电子信息技术在电力自动化系统中的应用

余桂华

[摘    要]选取电力自动化系统作为研究对象，研究与其相关的电子信息技术应用问题。概述了电力自动化系统，剖析了电力自动化系统信息集成技术，并以此为基础，对电子信息技术在变电站自动化中的应用及在调度自动化中的应用进行了讨论。

[关键词]电子信息技术;电力自动化系统;应用研究

[中图分类号]TM76 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（21）04–0–03

Research on the Application of Electronic Information Technology

in Electric Power Automation System

Yu Gui-hua

[Abstract]The electric power automation system is selected as the research object， and the related electronic information technology application problems are studied. In the specific discussion， the power automation system is outlined， and the power automation system information integration technology is analyzed. Based on this， the application of electronic information technology in substation automation and dispatching automation are discussed.

[Keywords]electronic information technology; power automation system; application research

在互联网+电力自动化系统改革中，电力企业建立了以电力产品研发设计、电力基础设施建设、输配电自动技术应用、电力产品营销、电力配网抢修等为主要内容的电力自动化系统。从当前的应用实践经验看，电子信息技术在电力自动化系统各个构成环节获得了较为广泛的应用，尤其是在电力系统通信技术、电气自动化控制技术、人工智能技术、数据库技术、云计算技术的综合应用下，极大地提升了电力自动化系统的智能化水平。

1 电力自动化系统

电力自动化系统，主要由设备、通信、信息管理系统构成，其中涉及到发电、输电、配电、用电设备四大要素。现阶段构建的基本结构以各类电气设备为准，通过电力产品生产制造各项构成要素，匹配传感器系统，实施自动化监测、故障诊断、在线处理、配网抢修等工作。由于电力自动化系统的重点集中于监测方面，因此，需要构建总体监控系统结构。该结构中主要划分为设备层（现场设备层）、控制层、信息层。在设备层主要以现场总线将各类设备连接到控制层的网络模块、SCADA、OPC数据服务器，然后，将其与Internet数据网监测站、报警服务器、历史数据服务器进行通信关联，形成控制层。再通过Internet数据网、OPC/XML/DA，完成控制层与信息层Web浏览器、MIS、以太网的通信连接，从而构建内容完整的监控系统总体结构[3]。需要注意的是，在三层结构之外，需要配置以Internet为中心的网络安全防护系统，如图1所示。

2 电力自动化系统中的信息集成技术

2.1 数据集成系统框架设计

在电力企业信息化集成关键技术中，主要是针对多项问题实施处理，包括数据获取、数据抽取、数据整合、数据分析等。若从整体上对各类数据功能进行系统性管理，使其在整体上实现数据的一体化集成应用，则需要从数据模式异构缺陷进行分析，进而通过业务系统数据集成需求，设计数据集成系统框架。

根据搭建的数据集成系统框架，在数据获取方面就能够通过爬虫程序编辑对其采集到的查询表单进行优化处理，利用Web数据库连接的接口实施分析，进而实现爬取本地數据库目标。在数据抽取方面则可以利用包装器设置，根据用户感兴趣数据，在精准定位的限定条件上，使半结构化、非结构化数据获得抽取与转换，进而按照结构化数据完成数据存储，而且，其中的页面数据标注也能够针对同一领域不同站点数据进行统一处理。在数据整合方面则只需要根据重复记录检测与数据融合方式针对同一实体同类信息进行重复记录检测和合并处理，进而实现结构化数据。在数据分析方面则能够利用数据获取、数据抽取、数据整合实现的结构化数据，利用云计算或中心数据处理方法，实现对所有结构化数据的综合分析，并根据预测结果将其通过多路径方式分发到数据应用终端等，如图2所示。

2.2 以数据获取关键技术为例

当前的数据获取过程中，采用基于高频率查询词采集率模型，能够根据高频率列表进行一些评估计算，从而根据新数据获取率选择一些词汇。简单讲，就是针对关键词进行频率统计与分析，若其与新数据库中的相关范例词汇发生对应或重复，就可以直接进行采集和获取。目前对于同一文本属性的采样，通常会应用多个特征自动构造训练样本，在训练方法层面多以多元线性回归法为主，能够构建出相对完善的基于高频率查询词采集率模型，而且根据模型迭代与数据覆盖可以在其应用中以自动化更新的方式逐步提升其应用效用。

