基于智能调度一体化指挥平台研究

徐奇锋 黄健 马翔 方璇 支月媚

摘要：电网供电负荷的传统指挥平台存在指挥工作耗时长、指挥指令实际工作效果不足等问题，针对电网供电负荷均衡管理，通过相关智能技术完成了一种调度一体化指挥平台的构建。该平台基于单行传递与双相辅助结构，文章对一体化智能指挥包括申请采集、信息设备、用电信号输送在内的主要工作流程方案进行了详细设计。同传统平台的对比，实验结果表明所设计的指挥平台在提高下发指令有效性的同时缩短了工作时间，能够更好的满足电网用电负荷均衡调度的需求。

关键词：电网供电负荷;智能调度;一体化指挥平台;实现路径

中图分类号：TP315

文献标志码：A

ResearchonIntegratedCommandPlatformBasedonIntelligentDispatching

XUQifeng，HUANGJian，MAXiang，FANGXuan，ZHIYuemei

（

StateGridJinhuaElectricPowerSupplyCompany，Jinhua321017，China

）

Abstract：Thetraditionalcommandplatformofgridpowersupplyloadhasmanyproblemssuchaslongcommandtimeandinsufficientpracticaleffectofcommand.Thispaperconstructsadispatchingintegratedcommandplatformforthegridpowersupplyloadbalancingmanagementthroughtheuseofrelevantintelligenttechnology.Theplatformarchitectureisbasedonsinglelinetransmissionandtwophaseauxiliarystructure，andthemainworkflowschemeincludingintegratedacquisition，informationequipmentandpowersignaltransmissionisdesignedindetail.Comparedwiththetraditionalplatform，theexperimentalresultsshowthatthecommandplatformdesignedinthispapercanimprovethevalidityoftheissuinginstructionsandshortentheworkingtime，andcanbettermeetthedemandofgridloadbalancing.

Keywords：gridpowersupplyload;intelligentdispatch;integratedcommandplatform;implementationpath

0引言

电力行业在日常生产生活中起到重要的能源支撑及辅助作用，随着快速发展的社会经济对电力需求不断提高，可再生能源、分布式发电等的发展与相互集成促使电网规模快速扩增，区域电网通常由不同实体进行控制显著增加了传统集中式电力系统管理、调度及维护的难度，对电网的信息化、智能化管理及调度需求不断提升，对智能一体化的电网调度控制系统（包括机组组合、负荷分配、最优潮流等）的构建与优化成为目前研究的重点，为满足电网安全稳定运行的需求，调控一体化包含对电力系统全过程（包括发、输、变、配和用电等环节）的监控，在系统运维管理过程中仍需进一步提高评估在线健康状态方法的准确性及效率。

1需求分析

不断发展的社会经济及快速扩大的电网规模显著增加了所需处理的调度用电数据以及所需检测的调度用电数量，在数字智能、自动化等技术的推动下智能电网应运而生，导致传统的电力调度管理系统因存在效率低、反应慢、相互独立等不足而难以满足现代电网管理需求，实时处理用电调度数据是实现调度的基础和关键，调度用电工作需通过对这些用电相关数据进行计算后完成调度过程，传统用电调度方法大多基于简单计算方式进行人为调度作业，传统电网调度指挥工作大多需人力通知受令单位调度指令（由调度员完成），受令单位据此完成相关操作后将操作情况汇报给调度，导致电网调度的效率不高。随着现代信息化技术在电网调度平台中的应用不断深入，促使电网进入了数字智能化的发展阶段，快速发展的信息通信技术、优化和控制方法为电网的智能化统一管理过程提供了有力支撑，包括基础设施在内的信息化发展是电力企业未来的发展趋势[1]。本文主要对电网智能调度一体化指挥平台进行了研究和分析。

