基于可视化技术的主网协调调度控制系统
2022-03-21深圳供电局有限公司李则戎林志贤黄光磊
深圳供电局有限公司 李则戎 林志贤 黄光磊
为了在主网稳定运行过程中提供更加高精度的调度控制服务,开展基于可视化技术的主网协调调度控制系统的设计研究。通过选型电压传感器和运行服务器,完成系统硬件设计。软件设计中,开发协调调度控制可视化操作界面、建立主网协调调度控制目标函数,对接调控界面与可视化终端之间的通信,确保将此过程以一种可视化的方式操作。通过对比实验证明,基于可视化技术的控制系统提供电量能够满足120min内主网机组设备需求,能够为主网稳定运行提供更加高精度的调度控制服务。
按照《中国南方电网调度指挥控制系统(DCCS)技术规范(2019版)》、《关于提高设备操作准时性并开展操作效率及准时性统计分析工作的通知》等文件内容提出的建设要求,对主网调度指挥控制系统进行规范化升级改造。此项工程实施是为了提升系统的本体安全防御能力,提高主网机组设备操作的准时性,并规范设备操作相关统计工作,确保调度按检修计划准时开展设备停复电操作,实现各级调度设备操作信息的常态化统计与分析。同时,结合主网调度实际业务开展情况,提出了系统功能完善的需求,相关此方面的工作主要包括全景可视化展示、自动关联检修单、自动关联方式单、设备启动方案智能成票、消息智能提醒、潮汐值班工作量统计分析等业务,通过健全系统终端的业务功能,使系统更加实用化、可视化、智能化,以此种方式,提升调度员的工作效率,给予终端用户更加优质的体验。
1 硬件设计
为了确保本文开发的系统,在实际应用中具有一定的调度控制效果,可在开发系统功能前,对系统的硬件结构进行设计。系统硬件架构如图1所示。
图1 系统硬件架构Fig.1 System hardware architecture
结合上述设计的系统硬件架构,本文主要针对系统中的电压传感器和系统运行服务器进行选择。为了实现在主网运行过程中确保各个机组设备的正常运行,并对其状态进行实时监测,对电力运行情况进行实时控制,选用型号为LWP9XXXGV19-20的电压传感器。该型号传感器在实际应用中各性能参数如表1所示。
表1 LWP9XXXGV19-20型号电压传感器性能参数表Tab.1 Performance parameters of LWP9XXXGV19-20 voltage sensor
在实际运行过程中,当启动控制系统,其连接的电压传感器能够快速进入到工作状态,并实现对其监测的机组设备电压进行采集和监测。
完成对电压传感器的选择后,为了确保控制系统能够满足稳定运行要求,还需要对其运行服务器进行选型。选用双路机架势服务器Inspur浪潮NF5260FM613-56型号服务器作为控制系统的主服务器,该服务器CPU主频为3.09GHz,接口类型为SATA,CPU选用Intel Xeon/至强系列,如图2所示,标配的硬盘转速为7200r/min。将该型号运行服务器应用到本文系统当中可以确保系统在对主网进行协调调度时,确保其更高的稳定性。
图2 Intel Xeon/至强 CPUFig.2 Intel Xeon / Xeon CPU
2 软件设计
2.1 基于可视化技术的协调调度控制界面开发
在硬件设备的支撑下,引进可视化技术,对协调调度控制界面进行开发,以此种方式,实现对主网协调调度控制过程中的人机良好交互。
在进行控制首页界面可视化设计时,应先完善首页界面布局,添加动态展示效果,优化颜色搭配,使界面具备科技先进感,以此提升整体的视觉效果和操作便捷。同时,丰富首页内容,支持对主网调度运行指挥业务指标数据全局一览,支持多样化的界面展示,可根据时间、节假日等方式定义系统主题。主界面中的多种可视化图形展示方式包括:具备饼状图、柱状图、曲线图、热力图、地图、三维图形等。
在进行系统业务界面可视化设计时,需要确保业务界面与首页界面风格统一,以此提升视觉效果和操作便捷。业务界面中的功能分区包括:主网操作票管理界面、预令界面、直接界面、许可管理界面、委托管理界面、检修工作状态调度界面、设备状态实时查看与管理界面、作业监管界面等。界面图如图3所示:
图3 可视化调度控制界面图Fig.3 Visual dispatching control interface
2.2 建立主网协调调度控制目标函数
在实现系统操作界面的可视化后,可采用建立主网协调调度控制函数的方式,对主网配电进行优化设计。为了实现全局的统筹规划,可从主网机组发电单元、联网开关、电源控制三个方面,对协调调度控制目标函数进行设计,函数表达式如下:
公式(1)中:F表示为主网协调调度控制目标;k表示为机组发电单元;t表示为调度控制周期;g表示为联网开关;l表示为电源;C表示为机组设备;P表示为放电功率。按照上述计算公式,进行目标函数允许最小值的计算,以此种方式,实现对主网运行中柔性负载的宏观调控。并将调控的界面与可视化终端进行通信对接,确保将此过程以一种可视化的方式进行操作,以此完成对本文系统的开发。
3 对比实验
结合上述论述内容,以某电力企业为例,获取其运行数据,在Matlab仿真平台上进行模拟实验。利用本文设计的基于可视化技术的控制系统与基于随机模型预测控制的控制系统,并根据其主网在运行过程中的协调调度需要,对其进行控制,同时也进一步验证两种控制系统的应用性能。设置实验环境参数如表2所示:
表2 实验环境Tab.2 Experimental environment
将实验时间设置为120min,将主网当中各个机组设备的工作频率均设置为3.2Hz,在主网运行过程中,根据机组设备的运行需求,利用两种控制系统为其提供电量,并对比机组设备用电需求量与两种控制系统提供的电量,将其记录如表3所示。
表3 两种控制系统应用效果对比表Tab.3 Comparison of application effects of two control systems
从表3中数据对比得出,基于可视化技术的控制系统提供电量能够满足120min内主网机组设备需求,而基于随机模型预测控制的控制系统提供电量均小于主网机组设备需求电量,无法满足其稳定运行要求。因此,通过上述实验证明,本文提出的调度控制系统在实际应用中能够为主网稳定运行提供更加高精度的调度控制服务。
4 结语
为了满足相关工作的需求,本文从硬件与软件两个方面,对基于可视化技术的主网协调调度控制系统展开设计,完成设计后,通过对比实验证明了此系统具有较强的操作性能,可以在后期的相关研究中,尝试将此系统投入市场使用。