基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统设计与实现

宁夏吴忠供电局 张 霞 段 炜

基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统设计与实现

宁夏吴忠供电局 张 霞 段 炜

随着电力系统运行管理的系统化、智能化、自动化和网络化，对电网的实行实时调度与运行管理是电力系统发展的必然趋势。本文首先探讨了LabVIEW的特点，然后具体分析了基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的功能要求与设计思想，论述了基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的设计实现流程与主要措施。

LabVIEW；调度；运行管理

电网调度与运行管理信息系统是指电网调度管理和运行管理的计算机信息系统，它是为电网运行管理服务的特殊的信息系统，是电力系统中一个功能比较专一的系统，同时也是一个不可或缺的现代化手段[1]。由于科学技术的发展，我国电网调度自动化工作取得了突飞猛进的发展，目前我国所有的网调、省调、绝大部分地调和大部分县调已经建立了电网调度系统并且通过了实用化验收[2]。在各级的电网建立和发展电网调度系统期间，其他计算机应用系统也大量涌现。同时，我国在电网调度系统领域的应用技术也日趋成熟，已经达到了实用化水平[3]。本文为此具体探讨了基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统设计与实现。

1.LabVIEW的特点

LabVIEW采用图形化编程语言-G语言产生的程序是框图的形式，易学易用。传统文本编程语言根据语句和指令的先后顺序决定程序执行顺序，而LabVIEW则采用数据流编程方式，程序框图中节点之间的数据流向决定了VI及函数的执行顺序。VI指虚拟仪器，是LabVIEW的程序模块。LabVIEW广泛应用于包括第二产业之中，含盖了产品生产过程中从研发测试生产到后期服务的整个周期，LabVIEW的应用大致可分为以下几个方面[4]。当前LabVIEW最新升级版的LabVIEWRT实时模块软件将LabVIEW的应用范围扩展到了实时测量和控制领域，利用该工具模块工程师可先在主机上利用LabVIEW开发出应用程序，然后再将其下载到运行着实时操作系统的独立目标硬件中，运行工程师根据他们的应用要求来选择实时运载硬件，只需对软件程序稍加修改，就可将其轻松地集成到附加I/O接口中。同时所有LabVIEWRT目标平台都包含一个实时操作系统，它是按抢先式和时间片循环式对执行任务进行排序，优化了确定性性能。使用抢先式排列，高优先级线程抢先于低优先级线程执行，在低优先级线程执行时，如果高优先级线程需要处理器时间，则低优先级线程将立刻停止运行，以保证高优先级线程运行，当同等优先级被执行时，时间片循环排序为每个线程分配了同等的处理器时间，在一个线程用完可用的时间片，OS系统自动地停止处理。

2.基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的功能要求与设计思想

2.1 基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的功能要求

基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统包括了远动数据处理部分与调度树诊断模块两部分。处理过程如下：读取调度中心实时数据库，获得运行过程需要的原始信息列表。该信息列表元素经简单的数值运算和布尔运算得到基本计算点列表。检查每个基本计算点的结果，包括数值型结果的上限，下限，是否跃变；布尔型结果是否为真等。将满足运行条件的项列入基本运行点列表。基本运行点列表经调度树诊断得到调度输出。为此要求系统具备以下功能：提供数据维护功能。包括数据文件的读取，诊断结果的保存，历史记录的查询等。提供计算点配置信息和诊断调度树配置信息的维护接口。提供直观，完备，易操作的用户操作界面。提供可以在各种简单和复杂事故情况下进行调度的快速、准确识别定位的后台计算方法，包括计算点公式的解析，调度点定位等功能。

2.2 基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的设计思想-三层式LabVIEW设计

基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的三层式LabVIEW设计由上而下依次为：Main Level、Test Level和Driver Level。Driver Level包含了程序与所有硬件或其它应用软件的沟通、控制等较低阶的事情，使其可完成某一项基本的动作，例如参数预设定等。所说的driver，并不像一般在别处所称驱动程序的那种driver那么低阶，真正最低阶的工作还是要有现成的VI来帮忙才行。在Test Level中，则是如何连接各个Driver VI的基本动作，使可做完出一套连续、有意义的流程，来执行某项测试。Main Level则包含了使用者接口或称人机接口，目的是整合各项测试和例外处理等，将它们以适当的顺序及流程组合，很容易地让使用者操作。

3.基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统的设计实现

基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统由数据采集模块、数据分析模块、调度模块和运行监控模块四个主模块组成。为了实现对供电系统中调度线路的监控，现场监测计算机首先要通过数据采集模块对所调度线路的信号进行采集，并能够利用数据分析模块进行分析，如对电压电流稳态/瞬态参数进行分析，并能够实现对电网进行谐波分析、畸变分析和功率因数分析等，然后将根据分析结果自动判断是否存在运行故障，若有运行故障，通过运行监控模块将故障信息上传给管理计算机，同时保存相数据；若没有故障，则放弃保存该部分数据。为了监测方便，该软件也可以先记录数据，然后进行特性参数分析，或直接进人单个模块直接分析参数。调度模块同步实时采集多个通道的波形，并能通过网络把现场监测结果发送给管理计算机，以供用户在远程终端监测。数据采集模块、数据分析模块和本地波形监控模块都包含数据存储、回放和生成报表及打印等功能。

总之，当前我国电网正处在“西电东送、南北互供、全国联网”和电力市场化的特殊历史时期，随着电网规模的逐渐扩大，调度与运行问题越来越突出。本文提出的基于LabVIEW的电网调度与运行管理信息系统不但能够完成供电系统的合理调度，而且能够实现用户在远程终端对现场进行监测和控制。通过实验发现，该系统具有运行稳定、测量精度高、实时性好、操作简单、便于维护等特点，系统能够满足调度与运行的要求。

[1]文福拴,钱源平,韩祯祥等.利用保护和断路器信息的电力系统故障诊断与小可观测的保护的状态识别的模型与Tabu搜索方法[J].电工技术学报,2008,5(8):14-16．

[2]汪敏生.LabVIEW基础教程第[M].北京:电子工业出版社,2010,10:24-26.

[3]刘豹.现代控制理论[M].北京:机械工业出版社,2010:33-34．

[4]韩祯祥,钱源平,文福拴.基于模糊外展推理和Tabu搜索方法的电力系统故障诊断[J].清华大学学报(自然科学版),2008,3(15):85-87.

张霞（1983—），女，宁夏固原人，大学本科，现供职于宁夏吴忠供电局电网调度控制中心调控班，研究方向：电力系统自动化及电力调度。

段炜（1986—），女，宁夏吴忠人，大学本科，现供职于宁夏吴忠供电局电网调度控制中心调控班，研究方向：电力系统自动化及电力调度。