基于圖形化平臺的電網(wǎng)調(diào)度日志系統(tǒng)研究與設(shè)計

傘晨峻，張帆

（1. 云南電力調(diào)度控制中心，昆明 650000；2. 昆明電力交易中心，昆明 650000）

0 前言

調(diào)度日志是電網(wǎng)調(diào)度機構(gòu)的重要應(yīng)用軟件[1-3]，是電網(wǎng)運行管理系統(tǒng)（Operation Management System，Oms）的重要組成部分。調(diào)度日志作為調(diào)度工作者的基礎(chǔ)系統(tǒng)，不但是電力調(diào)度員記錄、閱讀、展示電網(wǎng)運行信息的工具，更逐漸成為匯集眾多調(diào)度工作系統(tǒng)信息的運行管理工作平臺[4]。

調(diào)度日志系統(tǒng)的設(shè)計，將直接影響信息的錄入、存儲和展示，其科學性對電網(wǎng)調(diào)度工作有著至關(guān)重要的影響。實踐中出現(xiàn)的以設(shè)備為主線及以事件為主線的調(diào)度日志，致力于提升調(diào)度日志功能，但均存在固有缺點[5]，仍需進一步探尋新的日志設(shè)計。

本文探討的圖形化電網(wǎng)調(diào)度日志系統(tǒng)針對調(diào)度日志設(shè)計問題展開討論，旨在綜合各類調(diào)度日志優(yōu)點，有效提升調(diào)度日志的界面友好化、功能智能化、信息結(jié)構(gòu)化水平，進一步提升日志系統(tǒng)對調(diào)度工作的支撐。

1 傳統(tǒng)電網(wǎng)調(diào)度日志存在問題

1.1 傳統(tǒng)日志信息組織方面問題

1）信息的組織主線導(dǎo)致的固有缺點。調(diào)度日志系統(tǒng)設(shè)計的核心即在于信息的組織，根據(jù)信息的組織主線，調(diào)度日志可分為兩類，即面向事件類和面向設(shè)備類。面向事件類調(diào)度日志[6-9]，更有利于人類的過程理解和信息錄入，但不利于設(shè)備信息整理。面向設(shè)備類調(diào)度日志[10]，方便電網(wǎng)對設(shè)備情況進行追溯，信息的結(jié)構(gòu)化程度高，但錄入流程復(fù)雜，且設(shè)備信息相互分散、不利于用戶整體、全面認識電網(wǎng)，其次對于涉及多元件的復(fù)雜事件信息錄入存在重復(fù)、冗余問題。

2）調(diào)度信息結(jié)構(gòu)化程度低。由于缺乏規(guī)范的表單，不同調(diào)度員根據(jù)自身習慣錄入信息，錄入信息未能結(jié)構(gòu)化，將對信息的分解、收集、統(tǒng)計、查詢、解讀造成障礙。

1.2 傳統(tǒng)日志人機界面方面問題

日志系統(tǒng)界面不夠友好[10-13]。傳統(tǒng)的面向事件日志系統(tǒng)或面向設(shè)備日志系統(tǒng)，人機界面均較為抽象，事件型日志類似于“記事本”，雖然界面簡單、錄入相對容易，但不利于輸出時的統(tǒng)計、分析、展示；設(shè)備類日志類似于“數(shù)據(jù)庫”，錄入信息需在復(fù)雜抽象的層級模塊中搜尋，嚴重影響調(diào)度員效率。

1.3 傳統(tǒng)日志信息架構(gòu)方面問題

首先，調(diào)度日志系統(tǒng)模塊與其他調(diào)度工作系統(tǒng)模塊相互獨立[13-16]。由于Oms系統(tǒng)中的日志系統(tǒng)模塊與其他模塊一體化程度較低，信息未能有效鏈接。由于各模塊不能有效共享信息，將導(dǎo)致調(diào)度員在日志中人工重復(fù)錄入其他其他模塊已有信息，另一方面，用戶在閱讀電網(wǎng)狀態(tài)時也需在不同信息模塊中搜集信息。其次，日志系統(tǒng)相對封閉，不能根據(jù)實際使用進行自定義新數(shù)據(jù)信息類的增補。

2 圖形化日志平臺設(shè)計

2.1 設(shè)計目標

針對傳統(tǒng)日志問題，圖形化日志系統(tǒng)設(shè)計主要有以下考慮：

1）圖形化界面平臺設(shè)計。與電網(wǎng)拓撲圖結(jié)合的圖形化人機交互界面，將方便調(diào)度員將電網(wǎng)的管理過程、設(shè)備狀態(tài)變化及事件信息快速錄入系統(tǒng)，并以直觀、精準的方式為調(diào)度業(yè)務(wù)人員提供全方面電網(wǎng)運行信息，包含設(shè)備狀態(tài)、事件過程、設(shè)備參數(shù)、單位組織及其他拓展信息。

