一体化电力配网移动网络辅助发令指挥系统

张敏

（云南电力调度控制中心，云南昆明 650011）

电力需求逐年递增，配电网络的维护与调整方式也日益频繁，指挥的工作任务随之增加，传统的电话指挥已不能适应现代配电网指挥运行的需要。由于通信工具只能采用唯一的电话方式，一旦各操作单位随意输入各种电话号码，就难以辨别真假[1]。尤其是电话干扰极易造成指挥员忙乱，出现紧急情况下主次不分、遗忘重要事务的现象，若不能区分正常操作和事故紧急处理呼叫操作，会严重影响事故处理的及时性。检验电网指挥运行的正确性和安全性，主要依靠指挥员的业务水平，随着电网负荷的急剧增加，导致指挥员的工作强度增大，无法保证操作的正确性，容易造成指挥失误[2]。在大量的人工录入、审核、统计等所需资料不断增多的情况下，会出现工作效率较低，容易出错和漏报的情况[3]。因此，提出了一体化电力配网移动网络辅助发令指挥系统，利用专用指令数据网络，实现指令流操作，使电源指令由“电话指令”过渡到“网络信息指令”，极大地提高了指挥人员的工作效率，降低了指挥人员的电源指令错误率，能够准确及时地提供安全性指令[4]。

1 指挥系统硬件结构设计

该系统整合了维护订单的执行和管理、操作票的填写、网络接收和自动生成指令日志等功能，从而规范了指令业务流程和指令操作行为[5]。指令操作信息通过网络指令系统进行传输，指令完成后，操作票通过平台发送到变电站或发电厂，然后向变电站或发电厂发出指令，指挥员确认厂站所提问题属实后，指令厂站需再一次确认[6-7]，完成确认任务后，可进行实际操作。指挥员重复工作内容，工厂工作站证实指挥官的复述，确认完成后指挥人员即可接收订单，最后完成整个过程[8-9]。每个步骤都有语音提示，而且顺序更准确。一体化电力配网移动网络辅助发令指挥系统会及时传达任务内容，若与指令不完全对应，则会弹出提示，此时不能继续传达任务，从而保证指令的精准性[10]。

指挥系统硬件结构如图1 所示。

图1 指挥系统硬件结构

由图1 可知，辅助发令指挥平台具有智能化运行操作和信息展示功能，可将调度数据网络、安全生产信息管理系统结合起来，通过故障处理运行操作，使配网移动网络辅助发令指挥平台具备自动化、信息化和智能化。

1.1 上下级交互模块

按照以上区域部署，硬件结构实现了业务纵向到底、横向到边、系统集成的管理模式。在水平方面，安全生产管理信息系统实现了深度集成，满足了一体化生产管理的需要。通过分布部署模式与相应的生产安全管理信息系统进行交互，实现指挥平台与指挥业务流程之间的相互通信。在这种集中部署模式下，与中间渠道建立数据传输通道，并通过主动推送和服务查询的方式进行数据交换。各地点的内部部署采用分布式方式，业务和工作流程通过总线集成到中央控制系统，从而实现上下级交互[11]。

1.2 数据库服务器

采用高性能PC 服务器和双机并行模式的数据库服务器，保证了系统性能和安全性。单机服务器采用两种配置方式，CPU 与内存比例为1∶8，可根据数据使用情况对分区进行合理分配，指定相应的分区运行[12]。

1.3 应用服务器

应用服务器充分利用了刀片服务器高度集成的优点，在此基础上节省了机房空间，简化了机房布线，发挥了灵活扩展的功能[13]。为避免叶片中心失效，使各叶片中心均处于不利位置，在方案中采用双叶片中心结构，实现冗余配置和应用交叉操作，架构应用程序服务器数量为8 个以上[14]。

1.4 发令提示装置

由于语音提示内容相同，当多个指挥员同时执行不同操作时，存在不知道各自操作指令的状态[15]。每个指挥员在运行时都要开出一张待办事项清单，明确运行时间表，这不仅严重影响了指挥人员的工作效率，也影响了电网的运行水平，甚至影响了电网的安全、运行质量和经济效益。

