一體化電力配網移動網絡輔助發令指揮系統

歐鈺瞧 張 敏 周勝超 康林春 張亮芬

（云南電網有限責任公司昆明供電局）

0 引言

由于用電負荷的持續增加，配電網絡的維護與調試方法日益增多，調度任務日益繁重，因而對配電網絡的維護與調試提出了更高的要求。在網絡調度中，傳統的調度方式已無法適應網絡調度的需要。尤其是在受到電話干擾的時候，很容易導致指揮員手足無措，在突發事件中會不分輕重緩急，忘記重要事務優先處理，會對事故處理的及時性產生很大的影響。對電力系統指揮與運行的準確性與安全性進行檢測，在很大程度上依賴于指揮員的專業技能，而在電力系統中，由于電力系統負載的急劇增長，使得指揮員的工作壓力越來越大，不能確保其正確的操作，很可能會出現指揮錯誤。隨著人工錄入、審核、統計等需要的數據越來越多，會導致工作效率低下，易于發生錯誤和漏報。為此，本文擬研究一種基于移動通信技術的綜合電力配網輔助命令控制系統，通過特定的命令數據網，完成對電源命令的流程運算，將電源命令從“電話指令”轉換為“網絡消息命令”，從而大大提升控制系統的工作效率，減少電源命令的錯率，并可精確、快速地向用戶發送安全命令。

1 研究背景

隨著移動互聯技術的發展，電網運營水平的提高，客戶需求的增加，以及電網的快速發展，使得電網的配網結構更加復雜和龐大。同時隨著電力系統的發展，電力系統的大修與模式的調整越來越多，電力系統的運行與調節也越來越多。電網的經濟性和對新能源的消納能力不斷提升，電網調度抵御嚴重的自然災害和大規模的網絡攻擊的能力也得到了極大的提升。所以，對配電系統中的調度系統進行終端設計就尤為緊迫了。

但是在實際運行中，因為一些管理上的缺陷和技術上的缺陷，導致了一些運行事故，造成了很大的經濟損失，也造成了很大的社會影響。在傳統的電力系統PC端網絡發令方式中，存在著命令時間長、效率低、命令票傳輸不及時等問題，這些問題對智能配電網的發展產生了顯著的制約作用。因此，對傳統發令模式的缺陷進行了剖析，從而明確了網絡發令系統在電網調度運行操作、安全管理方面應該具備的功能設計。根據電網運行控制的現實需要，并根據計算機、通訊等技術的發展趨勢，給出了解決這一問題的基本思想和主要對策，并在已有的配電網調度集約化網絡的基礎上，以可靠的計算技術為核心，構建了一個可靠的計算環境，并將其應用到了配電網調度網絡中，采用了一種新的指揮方法來代替PC的網絡命令模式，提高了調度命令和現場執行效率，使得調度命令與現場執行能夠在手指間完成［1］。

2 指揮系統硬件結構設計

通過對維修命令的執行與管理、操作票的填寫、網絡接收以及操作記錄的自動化，使維修命令的操作過程標準化。在命令的執行過程中，使用網絡指令系統來對命令進行傳遞，在命令執行完畢之后，將操作票由平臺發送到變電站或發電廠，再向變電站或發電廠發出指示，在指揮員對廠站所提的問題進行了確認之后，指示廠站需要對其再次進行確認，在完成了確認工作之后，就可以開始進行實際的操作。調度員將自己的工作內容反復確認，電廠工作站對調度員的話進行了驗證，然后調度員就可以接受指令了，最終完成了一個完整流程。每一步都有聲音提示，次序也更加精確。綜合電力配網移動網輔助指令控制系統將工作內容向使用者發送，當工作與指令不符時，會彈出一個提示，此時無法繼續執行工作流程；保證工作的正確性。該輔助發令指揮平臺具有智能化的運行操作和信息顯示的能力，它可以與調度數據網絡、安全生產信息管理系統進行結合，利用故障處理的運行操作，使得配網移動網絡的輔助發令指揮平臺具有自動化、信息化和智能化的特點。指揮系統硬件結構如圖所示。