2）以電網(wǎng)設(shè)備為主線，同時兼顧事件流程，有效綜合事件型、元件型調(diào)度日志優(yōu)點。

3）能夠深度鏈接、整合其他平臺信息，如檢修申請系統(tǒng)、操作票系統(tǒng)、電網(wǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)中心、發(fā)電相關(guān)系統(tǒng)等，方便用戶進行信息查詢。

4）具有一定開放性。當電網(wǎng)拓撲、設(shè)備情況發(fā)生變化，用戶可根據(jù)臺賬更新電網(wǎng)拓撲；同時在日志的設(shè)備信息庫中自由定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)增加設(shè)備、組織信息。

2.2 系統(tǒng)框架

2.2.1 總體架構(gòu)

充分考慮以上設(shè)計目標，圖形化調(diào)度日志系統(tǒng)在設(shè)計時即關(guān)聯(lián)和多個Oms系統(tǒng)內(nèi)不同平臺，如數(shù)據(jù)中心設(shè)備庫、檢修申請系統(tǒng)、受令資格系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫、調(diào)度指揮平臺（包含覆冰、山火、帶電作業(yè)、調(diào)度/廠站信息交互模塊）、調(diào)度日報報表、水情系統(tǒng)，并將信息錄入Oms系統(tǒng)，圖形化日志調(diào)度信息總體架構(gòu)如圖1 所示。數(shù)據(jù)橫向關(guān)聯(lián)增強了日志平臺的數(shù)據(jù)集中水平，同時提升了日志智能化水平。

圖1 圖形化調(diào)度日志系統(tǒng)的總體架構(gòu)

2.2.2 信息組織架構(gòu)

圖2 設(shè)備與事件的數(shù)據(jù)關(guān)系

電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)改變及事件記錄是電網(wǎng)日志的核心主線，這些信息反映了電網(wǎng)整體運行狀況，調(diào)度工作者根據(jù)以上主線進行信息錄入和讀取。調(diào)度信息管理中，設(shè)備與事件的數(shù)據(jù)關(guān)系如圖2所示，兩類信息并非一一對應(yīng)，如只考慮單一面向設(shè)備方式或單一面向事件方式組織信息均存在信息查詢困難。面向設(shè)備型日志優(yōu)點在于設(shè)備信息的全面把握以及信息結(jié)構(gòu)化程度較高，故以設(shè)備管理為主線將有利于信息的結(jié)構(gòu)化管理；面向事件型日志優(yōu)點在于信息完整同時接近人類習慣，故需兼顧采用其輸入輸出方式。針對多設(shè)備事件問題，本文提出的通過關(guān)聯(lián)標簽以關(guān)聯(lián)事件和設(shè)備。

本文提出的直觀的圖形化以電網(wǎng)設(shè)備為主線，同時兼顧事件流程，有效綜合事件型、元件型調(diào)度日志優(yōu)點。通過圖形化界面解決面向設(shè)備型日志信息錄入繁瑣問題，通過多設(shè)備事件記錄及關(guān)聯(lián)標簽功能，解決涉及多個設(shè)計的事件錄入困難問題，從而兼顧和吸取面向事件型日志優(yōu)點。

3 圖形化日志功能

基于圖形化平臺的調(diào)度日志系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖如圖3所示，根據(jù)信息的流入流出將圖形化日志功能分為信息輸入及儲存、人機界面、信息查詢及展示三類。

圖3 圖形化日志系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

3.1 圖形和日志界面

用戶可直接在圖形化操作界面上進行信息錄入、查詢、統(tǒng)計展示活動，該界面存在三種模式。第一、二種為普通模式和詳細模式，在兩種模式下用戶均可進行信息關(guān)聯(lián)、錄入、輸入及查詢、顯示、輸出。普通模式下只顯示網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、設(shè)備狀態(tài)、山火覆冰、帶電作業(yè)信息，而詳細模式比普通模式顯示更多信息。詳細模式擁有更多顯示圖層，可顯示設(shè)備狀態(tài)外其他信息如水電廠水情、火電廠煤情，詳細模式還可自定義顯示數(shù)據(jù)類型。第三種模式為編輯模式，即管理員模式，在電網(wǎng)拓撲發(fā)生變化情況下可進入該模式進行網(wǎng)架結(jié)構(gòu)調(diào)整。

3.2 信息輸入模塊功能

如日志設(shè)計目標所述，圖形化日志以電網(wǎng)設(shè)備為主線，同時兼顧事件流程。故信息分為面向設(shè)備和面向事件兩條主線。常規(guī)情況涉及單一原件的簡單事件，信息均以設(shè)備主線進行記錄。對于涉及多元件復(fù)雜事件，則通過事件主線進行記錄，并通過關(guān)聯(lián)標簽關(guān)聯(lián)至設(shè)備從而實現(xiàn)兩條主線信息同步。

