无线通信技术在电网安全调度中的应用

居强

（国家电网有限公司客户服务中心信息运维中心 江苏省南京市 211161）

当前电网调度的自动化水平不断提升，越来越多的电力企业的变电站运行开始依赖于电网自动化设备，逐渐转变成为无人值守的变电站运行模式。在电网日常运行的过程中，变电站的综合自动化设备、信息传输信道、主站电力设备等形成了一个完整的闭环网络拓扑结构。当其中某一环节出现问题时，变电站将会处于失去管理和控制的危险状态，使电网无法稳定运行[1]。无线通信技术是一种通过电磁波信号传输，并且能够在自由空间当中进行传播，是一种全新的信息交换模式。当前无线通信技术在航天领域、交通运输领域等方面应用十分广泛，但在电网运行中的应用及研究相对较少。基于此，本文开展无线通信技术在电网安全调度中的应用研究。

1 基于无线通信技术的电网安全调度方法

1.1 电网安全调度任务读取

在进行电网安全调度前，首先应当根据电力企业日常运行标准，及相关信息实行对电网安全调度任务的读取，以此为后期电网安全调度工作提供信息的不同调度集成状态，其具体读取步骤可分为三步，下面对三步分别进行设计：

步骤一：选取电力企业日常生产和运行过程中的无线传感网络节点作为电网安全调度的原始数据，同时对信息的数据进行条件转化，选择符合要求的电网数据调度节点[2]。定义调度任务的执行指令在此时处于优先调度状态，根据当前电网的运行现状，选择相应的电网安全调度优先执行条件。此时，在电网中部分调度节点可通过如下公式对其进行定位：

公式（1）中：f(n)表示为电网调度定位节点；n 表示为电网调度过程中滤波转换的次数；i 表示为在不同调度状态下，执行电网调度任务的电网调度传输路径；K 表示为电网调度节点的序列分布平方和。

步骤二：根据上述对电网安全调度节点的定位，下述将持续对定位调度节点进行读取。在读取中应先根据电网调度的准备状态，当电网处于就绪状态时，集成调度工作属于不可执行状态，发生执行等待的主要原因是I/O 转换尚未完成。此时需要持续等待调度数据集成状态，等时间到达间隔段，或等待调度数据的控制发生中断，便可持续对得到的电网调度数据待执行的任务进行读取。

图1：电网安全调度完成周期示意图

步骤三：完成对电网安全调度的读取后，利用最大似然估计原理，对调度数据节点进行筛选。在筛选中，以不同区间段的节点共线度作为筛选依据，当节点所处的共线度为π 时，表示电网调度任务节点在电网中处于水平面上，此时应去除不在同一水平面上的其信息阶段。当节点所处的共线度为π/4 时，需要通过设定调度节点筛选阈值，计算下级调度节点的最小误差，其计算公式如（2）所示：

公式（2）中：Ei表示为电网安全调度节点最小误差；K 表示为在相同水平面上的信息节点；δ 表示为电网安全调度节点的序列分布平方和； 表示为电网调度节点发生误差计算的次数。根据上述计算公式（2），当电网调度过程中，未知节点接收到多个定位节点的路由信息时，可保留此部分数据，当共线度的余弦绝对值在0～D 之间时，根据电网调度节点阈值，对其进行选择性删除。综上所述，根据电网运行过程中的不同状态，整合电网中不同节点的共线度，完成对电力安全调度工作前的读取操作。

1.2 电网安全调度时间周期规划

当前，电力系统中，电网调度通常会处于四个不同的状态，分别为等待状态、就绪状态、执行状态和持续等待状态[3]。根据电网调度的日常规律，建立如图1所示的电网安全调度完成周期示意图。

图1 中，A 表示为电网安全调度任务创建后的初始状态；B 表示为优先执行电网安全调度程序；C 表示为电网调度优先执行权限被剥夺；D 表示为事件发生中断；E 表示为等待电网调度时的I/O转换；F表示为电网调度命令产生；G表示为调度命令处于挂起状态；H 表示为电网调度尚未发生；I 表示为所有电网调度指令回到初始状态；J 表示为所有电网调度指令等待执行。根据电力系统在实际运行过程中，产生的不同状态，完成对电网安全调度的时间周期规划。

