的需要。由于通信工具只能采用唯一的電話方式，一旦各操作單位隨意輸入各種電話號碼，就難以辨別真假[1]。尤其是電話干擾極易造成指揮員忙亂，出現(xiàn)緊急情況下主次不分、遺忘重要事務的現(xiàn)象，若不能區(qū)分正常操作和事故緊急處理呼叫操作，會嚴重影響事故處理的及時性。檢驗電網(wǎng)指揮運行的正確性和安全性，主要依靠指揮員的業(yè)務水平，隨著電網(wǎng)負荷的急劇增加，導致指揮員的工作強度增大，無法保證操作的正確性，容易造成指揮失誤[2]。在大量的人工錄入、審核、統(tǒng)計等所需資料不斷增多的情況下，會出現(xiàn)工作效率較低，容易出錯和漏報的情況[3]。因此，提出了一體化電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助發(fā)令指揮系統(tǒng)，利用專用指令數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，實現(xiàn)指令流操作，使電源指令由“電話指令”過渡到“網(wǎng)絡信息指令”，極大地提高了指揮人員的工作效率，降低了指揮人員的電源指令錯誤率，能夠準確及時地提供安全性指令[4]。

1 指揮系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設計

該系統(tǒng)整合了維護訂單的執(zhí)行和管理、操作票的填寫、網(wǎng)絡接收和自動生成指令日志等功能，從而規(guī)范了指令業(yè)務流程和指令操作行為[5]。指令操作信息通過網(wǎng)絡指令系統(tǒng)進行傳輸，指令完成后，操作票通過平臺發(fā)送到變電站或發(fā)電廠，然后向變電站或發(fā)電廠發(fā)出指令，指揮員確認廠站所提問題屬實后，指令廠站需再一次確認[6-7]，完成確認任務后，可進行實際操作。指揮員重復工作內(nèi)容，工廠工作站證實指揮官的復述，確認完成后指揮人員即可接收訂單，最后完成整個過程[8-9]。每個步驟都有語音提示，而且順序更準確。一體化電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助發(fā)令指揮系統(tǒng)會及時傳達任務內(nèi)容，若與指令不完全對應，則會彈出提示，此時不能繼續(xù)傳達任務，從而保證指令的精準性[10]。

指揮系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 指揮系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

由圖1 可知，輔助發(fā)令指揮平臺具有智能化運行操作和信息展示功能，可將調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡、安全生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)結(jié)合起來，通過故障處理運行操作，使配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助發(fā)令指揮平臺具備自動化、信息化和智能化。

1.1 上下級交互模塊

按照以上區(qū)域部署，硬件結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了業(yè)務縱向到底、橫向到邊、系統(tǒng)集成的管理模式。在水平方面，安全生產(chǎn)管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了深度集成，滿足了一體化生產(chǎn)管理的需要。通過分布部署模式與相應的生產(chǎn)安全管理信息系統(tǒng)進行交互，實現(xiàn)指揮平臺與指揮業(yè)務流程之間的相互通信。在這種集中部署模式下，與中間渠道建立數(shù)據(jù)傳輸通道，并通過主動推送和服務查詢的方式進行數(shù)據(jù)交換。各地點的內(nèi)部部署采用分布式方式，業(yè)務和工作流程通過總線集成到中央控制系統(tǒng)，從而實現(xiàn)上下級交互[11]。

1.2 數(shù)據(jù)庫服務器

采用高性能PC 服務器和雙機并行模式的數(shù)據(jù)庫服務器，保證了系統(tǒng)性能和安全性。單機服務器采用兩種配置方式，CPU 與內(nèi)存比例為1∶8，可根據(jù)數(shù)據(jù)使用情況對分區(qū)進行合理分配，指定相應的分區(qū)運行[12]。

1.3 應用服務器

應用服務器充分利用了刀片服務器高度集成的優(yōu)點，在此基礎上節(jié)省了機房空間，簡化了機房布線，發(fā)揮了靈活擴展的功能[13]。為避免葉片中心失效，使各葉片中心均處于不利位置，在方案中采用雙葉片中心結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)冗余配置和應用交叉操作，架構(gòu)應用程序服務器數(shù)量為8 個以上[14]。

1.4 發(fā)令提示裝置

由于語音提示內(nèi)容相同，當多個指揮員同時執(zhí)行不同操作時，存在不知道各自操作指令的狀態(tài)[15]。每個指揮員在運行時都要開出一張待辦事項清單，明確運行時間表，這不僅嚴重影響了指揮人員的工作效率，也影響了電網(wǎng)的運行水平，甚至影響了電網(wǎng)的安全、運行質(zhì)量和經(jīng)濟效益。

為使指揮系統(tǒng)和調(diào)度網(wǎng)絡的調(diào)度智能執(zhí)行更加高效和安全，迫切需要研制設備和計算機軟件來準確提示調(diào)度指揮，準確及時地掌握調(diào)度指揮人員每張票的調(diào)度狀態(tài)，提高調(diào)度指揮的工作效率和調(diào)度水平[16]。