2智能调度一体化指挥平台设计

2.1平台功能设计

一体化智能指挥平台属于集多项功能于一体的大型软件平台（包括信息采集、设備监控、用电调度、输入输出控制等），随着我国现代信息化建设的深入，构建并完善电路网络信息化系统成为电力服务经济发展及生活生产的重要手段，一体化智能指挥平台提高了指挥工作及事故处理效率，可有效弥补传统调度指挥系统功能的不足，并有效提高了信息采集、服务客户等工作的质量和效率，更好的满足智能电网调度过程对信息化、智能化、自动化的需求。针对供电负荷，研究现有电网调度指挥平台发现传统的调度指挥平台难以做到各类信息进行全面采集，影响了电网相关数据的分析处理的质量和效率，进而导致用电调度过程存在一定的误差。同时调度用电过程面向不同功能的算法复杂程度较高导致耗时较长[2]。本文在设计调度一体化指挥平台时，以提高调度准确性及缩短调度耗时两个方面作为主要目标，同时在提升调度工作开展效率的同时确保调度过程的安全稳定，通过统一集中、高效安全调度工作流程的构建实现调度体系智能化及自动化水平的有效提高，进而提升电网调度工作效率。在实际用电设备发出工作申请后，通过调度用电机构完成对工作申请的分析处理过程，以确保用电设备的正常稳定运行;用电网络的平衡状态（包括电量、电力、用电情况）同样由调度用电机构进行分析，发电设备向调度用电机构发送检查检修工作申请，在此基础上调度用电机构以变电设备安全检查（检修）情况为依据对整个系统的电力调度进行统筹规划和安排，同时结合电网运行情况，实现对所属辖区的全部设备用电工作申请的统筹调度处理（包括工作申请的同意或驳回）。

2.2平台架构

本文针对供电负荷所设计的智能调度一体化指挥平台的架构，如图1所示。

采用单行传递（即电子沙盘系统）的双相辅助结构（调度许可的确认与执行调度的记录）完成平台调度方法的设计，各用电设备的用电请求由电子沙盘系统负责采集，该指挥平台通过单行传递的双相辅助结构的运用确保了调度工作的准确运行，能够在节约电力调度时间的同时提高调度效率，实现了电网数据的综合处理（包括传输、并支及持续更新等）。为提高人机界面的友好性，智能调度一体化指挥平台终端页面指挥组件的装载通过使用JAVASpring视图框架完成，页面在传输信号使采用HTML语言进行标记，指挥平台界面通过AJXA技术的使用实现了实时刷新功能。平台用户可以实际情况为依据在指挥平台界面对页面中的视频服务数量及显示情况进行设置和管理，从而在确保逻辑上不对平台整体运行产生影响的同时，极大的简化了用户使用和操作流程[3]。支持同时输入输出功能的智能调度一体化指挥平台易于装配，能够对调度用电进行批量化的操作和处理，显著缩短了用电调度的耗时。该调度平台负责完成整个调度工作的数据传输工作，针对同一时间段内大量用电申请数据本文通过使用DICP系统（基于nesC语言）完成分析处理过程，发电设备的精细规律化管理在智能调度一体化指挥平台以一个独立的功能模块存在，以便功能后续的发展完善。指挥平台交流区受到规模较大的电力整体网络环境的限制会存在横跨交流与指挥两个区域的情况，调度客户端安装指挥区内，调度客户端发出的调度指令需通过智能技术安全认证（包括加密证书、电子签名确认等）后向交流区发送。指挥平台的交流区在完成调度指令到对应文件的转换后通过平台程序预设的安全装置向服务器传输（隔离外界干扰），并由服务器完成文件到指令消息的转换这一消息解密操作过程，最后向电厂用电客户端发送指令消息，此时的调度指令消息同样需经过解密安全证书、签名等的确认后显示。调度指令消息经工作人员进一步确认后向服务区发送，用电设备据此完成相应的供电操作[4]。

3平台工作流程的设计与实现

以上述指挥平台功能框架为依据完成了调度方法工作流程的建立，相比于传统指挥平台本文所设计平台操作流程更简单，主要操作流程，如图2所示。

（1）首先对各发电设备的工作申请进行采集，然后向Hadoop云平台服务模块输入采集结果进行计算，该云平台主要包括基础设施、软件及平台三项核心服务，可有效满足智能调度一体化指挥平台的海量数据计算及分析需求，基础设施即平台硬件设施通过整合电力系统内的大量服务器实现虚拟操作系统的构建，结合使用使用Hadoop云平台提供的算法完成对用电调度相关数据的计算，实现并行调度功能的同时确保了平台运行过程的安全稳定[5]。（2）在云计算平台完成对采集数据的分析处理后，向DICP系统传送处理结果并由其完成对相关调度工作申请数据的分类，根据发电设备请求确定其所对应的电荷类型，在此基础上将用电讯号传送给对应类型终端，向电厂传达确认用电申请。（3）根据收到的用电讯号终端允许并执行包括将电输出给用电设备在内的相关用电操作，电厂在完成用电申请确认的基础上自动记录调度记录。采用动态存储节点的方法实现大量移动网络数据（由DICP系统发送，包括发电设备工作申请信息、调度日志等）的全部储存功能，结合运用例外测试及螺旋门门槛值的合理设置，以确保存储节点能量的均衡，使全部节点能耗总和最小，同时便于调查输电路径。具体通过PI动态化数据库的使用完成对电网运行状态数据的保存（以不同的时间序列为依据）。使用ORACLE数据库负责对电网拓补结构、设备参数、主要接线图等进行管理和维护，从而能够在实时监控电网的同时，有效满足历史追溯及负荷估算等功能需求，提升了平台整体的响应速度。该智能一体化指挥平台提高了对图形系统设计的重视程度，采用无关基础图形包完成矢量图系统的制作，支持实现web浏览，丰富了图形元素的处理功能（包括增添、整理、修改、删除等）及浏览功能（包括比例放大、缩小、平移、漫游等），通过改变图元的显示方式（具体形状、颜色、闪烁等）完成对专题的拓扑分析过程。具体调度任务可通过任务制定系统（主要由客户端、任务自主调制定义器、任务执行监控界面及引擎执行口令构成）的周期自动触发实现提前预设置功能，通过定义器对任务中的不同任务项关系（对应自动化任务的分解执行步骤）进行设置，任务间的组件形成关联可预定[6]。平台能够以预先设置的引擎任务为依据完成电网调度指令的相关操作（如执行、暂停、终止等），根据业务数据的安全控制方案实现数据加密及签名功能。

