智能電網(wǎng)的電力調(diào)度控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案與相關(guān)分析

王成誠

（成都大學(xué)，四川 成都 610000）

0 引 言

隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生產(chǎn)生活中對電力能源的需求越來越高，這就為我國電力行業(yè)的發(fā)展提出了更高的要求。無論是在電力供應(yīng)方面還是在相關(guān)服務(wù)方面，電力行業(yè)都應(yīng)該緊隨當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展，提升自身的運(yùn)營與服務(wù)質(zhì)量。而在當(dāng)前信息化時(shí)代中，電力系統(tǒng)的智能化發(fā)展已經(jīng)成為電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)自身發(fā)展的一個(gè)必然選擇。因此，在電力調(diào)度與控制過程中，智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)的應(yīng)用與研究也開始成為電力行業(yè)和社會(huì)各界關(guān)注的重點(diǎn)。

1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

目前，智能電網(wǎng)的電力調(diào)度控制系統(tǒng)已經(jīng)開始投入使用，并不斷快速發(fā)展。為保障該系統(tǒng)在當(dāng)今的智能電網(wǎng)電力調(diào)度中充分發(fā)揮作用，就需要加強(qiáng)對智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)服務(wù)的研究，以實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)的良好應(yīng)用與發(fā)展。在對智能電網(wǎng)的電力調(diào)度控制系統(tǒng)進(jìn)行研究與開發(fā)的過程中，應(yīng)遵循統(tǒng)一研究、統(tǒng)一組織和統(tǒng)一開發(fā)的原則，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)硬件和軟件統(tǒng)一調(diào)配和管理，保障系統(tǒng)的集中式和分布式運(yùn)維效果[1]。

在本次智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，將D5000系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，對各類應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)，并對系統(tǒng)的運(yùn)行與管理提供足夠的技術(shù)支撐。在該系統(tǒng)中，主要技術(shù)環(huán)節(jié)包括數(shù)據(jù)采集、遠(yuǎn)程瀏覽、告警直傳和故障診斷。通過研究與合理應(yīng)用這些技術(shù)，不僅可以進(jìn)一步提升智能電網(wǎng)電力調(diào)度與控制的可靠性和安全性，而且可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)維水平的全面提升。

2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)采集

2.1.1 采集方式

在利用該智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，主要通過以下方式實(shí)現(xiàn)：在系統(tǒng)中建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息表；借助系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程調(diào)閱功能以全面掌握待采集數(shù)據(jù)，并對相應(yīng)的數(shù)據(jù)索引表進(jìn)行定義；將該系統(tǒng)作為和客戶端進(jìn)行連接的系統(tǒng)，借助DL476協(xié)議來獲取各個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行信息；在各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行代理采集程序的部署，借助PUBLIC來獲取節(jié)點(diǎn)狀態(tài)信息，然后通過SCADA主機(jī)獲取重要信息數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送到系統(tǒng)終端；在系統(tǒng)終端和各個(gè)子系統(tǒng)連接之后，首先要下發(fā)待采集數(shù)據(jù)索引表；各個(gè)系統(tǒng)中的代理采集程序收到數(shù)據(jù)索引表后，會(huì)根據(jù)索引表中的具體內(nèi)容來進(jìn)行數(shù)據(jù)獲取，并將其發(fā)送給系統(tǒng)終端；在每一個(gè)系統(tǒng)中，代理程序的數(shù)據(jù)采集次數(shù)為每秒鐘一次，模擬量數(shù)據(jù)的采集次數(shù)是3 s一次，并通過全數(shù)據(jù)及變化數(shù)據(jù)相結(jié)合的方法來進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送；在數(shù)據(jù)采集中，如果接收到告警信息，代理采集程序會(huì)立即將其轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器終端；數(shù)據(jù)采集中，所有的采集程序都可以并列運(yùn)行。

2.1.2 D5000系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)

為了實(shí)現(xiàn)對D5000系統(tǒng)的合理應(yīng)用，本次研究中，對某智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心D5000系統(tǒng)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，具體如表1所示。