在现阶段电力企业数据集成中的数据获取可以分为两个阶段加以实现。第一阶段主要通过基于高频率的查询词采新率模型构建实现;第二阶段则通过网站数据库获取完成。整个数据获取过程中第一阶段与第二阶段存在关联性，而与第一阶段的样本或范例设置方案相比，第二阶段中的网站数据库获取则利用了第一阶段的模型，能够在其基础上对网站数据库中的数据进行获取。比如，在查询列表提交后，就能够通过有效数据的查询词选择，进行重新提交，此时，就能够通过网站Web数据库对比，或者查询的方式，在结果页面实现对记录存储在本地数据库数据的数据抽取。在数据获取效率提升方面，则可以利用Map/Reduce进行操作，如图3所示。

2.3 以数据抽取和重复记录检测为例

与数据获取关键技术相比，数据抽取包装器构建和重复记录检测相对简单。比如，基于自底向上方法的使用，就能够实现数据抽取包装器构建，具体抽取过程中则可以借助页面提取与语义标注加以实现。现阶段领域模型演化与更新中，可以利用支持向量机方法（SVM），完成实体模式关系动态更新。而实体间的关系则可以根据数据与目标页面的视觉信息加以实现。目前采用的健壮性评估方法、构建方法可以实现数据抽取包装器健壮性的提升。并且在重复记录检测环节可实现无监督学习的自动化重复记录检测。如分块/索引、获取比较向量、获取训练样本、比较向量分类。

3 电子信息技术在电力自动化系统中的应用

3.1 在变电站自动化系统中的应用

在电力自动化系统中，对于变电站自动化系统建设十分重要。目前，可以根据电子信息技术对二次设备进行全面的数据监测，实时上传采集到的各类信息，并对此类信息进行数据分析，从而完成变电站自动化系统的数据网络搭建工作，提升对该系统的管理效力。

例如，在变压器智能化应用中，主要是通过在增加智能化组件加以实现。其中包括对其运营状态的可视化、自主化、网络化。由于变压器属于基础运行设备，因此在智能化轉变中的功能特征，主要以解决过程层与间隔层之间的功能连接为主，包括计量功能、保护功能、监测功能、控制功能等。从结构方面看，IED总数能够获得有效缩减，而资源方面的智能组件可以通过组屏方式达到资源节约目标，因此变压器智能化的综合特征鲜明，其智能组件在通讯方式支持方面也能够满足MMS与GOOSE标准要求，因此，在多功能实现与监控通讯实时同步方面优势相对明显。当前一次设备智能化技术在变压器中的智能化应用经验表明，变压器中的主体IED-监测IED、测温IED-局部IED均有一定的独立特性，因此，建议采用单独设备安装方案，这样在一体化建模与集成方面可以有效发挥其功能的多元化。

3.2 以电力调度自动化中的应用为例

电力自动化重在解决电力需求侧与电力供给侧之间的信息不对称问题，使二者之间形成数据交互，优化电力调度方案。当前使用的众多电力调度自动化方案中，SOA架构相对普遍，如图4所示。该架构属于一体化的图模数系统，能够在客户端、服务代理、电力调度中心之间形成一个密切对应的关系。从而使图形服务、模型服务、数据服务满足客户端用户的各类用电需求。例如，当前使用的配网抢修平台中，以Oracle、SQL Server等作为应用软件，优化了配网抢修指挥平台的界面与各项业务，运用配网抢修数据库，实现了各项数据资源的采集、传输、统计、分析、预测、分发，从而建立了界面层+业务逻辑层+数据访问层的三层基本架构。从应用角度分析，目前采用的PMS系统能够实现对实时数据的获取，并增强系统内数据共享，为其资源调度提供了重要的功能支撑。

4 结束语

在我国制造业向着智造业的转型升级实践中，电力能源作为基础能源，获得了快速发展，当前城市电网、农村电网的改造工程已经进入关键时期，其中牵涉到系统性的配网自动化、变电站自动化，以及电力调度自动化的全面升级转型。尤其在我国构建的全球电力输配送网络战略下，本土市场的电力自动化系统升级工作的推进，极有利于在全球同业竞争中。输配电技术已经领先的条件下，快速推进同业质量体系管理标准的建设工作，从而提高我国电力事业在同行业价值链上的可营利空间。

参考文献

[1] 祁璐璐.关于电能计量自动化系统建设及其在电力营销中的应用实践[J].中国战略新兴产业，2021，15（2）：57-58.

[2] 石伟，袁顺刚，卢高庆.基于自动化交互行为的电力机房巡检机器人系统设计[J].制造业自动化，2021，43（2）：152-156.

[3] 张贵云.电力系统自动化发展趋势及新技术的应用探讨[J].新型工业化，2021，11（1）：134-135.