4实验测试及结果分析

本文通过对比实验对所设计的智能调度一体化指挥平台的工作效果进行检测，针对电调度操作系统（同一段复杂局域网）分别采用本文调度平台监测方法及传统调度平台监测方法进行监测，记录各自的监测范围和精准性，针对耗费时间的实验结果为：在对两个发电设备工作申请进行处理时，本平台及传统平台所消耗的时间分别为5是、10s;处理4个发电设备工作申请时，本平台及传统平台所消耗的时间分别为6s、13s;处理8个发电设备工作申请时，本平台及传统平台所消耗的时间分别为9s、20s;处理12个发电设备工作申请时，本平台及传统平台所消耗的时间分别为15s、25s，相比于傳统调度平台的实验结果本平台的电调度时间明显缩短。针对指挥平台准确度的实验结果为：处理2个发电设备工作申请时，本平台及传统平台的调度准确性分别为85%、60%;处理4个发电设备工作申请时，本平台及传统平台的调度准确性分别为70%、40%;处理8个发电设备工作申请时，本平台及传统平台的调度准确性分别为50%、20%;处理12个发电设备工作申请时，本平台及传统平台的调度准确性分别为45%、15%，调度任务完成的准确度明显提高。实验数据具有一定的波动性，在同时处理发电设备工作申请数量持续上升时本文所设计的指挥平台的精确度存在一定的波动，但在任意监测时间下的精确度都均明显高于传统平台，上述实验结果表明本文所设计的智能调度一体化指挥平台运行非常稳定，对用电调度的类型限制较少，对于多个设备用电工作申请（同时发出）完成全部用电调度任务的耗时较少且准确率更高。本文指挥平台通过DICP操作系统的引入使分析及读取数据的时间得以显著缩短，并进一步完善了数据分析过程。将用户信息受到综合信息的影响情况纳入到分析过程中，显示的数据内容更加精细，从而实现了调度用电精确度的显著提高[7]。

5总结

通过一体化智能指挥平台的构建能够有效实现网络化管理电网调度过程，在电网调度工作中发挥重要作用，本文在分析了调度一体化指挥平台现状的基础上，主要针对传统调平台的调度耗时及准确性进行了优化，通过综合运用云处理平台和DICP操作系统完成了智能均衡调度一体化指挥平台的构建，该平台集成了显示、查询、储存数据及网络拓扑结构等功能，监管数据显示异常时会发出报警信息，平台在提高调度准确性的同时显著缩短了耗费时间。但该智能调度一体化指挥平台仍需通过大量的实践操作进行不断的完善及功能的细分，这也将是接下来的研究重点。

参考文献

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[3]冷喜武，陈国平，蒋宇，等.智能电网监控运行大数据分析系统的数据规范和数据处理[J].电力系统自动化，2018（19）：169178.

[4]SaranjamKhan，RahatUllah，AsifullahKhan，etal.RandomForestBasedEvaluationofRamanSpectroscopyforDengueFeverAnalysis[J].AppliedSpectroscopy，2017（9）：21112117.

[5]杨欢欢，周剑，黄磊，等.网省一体化电网计算数据平台设计及实现[J].水电能源科学，2019（2）：188191.

[6]宋鑫，赵家庆，丁宏恩，等.智能电网调度控制系统的省地一体化架构设计[J].电力系统及其自动化学报，2018（12）：118124.

[7]陆晓，孙世明，盛振明，等.省地一体化负荷协同闭环控制系统及关键技术[J].电力系统自动化，2018（24）：182187.

（收稿日期：2019.09.27）