整個圖形化界面即為設(shè)備信息模塊界面，設(shè)備主線信息模塊分為運行類和基礎(chǔ)類。設(shè)備運行信息類模塊通過鼠標左鍵雙擊線路或廠站進入設(shè)備信息編輯界面進行信息錄入或修改，可變更設(shè)備狀態(tài)、錄入設(shè)備缺陷異常信息、檢修記錄以及關(guān)聯(lián)事件等。設(shè)備基礎(chǔ)信息類模塊通過鼠標右鍵單擊設(shè)備、左鍵選擇后進入相應(yīng)線路或廠站的基礎(chǔ)信息模塊，以線路基礎(chǔ)信息界面為例，包含線路長度、塔段數(shù)目、維護單位、線路兩側(cè)接地開關(guān)編號、熱穩(wěn)電流、同塔情況、線路高抗信息、保護配置等，廠站基礎(chǔ)信息界面還包含廠站地理經(jīng)緯度、地址、值班類型、母線接線方式、主變信息、機組信息、單位信息等，設(shè)備基礎(chǔ)信息模塊信息可關(guān)聯(lián)至數(shù)據(jù)設(shè)備庫、受令資格系統(tǒng)等，亦可進行人工編輯。

事件類模塊包含分兩類，運行類和基礎(chǔ)類。事件記錄模塊、發(fā)電業(yè)務(wù)記錄模塊主要針對運行信息，危險點備模塊、運行規(guī)定模塊主要針對基礎(chǔ)信息。事件記錄模塊可根據(jù)事件類型、緊急程度、重要程度進行分類錄入，錄入事件類型包括檢修管理、故障缺陷異常記錄、帶電作業(yè)、設(shè)備投運退運等。發(fā)電業(yè)務(wù)記錄模塊用于記錄每日發(fā)電業(yè)務(wù)相關(guān)調(diào)整情況、新能源管理等。危險點備忘錄模塊用于匯總記錄電網(wǎng)運行中的特殊點、注意事項等。運行規(guī)定用于匯總調(diào)度業(yè)務(wù)相關(guān)管理規(guī)程規(guī)定等。

3.3 信息查詢及輸出功能

信息查詢功能分為運行信息查詢和基礎(chǔ)信息查詢?；A(chǔ)信息方面，通過點擊設(shè)備進行查看；運行信息方面，用戶可以通過設(shè)置不同條件如時間、事件類型（缺陷、跳閘、帶電作業(yè)）、元件類型（線路、變電站設(shè)備、二次設(shè)備）等條件對運行信息歸類查詢，既可查詢一段時間電網(wǎng)整體運行變化情況、事件過程，亦對針對某設(shè)備查詢其運行情況。

信息展示功能，根據(jù)用戶常用閱習慣條件篩選條件輸出日志， 展示24/48小時電網(wǎng)運行情況，如變電站及電廠檢修設(shè)備、檢修線路、故障異常情況、發(fā)供電情況等，幫助用戶迅速了解電網(wǎng)運行狀態(tài)。

3.4 其他功能

操作票系統(tǒng)聯(lián)動功能、檢修申請系統(tǒng)聯(lián)動功能、調(diào)度指揮系統(tǒng)聯(lián)動功能、設(shè)備基礎(chǔ)信息項目拓展功能、信息導(dǎo)出功能。

4 結(jié)束語

實際運行表明，圖形化調(diào)度日志系統(tǒng)不但提高了調(diào)度員日常錄入信息的效率，且有利于調(diào)度員快速及清晰掌握電網(wǎng)任意時段、任意元件、任意事件相關(guān)信息。同時，圖形化日志關(guān)聯(lián)了檢修申請、帶電作業(yè)、山火覆冰等調(diào)度工作系統(tǒng)信息，解決了實時運行中調(diào)度員需在多個信息系統(tǒng)中收集、查詢信息的費力耗時問題，實現(xiàn)了電網(wǎng)信息的綜合匯集展示，方便調(diào)度工作者了解電網(wǎng)歷史及實時運行中的多方面信息，有助于其故障情況下的決策。

基于圖形化平臺的調(diào)度日志系統(tǒng)，通過圖形化人機界面實現(xiàn)信息交互，采用元件結(jié)合事件為核心的數(shù)據(jù)組織方式，實現(xiàn)了人類用戶事件型思維與機器數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)化信息的統(tǒng)一，為下一步調(diào)度日志平臺成為電網(wǎng)綜合管理業(yè)務(wù)平臺提供解決方案，為未來建設(shè)深度一體化、智能化的調(diào)度綜合信息管理平臺的奠定基礎(chǔ)。