为使指挥系统和调度网络的调度智能执行更加高效和安全，迫切需要研制设备和计算机软件来准确提示调度指挥，准确及时地掌握调度指挥人员每张票的调度状态，提高调度指挥的工作效率和调度水平[16]。

针对现有技术的不足，提出了一种计算机控制的信息提示电路系统，为特定的计算机用户提供直观、及时的任务反馈信息，该系统由USB 转串口模块、控制芯片、继电器以及光源等组成，电脑软件与提示装置通过USB 接口进行通信和控制。在控制芯片处理完指令后，触发继电器，连接电源电路和USB接口，触发发光模组，提示指挥人员操作，提示电路如图2 所示。

图2 可受计算机控制的信息提示电路

装置过滤掉无用信息，控制芯片处理完指令，提高了其工作效率。电脑也可设定发光提示模组，提供恒亮、熄灭、闪烁等不同的提示方式。

2 系统功能设计

2.1 提示装置功能设计

通过USB 数据线将该提示电路系统连接到计算机的USB 接口后，就可以从计算机获取电压，不需外部电源就可以为系统供电。特定的程序在计算机上运行后，就可以确定用户的信息反馈情况，从而有针对性地独立控制与计算机的连接。指挥值班长、班员权限提示装置具体设计如表1 所示。

表1 指挥值班长、班员权限提示装置设计

2.2 电力配网移动网络辅助平衡化分散指挥

充分考虑分散指挥任务前，应构建单个区域不确定性分散指挥模型，并对其中出现的不确定性因素进行处理。电力配网移动网络中不确定性因素a在时间段t内影响分散指挥力度如下：

其中，Wfat表示不确定性因素影响分散指挥的预测力度；αat表示不确定性因素a在时间段t出现的误差。

减小电力配网运行过程中出现的状态预测误差，能够确保整个电力配网移动网络辅助发令指挥系统达到平衡状态，以此确保指挥系统设计具有可靠性。

2.3 指挥流程设计

在指挥系统中需要对大量目标进行指挥控制，流程如图3 所示。

图3 指挥流程设计

通过指挥流程可进行指挥状态预测，数据调度中枢与系统硬件结构对接，完成数据存储功能，同时保障指挥任务完整性，缩短指挥所耗费的时间。

3 仿真实验

为验证一体化电力配网移动网络辅助发令指挥系统设计的合理性，进行仿真实验。

3.1 压力测试

基于LoadRunne 测试工具进行压力测试，模拟一定数量的虚拟用户，通过高并发性和有针对性的测试操作方案建立系统负载。LoadRunner 是由测试人员实现的，用于对系统软件进行并行负载测试和性能反馈监测，监控信息和测试记录报告能够及时准确地发现系统问题。在并行情况下，压力测试重点是将系统执行操作的平均响应时间缩短，主要测试并发性的时间间隔为50～100 s，如图4、5 所示。

图4 电机负载情况

图5 平均响应时间分析结果

测试结果表明，该系统在50～100 s 并发情况下，能对用户登录、数据加载、信息查询等应用功能进行正常响应，能够满足用户的实际应用需求。

3.2 发令指挥精准度验证

针对发令指挥精准度进行验证，以用户平均停电时间和用户平均停电次数为指标，验证结果如表2、3 所示。

表2 用户平均停电时间分析

表3 用户平均停电次数分析

由表2 和表3 分析结果可知，使用所设计的系统通过自我调节，能够达到与实际效果一致的指挥效果，由此说明该系统具有可靠性。

4 结束语

网络指令和信息化通过网络发布系统指令操作，避免了各种人工电话指令模式的缺点，有效提高了电网指令的运行水平和运行效率，完全适应了智能电网建设发展对实时指令和大电网的需求。实行新的统一配网辅助指令系统移动网络设备和计算机软件，将会大大提高操作级指令的效率和指挥员网络指令的操作效率，并增加了一个指令操作的安全层，保证了操作的可靠性。