圖 指揮系統硬件結構

2.1 上下級交互模塊

根據上述分區布局，在硬體架構上，達到了業務縱向到底、橫向到邊、系統集成的經營管理方式。在橫向層面上，企業與企業之間進行了較深層次的整合，以適應企業之間的整合。在此基礎上，本文提出了一種基于分布式調度的方法，并將其應用于現場調度。在此模型下，與各中介渠道之間搭建信息傳遞通路，以“主動推”、 “服務詢問”等形式實現信息交互。內部布局以分散模式進行，將業務與工作流以總線形式與中心控制相結合，方便了上下兩層的互動。

2.2 數據庫服務器

在此基礎上，設計了一臺高性能的PC服務器，以及兩臺并發的數據庫服務器，以保障系統的運行效率和安全。該系統提供了兩種不同的組態模式，CPU和存儲的比率為1：8，并且按照用戶的需求，對各個區域進行適當的劃分，并設定對應的區域。

2.3 應用服務器

應用服務器充分利用刀片服務器的高集成度優勢，這樣既節省了儲存空間，又便于線路連接，而且還具有一定的擴展性。為了防止葉心出現故障，使得每個葉心都處在一個相對較差的狀態，本文提出了采用雙刃中心的設計方案，實現對多個葉心的冗余化配置和跨域操作，并構建8個或更多的應用服務器。

2.4 發令提示裝置

由于聲音指示的內容是一樣的，所以在多名指揮員執行不同的動作時，就會出現無法知曉各自操作指令的狀態。在運行過程中，每位指揮員都必須列出一份任務列表，并對運行進度進行詳細的說明，這不但會極大地制約著指揮員的工作效率，還會直接關系到電網的運行質量，進而關系到電網的安全、運行質量和經濟效益。為了保證調度智能化運行的有效性與安全性，亟需開發出一種能夠對調度指令進行“準確提醒”的裝備與電腦軟件，以便對調度指令進行精確、實時的把握，準確、快速地掌握每個單據的運行情況，提高了調度指示的工作效率和管理水平。針對現有方法的不足，設計一種電腦控制的訊息顯示回路，能給特定的電腦使用者一種直觀且即時的訊息回饋方式。該系統由USB轉串口模塊，控制芯片，繼電器，光源等組成，計算機軟件與顯示設備的通訊和控制是由USB接口實現的。當控制芯片完成命令后，就會啟動繼電器，并與電力線路及USB界面相連，就會啟動照明模塊，并提示指示工作。

3 系統功能設計

3.1 提示裝置功能設計

將顯示電路與計算機的USB端口相連后，即可從計算機中獲得輸出電壓，無需外部電源即可為整個系統提供電力。當某一種程序在電腦上執行后，便能判斷出使用者的訊息回饋狀況，以便能有針對性地分別與電腦聯接。

3.2 電力配網移動網絡輔助平衡化分散指揮

在充分考慮分布式指揮的前提下，需要建立一個單一地區的不確定分布式指揮模式，并就此模型所帶來的種種不確定性作了初步的探討。在此基礎上，提出了一種新的控制策略，以減少電網運行過程中的狀態預報偏差，確保全電網的控制策略。

3.3 指揮流程設計

在此基礎上，提出了一種基于控制流的控制策略，通過控制流來預測控制結果，并將控制流和控制流連接到控制平臺上，以達到控制流的目的。同時，也能確保命令的完成，縮短了命令所耗費的時間［2］。

4 仿真實驗

基于LoadRunner測試工具，進行了一次壓力測試，模擬了一定數目的虛擬用戶，采用了高并發有目標的測試運行方式，構建了系統的負荷。加載Runner主要應用于對系統的負荷進行檢測，同時也應用于對績效的監測，監測的數據和報表能夠及時、精確地發現問題所在。在并行情形下，主要測試任務的并行間隔為50～100s，主要測試任務的并行間隔為50～100s。實驗證明，在50～100s的并發性條件下，本系統可以很好地完成用戶登錄、數據下載、信息查詢等操作，完全符合用戶的要求。對于指導命令的準確率，以用戶平均斷電時間和用戶平均斷電次數為指標，經過自我調整，獲得符合實際情況的指揮效果，從而證明了該系統的可靠性。

5 結束語

網絡指令和信息化通過網絡來發布系統指示操作，避免了各種人工電話指令模式的缺點，有效提高了電網指令的運營水平和運行效率，充分滿足了智能電網建設發展對實時指令和大電網的需求。新的統一的布網輔助指示體系的實現，將大大提高控制級別命令的執行和指揮員對網絡命令的執行效率，并能增強控制運行的安全性，保證運行的可靠性。