表1 某智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制中心D5000系統(tǒng)運(yùn)行過程中的關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)匯總

2.2 遠(yuǎn)程瀏覽

在本次所研究的智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程瀏覽主要是借助于遠(yuǎn)程通信服務(wù)以及CTM/G的基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)的在線瀏覽。

2.2.1 遠(yuǎn)程瀏覽的傳輸過程

在該系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，遠(yuǎn)程瀏覽是由系統(tǒng)管理中心的人機(jī)界面所發(fā)起的，然后借助于遠(yuǎn)程服務(wù)將遠(yuǎn)程瀏覽請求發(fā)送給遠(yuǎn)端系統(tǒng)，遠(yuǎn)端系統(tǒng)接收到相應(yīng)請求后，會(huì)借助于服務(wù)總線來傳輸CTM/G格式的圖形文件。在接收到來自遠(yuǎn)端系統(tǒng)的圖形文件后，管理中心人機(jī)界面可以將接收到的圖形文件打開，并獲取與該圖形文件相對應(yīng)的設(shè)備ID，然后借助于獲取到的設(shè)備ID來給遠(yuǎn)端系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷新的請求，這樣就可以將相應(yīng)的遠(yuǎn)端調(diào)度控制以圖形的形式顯示在管理中心的人機(jī)界面上[2]。

2.2.2 遠(yuǎn)程瀏覽性能設(shè)計(jì)

（1）全量壓縮傳輸性能。為解決畫面文件過大而影響傳輸速度的問題，該系統(tǒng)進(jìn)行了全量壓縮傳輸性能的設(shè)計(jì)，在利用系統(tǒng)對各個(gè)地區(qū)進(jìn)行調(diào)度控制畫面文件（G文件）的請求過程中，各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)會(huì)以實(shí)際的G文件為依據(jù)，生成一個(gè)包含該文件及其應(yīng)用到的圖片、圖元等形式的壓縮文件，然后將這個(gè)壓縮文件快速傳輸?shù)较到y(tǒng)的管理中心，管理中心對壓縮文件進(jìn)行解壓之后即可放入指定的目錄中來實(shí)現(xiàn)人機(jī)使用。

（2）標(biāo)準(zhǔn)圖元庫的建立性能。在該系統(tǒng)的具體應(yīng)用過程中，因?yàn)閷D片及圖元文件有著較高的需求，所以針對這一情況，為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了標(biāo)準(zhǔn)圖元庫建立性能，通過這一性能，可以將各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)中的圖元庫類型都建立在系統(tǒng)的管理側(cè)，管理中心在瀏覽過程中不需要向各個(gè)調(diào)度控制系統(tǒng)進(jìn)行圖元請求，而是直接通過標(biāo)準(zhǔn)圖元進(jìn)行瀏覽。

（3）批量請求比較更新時(shí)間的性能。為有效解決逐個(gè)文件比較過程中交互次數(shù)多的問題，對該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了批量請求比較更新時(shí)間性能[3]。在第一次完成對各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)遠(yuǎn)程瀏覽文件和圖片、圖元等的請求之后，這些文件就會(huì)緩存在本地；在進(jìn)行第二次瀏覽的過程中，需要對管理中心和各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)中的文件更新時(shí)間進(jìn)行比較，這就需要將各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程瀏覽文件涉及到的圖片和圖元文件更新的時(shí)間全部一次性傳遞到每一個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)，然后通過這些子系統(tǒng)來判斷是否與實(shí)際更新時(shí)間一致，如果不一致，就需要將所有變化的圖元傳輸給管理中心[4]。

（4）管理中心對各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)G文件的緩存性能。在完成了對各個(gè)調(diào)度控制子系統(tǒng)中的G文件和圖片、圖元等文件的請求之后，系統(tǒng)會(huì)將這些文件緩存到管理中心的文件服務(wù)器上，當(dāng)再一次對這些調(diào)度控制子系統(tǒng)進(jìn)行訪問時(shí)，就可以在文件服務(wù)器上直接發(fā)出請求，以顯著提升了遠(yuǎn)程瀏覽的便利性[5]。