1.3 基于无线通信技术的电网安全调度流程

表1：两种调度方法电网调度数据集数量对比

在电网调度操作平台当中，分别执行对电网调度信息的管理、信息制定以及相应的套餐管理。利用无线通信技术，将上述执行操作过程中产生的数据信息进行传输，并存储在电网调度数据库当中。再根据信息的时效性传递特征，通过电力网关完成从电网调度数据库中对电网进行调度。由于通过上文可知，在调度过程中，会存在未知的调度节点，因此根据本文上述公式（1）得出在不同电网调度状态下的可信度最大的调度节点。假定调度定位节点的分布不均匀可能会造成电网调度传递存在差异。为此在完成上述操作后，计算调度数据无线通信信息的可信度。计算公式如下：

公式（3）中：R 表示为调度数据无线通信信息的可信度；A表示为已知调度节点的执行状态；D 表示为未知调度节点的执行状态；n 表示为电网调度行为发生次数；c 表示为电网调度的优先级；T 表示为调度完整周期；i 表示为调度节点信息量；j 表示为不同调度节点跳距。通过计算得出的Rcn+1值数值越低，则说明调度过程中越会造成调度的精准度降低。因此，将可信度Rcn+1作为参照数据，当电网调度节点数据满足可信度要求时，可按照上述提出的周期完成电网安全调度。当电网调度节点数据不满足可信度要求时，应当直接跳转到下一电网调度信息节点，以此完成对电网安全调度工作。当出现电网运行问题时，可在第一时间通过调取调度数据信息的形式获取数据，从而判断存在问题的调度操作。

2 实验论证分析

结合当前电力企业的实际运行情况，选择某地区电力企业作为实验研究环境，对其进行具体的对比实验过程规划。该电力企业配备550kV 变电站1 座，220kV 变点站2 座以110kV 变点站5 座，其运行时间均为1～2年。在电力企业正常运行的状态下，550kV 变电站、220kV 变电站和110kV 变电站均通过通信光缆和高压线路组成完整的整体。将电力企业中的电网作为实验对象，获取该企业最近一年的所有电网调度数据信息，并建立相关的电网安全调度集合，分别利用本文调度方法及传统调度方法对该电网进行调度，为保证实验结果的有效性，在实验过程中要求两种调度方法均满足电力企业的电网全覆盖。比较两种调度方法，完成各项调度任务的调度数量。将实验结果记录如表1所示。

根据表1 中的实验结果得出，本文提出的基于无线通信技术的电网安全调度方法得到的数据集调度数量，明显高于传统电网调度方法，因此在对电网调度过程中，其调度效率更高。通过对实验过程进行分析，得出，产生这一实验结果的主要原因，是由于在电网环境当中，存在网络带宽问题，同时电力系统需要承受更大的开销，并且会受到外界通信环境的影响十分严重。传统电网调度方法在实际应用中，进行电网调度时，调度主站与调控大厅无法实现与厂站自建的联调，进而造成有效调度数据较少的问题产生。而本文调度方法中引入了全新的无线通信技术，通过电磁波信号传输的方式，实现在干扰因素众多的环境中，保证传输调度数据信息的准确，以此保证更多的数据集调度数量。因此，通过本文对比实验证明，本文提出的基于无线通信技术的电网安全调度方法具有更高的调度效率，将该方法应用于实际电网企业可以满足在多维度电网环境下，对调度数据的稳定、高效调度。

3 结束语

采用可靠的电网安全调度中的自动化通信手段，是保证电网安全调度的重要保障，本文通过开展无线通信技术在电网安全调度中的应用研究，在其技术支撑方面，通过引入无线通信技术，进一步提高电网安全调度的可操作性。同时，通过实验证明，将无线通信技术引入到调度工作中，可以有效提高电网调度效率，保证电力企业的高效运行。