基于智能化技术的自动化机房管控调度系统研究

张文骏

（广东电网有限责任公司佛山供电局）

0 引言

为贯彻落实国家“双碳”战略， 落实好电力系统数字化转型的部署， 电力调度自动化系统与传统SCADA系统相比， 承载了更多的数字化业务， 调度自动化机房也成为了地区电网的关键基础设施。然而，随着调度自动化机房规模的扩大， 其运维管理面临着越来越多的挑战， 如传统人巡耗时耗力， 且无法深入巡视、 设备运行工况难以监视、 网络资源难以优化等问题。针对这些问题， 本文提出了一种基于智能化技术的自动化机房管控调度系统， 旨在提高调度自动化机房的运行效率和可靠性。

1 电力调度系统架构与核心功能介绍

1.1 系统架构

本系统主要由含基础设施层、 感知与数据采集层、 数据库、 数据传输总线、 公共服务层、 平台管理、安全防护几个层次功能组成， 并具备将机房运行情况上送省级调度运行管理系统的能力。系统架构如图1所示。

图1 电力调度系统架构图

1.1.1 硬件设施

包括机房环境、 动力电源、 空调系统、 消防系统、 设备、 软件、 人员管理等。

1.1.2 感知与数据采集层

包括各子监控系统的前端感知设备、 数据采集设备、 数据交换模块等。

1.1.3 数据库）

包括数据库、 数据构建等。

1.1.4

数据传输总线部署有信息总线和服务总线， 服务总线用于构建面向服务的系统架构 （SOA） 。

1.1.5 公共服务

包括数据服务、 模型服务、 图形服务、 计算分析服务、 文件服务、 报表服务、 工作流服务等等。

1.1.6 平台管理

包括系统配置与管理、 权限配置与管理等等。

1.1.7 安全防护

包括正反向隔离装置、 防火墙和相关防护策略。

1.1.8 应用模块

包括智能辅助管理模块、 能效管理模块、 资产台帐管理模块、 监控管理模块、 巡视管理模块等。

1.2 核心功能介绍

1.2.1 环境监控模块

在原有的机房系统上， 加装管理平台， 并通过3D 建模， 直观展示机房内各处的环境。如图2所示。

图2 3D机房环境监控建模

1.2.2 设备巡检模块

平台可以按用户制定的计划， 根据设备台账，全面地巡视软硬件设施， 并生成巡视报表， 方便运维人员管理。

1.2.3 运行情况分析模块

平台采集软硬件运行工况， 包括服务器CPU、内存、 磁盘容量、 日志、 交换机网口流量及系统进程占用、 故障日志等内容， 不同安全控制大区之间的数据由主服务器通过隔离装置下达采集命令， 由该安全控制大区的从服务器采集并将数据传送回主服务器， 输出给分析模块， 生成运行情况报表和告警。同时， 运行情况分析模块还具备部分缺陷自处理功能， 如进程占用过高等问题，平台会结合运行情况和人工制定的运维知识库，自动将进程切换至冗余服务器。实时监控情况如图3 所示。

图3 平台采集监控实时示意图

1.2.4 智能布控模块

通过工作票的工作范围自动划定电子围栏， 通过工作票的作业人员清单和作业时间， 自动赋予作业人员进出权限， 并通过定位功能， 配合电子围栏， 防止作业人员走错， 并使用摄像头实时跟踪作业人员。电子围栏及定位追踪功能如图4所示。

图4 电子围定位追踪功能图

2.2.5 高危行为识别模块

应用人工智能算法， 通过视频监控自动判断机房内作业可能会出现的高危行为。高危行为识别如图5所示。

图5 高危行为识别图

2 电力调度自动化机房与国内现有技术对比

目前与国内现有的调度自动化机房管理技术相比， 本系统具有以下优势：

2.1 更直观的环境监控

通过3D建模展示机房内各处的温湿度， 使运维人员能够迅速了解机房环境状况， 及时采取措施改善环境。

2.2 全面的设备巡检

智能化的设备巡检功能， 能够根据用户制定的计划自动完成软硬件设备的巡检， 提高巡检效率， 减轻运维人员的工作负担。

2.3 硬件错误日志快速分析

部分硬件设备故障需要通过接入管理口用专用的软件进行查看， 相较于传统的排障方式， 本系统通过接口自动获取服务器运行日志， 并进行实时分析， 直接展示问题原因， 方便值班人员安排消缺。

2.4 软硬件运行优化

当有服务器出现CPU、 内存占用高的情况， 自动将高占用的进程切换至冗余服务器， 提升设备和进程的运行效率和安全性。

2.5 智能布控与权限管理

通过工作票系统自动管理作业人员的进出权限，仅允许工作票中的指定作业人员在指定时间内进入机房； 通过设置电子围栏和定位追踪， 确保作业人员不会走错工作地点， 提高调度自动化机房内作业的安全性。

2.6 高危行为自动识别

采用人工智能算法自动识别机房内的高危行为，通过音响播放告警因， 提示作业人员， 生成告警输出到值班人员手机， 为值班人员提供实时预警， 降低安全风险。

2.7 机房作业智能监视

在作业人员的临时工作牌中加装定位芯片， 应用定位追踪功能， 通过调用作业地点附近摄像头进行跟踪拍摄， 实现机房内多个工作地点， 一名工作负责人完全管控的减员增效作业。

3 实验与结果

验证本文提出的调度自动化机房管理系统的有效性， 我们在佛山供电局配网调度自动化机房进行了实际部署。通过对比实验， 我们发现以下结果：

1） 采用本文提出的系统， 机房的故障检测率提高了80%， 故障处理时间缩短了55%。

2） 通过自动化管理， 机房的运维人员工作负担减轻， 人力成本降低了60%。

3） 通过机房作业管控， 走错间隔、 不穿工作服、工具遗漏等问题彻底杜绝。

这些结果表明， 本系统在提高调度自动化机房运行效率、 提高安全性等方面取得了显著成果。系统的实施不仅为运维人员提供了实时的监控信息和预警，还有效地降低了故障发生率， 提高了调度自动化机房的可靠性。

4 结束语

本文提出了一种基于智能化技术的自动化机房管控调度系统， 通过实时监控、 设备巡检、 故障自动切换、 智能布控和高危行为识别等功能， 提高了调度自动化机房的运行效率和可靠性。实际运行结果表明，本系统在提高管理效率、 提升设备运行水平、 提高安全性等方面具有显著优势， 具有较高的实用价值。