2.3 告警直傳

2.3.1 工作流程

在該系統(tǒng)的告警圖形網(wǎng)關(guān)上，主要應(yīng)用的是DL476協(xié)議形式的字符串?dāng)?shù)據(jù)塊。通過這種數(shù)據(jù)塊，可以分別對各個(gè)前置網(wǎng)關(guān)機(jī)傳遞告警信息。在各個(gè)級(jí)別的調(diào)度控制子系統(tǒng)將應(yīng)用啟動(dòng)的確認(rèn)信息發(fā)出后，就會(huì)將相應(yīng)的告警格式定義發(fā)送給管理中心的前置網(wǎng)關(guān)機(jī)。前置網(wǎng)關(guān)機(jī)會(huì)對定義進(jìn)行解析，然后根據(jù)定義來進(jìn)行各個(gè)級(jí)別調(diào)度子系統(tǒng)告警信息的全面解析。而每一個(gè)級(jí)別的調(diào)度子系統(tǒng)告警信息都是通過ASCII碼塊報(bào)文的形式發(fā)送的。

2.3.2 告警格式的定義

在該系統(tǒng)中，通信雙方所支持的都是通用形式的告警格式。具體應(yīng)用中，初始化階段就可完成通用告警格式定義的識(shí)別和解析，然后按照這個(gè)定義來進(jìn)行相應(yīng)告警信息的接收或發(fā)送。

2.4 故障診斷

2.4.1 故障診斷內(nèi)容設(shè)計(jì)

在本次所研究的智能電網(wǎng)電力調(diào)度控制系統(tǒng)中，故障診斷內(nèi)容主要有故障檢測、類型判斷、定位及恢復(fù)等。故障檢測就是借助于D5000系統(tǒng)對接收到的各個(gè)地區(qū)的電網(wǎng)運(yùn)行情況數(shù)據(jù)信息的周期性分析和檢測，以此來判斷電力系統(tǒng)是否存在故障。故障類型判斷就是在進(jìn)行故障檢測之后，借助于故障原因的分析來實(shí)現(xiàn)故障類型判斷。故障定位就是以上述兩項(xiàng)內(nèi)容為基礎(chǔ)，對故障種類進(jìn)行細(xì)化，然后對故障的具體位置和原因作出科學(xué)判斷，為后續(xù)的電力系統(tǒng)故障修復(fù)做好充足準(zhǔn)備。在整個(gè)系統(tǒng)的故障診斷中，故障修復(fù)是最后一步也是最重要的一步。在進(jìn)行故障修復(fù)的過程中，系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)故障原因采取針對性的措施加以修復(fù)，以此來保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2.4.2 故障的診斷查詢功能

在通過該系統(tǒng)進(jìn)行電力系統(tǒng)故障診斷的過程中，首先需要借助于一體化的查詢工具來進(jìn)行各個(gè)位置的智能化故障檢測，并及時(shí)對發(fā)現(xiàn)的故障進(jìn)行定位，以進(jìn)一步明確故障及其具體位置。其次，借助于故障查詢功能，可以對故障的解決方法進(jìn)行檢索，為運(yùn)維人員的故障修復(fù)提供科學(xué)合理的方案。因此，在該系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，故障類型的判斷以及故障位置的確定是最重要的兩個(gè)內(nèi)容，而借助于故障診斷查詢功能，則可以實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)故障類型和位置的科學(xué)準(zhǔn)確判斷。

3 結(jié) 論

在當(dāng)今電力行業(yè)的不斷發(fā)展中，智能化已經(jīng)成為其研究重點(diǎn)。將智能化電力調(diào)度控制系統(tǒng)應(yīng)用到電力系統(tǒng)的調(diào)度與控制中，將會(huì)實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集，并對重要的監(jiān)測點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽，同時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)告警信息的及時(shí)上傳和故障的及時(shí)診斷與定位。因此，將該系統(tǒng)合理應(yīng)用到電力調(diào)度控制中，可全面提升電力系統(tǒng)的調(diào)度與控制質(zhì)量。