針對現(xiàn)有技術的不足，提出了一種計算機控制的信息提示電路系統(tǒng)，為特定的計算機用戶提供直觀、及時的任務反饋信息，該系統(tǒng)由USB 轉(zhuǎn)串口模塊、控制芯片、繼電器以及光源等組成，電腦軟件與提示裝置通過USB 接口進行通信和控制。在控制芯片處理完指令后，觸發(fā)繼電器，連接電源電路和USB接口，觸發(fā)發(fā)光模組，提示指揮人員操作，提示電路如圖2 所示。

圖2 可受計算機控制的信息提示電路

裝置過濾掉無用信息，控制芯片處理完指令，提高了其工作效率。電腦也可設定發(fā)光提示模組，提供恒亮、熄滅、閃爍等不同的提示方式。

2 系統(tǒng)功能設計

2.1 提示裝置功能設計

通過USB 數(shù)據(jù)線將該提示電路系統(tǒng)連接到計算機的USB 接口后，就可以從計算機獲取電壓，不需外部電源就可以為系統(tǒng)供電。特定的程序在計算機上運行后，就可以確定用戶的信息反饋情況，從而有針對性地獨立控制與計算機的連接。指揮值班長、班員權(quán)限提示裝置具體設計如表1 所示。

表1 指揮值班長、班員權(quán)限提示裝置設計

2.2 電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助平衡化分散指揮

充分考慮分散指揮任務前，應構(gòu)建單個區(qū)域不確定性分散指揮模型，并對其中出現(xiàn)的不確定性因素進行處理。電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡中不確定性因素a在時間段t內(nèi)影響分散指揮力度如下：

其中，Wfat表示不確定性因素影響分散指揮的預測力度；αat表示不確定性因素a在時間段t出現(xiàn)的誤差。

減小電力配網(wǎng)運行過程中出現(xiàn)的狀態(tài)預測誤差，能夠確保整個電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助發(fā)令指揮系統(tǒng)達到平衡狀態(tài)，以此確保指揮系統(tǒng)設計具有可靠性。

2.3 指揮流程設計

在指揮系統(tǒng)中需要對大量目標進行指揮控制，流程如圖3 所示。

圖3 指揮流程設計

通過指揮流程可進行指揮狀態(tài)預測，數(shù)據(jù)調(diào)度中樞與系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)對接，完成數(shù)據(jù)存儲功能，同時保障指揮任務完整性，縮短指揮所耗費的時間。

3 仿真實驗

為驗證一體化電力配網(wǎng)移動網(wǎng)絡輔助發(fā)令指揮系統(tǒng)設計的合理性，進行仿真實驗。

3.1 壓力測試

基于LoadRunne 測試工具進行壓力測試，模擬一定數(shù)量的虛擬用戶，通過高并發(fā)性和有針對性的測試操作方案建立系統(tǒng)負載。LoadRunner 是由測試人員實現(xiàn)的，用于對系統(tǒng)軟件進行并行負載測試和性能反饋監(jiān)測，監(jiān)控信息和測試記錄報告能夠及時準確地發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)問題。在并行情況下，壓力測試重點是將系統(tǒng)執(zhí)行操作的平均響應時間縮短，主要測試并發(fā)性的時間間隔為50～100 s，如圖4、5 所示。

圖4 電機負載情況

圖5 平均響應時間分析結(jié)果

測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)在50～100 s 并發(fā)情況下，能對用戶登錄、數(shù)據(jù)加載、信息查詢等應用功能進行正常響應，能夠滿足用戶的實際應用需求。

3.2 發(fā)令指揮精準度驗證

針對發(fā)令指揮精準度進行驗證，以用戶平均停電時間和用戶平均停電次數(shù)為指標，驗證結(jié)果如表2、3 所示。

表2 用戶平均停電時間分析

表3 用戶平均停電次數(shù)分析

由表2 和表3 分析結(jié)果可知，使用所設計的系統(tǒng)通過自我調(diào)節(jié)，能夠達到與實際效果一致的指揮效果，由此說明該系統(tǒng)具有可靠性。

4 結(jié)束語

網(wǎng)絡指令和信息化通過網(wǎng)絡發(fā)布系統(tǒng)指令操作，避免了各種人工電話指令模式的缺點，有效提高了電網(wǎng)指令的運行水平和運行效率，完全適應了智能電網(wǎng)建設發(fā)展對實時指令和大電網(wǎng)的需求。實行新的統(tǒng)一配網(wǎng)輔助指令系統(tǒng)移動網(wǎng)絡設備和計算機軟件，將會大大提高操作級指令的效率和指揮員網(wǎng)絡指令的操作效率，并增加了一個指令操作的安全層，保證了操作的可靠性。