一体化电力配网移动网络辅助发令指挥系统

欧钰瞧 张 敏 周胜超 康林春 张亮芬

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

由于用电负荷的持续增加，配电网络的维护与调试方法日益增多，调度任务日益繁重，因而对配电网络的维护与调试提出了更高的要求。在网络调度中，传统的调度方式已无法适应网络调度的需要。尤其是在受到电话干扰的时候，很容易导致指挥员手足无措，在突发事件中会不分轻重缓急，忘记重要事务优先处理，会对事故处理的及时性产生很大的影响。对电力系统指挥与运行的准确性与安全性进行检测，在很大程度上依赖于指挥员的专业技能，而在电力系统中，由于电力系统负载的急剧增长，使得指挥员的工作压力越来越大，不能确保其正确的操作，很可能会出现指挥错误。随着人工录入、审核、统计等需要的数据越来越多，会导致工作效率低下，易于发生错误和漏报。为此，本文拟研究一种基于移动通信技术的综合电力配网辅助命令控制系统，通过特定的命令数据网，完成对电源命令的流程运算，将电源命令从“电话指令”转换为“网络消息命令”，从而大大提升控制系统的工作效率，减少电源命令的错率，并可精确、快速地向用户发送安全命令。

1 研究背景

随着移动互联技术的发展，电网运营水平的提高，客户需求的增加，以及电网的快速发展，使得电网的配网结构更加复杂和庞大。同时随着电力系统的发展，电力系统的大修与模式的调整越来越多，电力系统的运行与调节也越来越多。电网的经济性和对新能源的消纳能力不断提升，电网调度抵御严重的自然灾害和大规模的网络攻击的能力也得到了极大的提升。所以，对配电系统中的调度系统进行终端设计就尤为紧迫了。

但是在实际运行中，因为一些管理上的缺陷和技术上的缺陷，导致了一些运行事故，造成了很大的经济损失，也造成了很大的社会影响。在传统的电力系统PC端网络发令方式中，存在着命令时间长、效率低、命令票传输不及时等问题，这些问题对智能配电网的发展产生了显著的制约作用。因此，对传统发令模式的缺陷进行了剖析，从而明确了网络发令系统在电网调度运行操作、安全管理方面应该具备的功能设计。根据电网运行控制的现实需要，并根据计算机、通讯等技术的发展趋势，给出了解决这一问题的基本思想和主要对策，并在已有的配电网调度集约化网络的基础上，以可靠的计算技术为核心，构建了一个可靠的计算环境，并将其应用到了配电网调度网络中，采用了一种新的指挥方法来代替PC的网络命令模式，提高了调度命令和现场执行效率，使得调度命令与现场执行能够在手指间完成［1］。

2 指挥系统硬件结构设计

通过对维修命令的执行与管理、操作票的填写、网络接收以及操作记录的自动化，使维修命令的操作过程标准化。在命令的执行过程中，使用网络指令系统来对命令进行传递，在命令执行完毕之后，将操作票由平台发送到变电站或发电厂，再向变电站或发电厂发出指示，在指挥员对厂站所提的问题进行了确认之后，指示厂站需要对其再次进行确认，在完成了确认工作之后，就可以开始进行实际的操作。调度员将自己的工作内容反复确认，电厂工作站对调度员的话进行了验证，然后调度员就可以接受指令了，最终完成了一个完整流程。每一步都有声音提示，次序也更加精确。综合电力配网移动网辅助指令控制系统将工作内容向使用者发送，当工作与指令不符时，会弹出一个提示，此时无法继续执行工作流程；保证工作的正确性。该辅助发令指挥平台具有智能化的运行操作和信息显示的能力，它可以与调度数据网络、安全生产信息管理系统进行结合，利用故障处理的运行操作，使得配网移动网络的辅助发令指挥平台具有自动化、信息化和智能化的特点。指挥系统硬件结构如图所示。

图 指挥系统硬件结构

2.1 上下级交互模块

根据上述分区布局，在硬体架构上，达到了业务纵向到底、横向到边、系统集成的经营管理方式。在横向层面上，企业与企业之间进行了较深层次的整合，以适应企业之间的整合。在此基础上，本文提出了一种基于分布式调度的方法，并将其应用于现场调度。在此模型下，与各中介渠道之间搭建信息传递通路，以“主动推”、 “服务询问”等形式实现信息交互。内部布局以分散模式进行，将业务与工作流以总线形式与中心控制相结合，方便了上下两层的互动。

2.2 数据库服务器

在此基础上，设计了一台高性能的PC服务器，以及两台并发的数据库服务器，以保障系统的运行效率和安全。该系统提供了两种不同的组态模式，CPU和存储的比率为1：8，并且按照用户的需求，对各个区域进行适当的划分，并设定对应的区域。

2.3 应用服务器

应用服务器充分利用刀片服务器的高集成度优势，这样既节省了储存空间，又便于线路连接，而且还具有一定的扩展性。为了防止叶心出现故障，使得每个叶心都处在一个相对较差的状态，本文提出了采用双刃中心的设计方案，实现对多个叶心的冗余化配置和跨域操作，并构建8个或更多的应用服务器。

2.4 发令提示装置

由于声音指示的内容是一样的，所以在多名指挥员执行不同的动作时，就会出现无法知晓各自操作指令的状态。在运行过程中，每位指挥员都必须列出一份任务列表，并对运行进度进行详细的说明，这不但会极大地制约着指挥员的工作效率，还会直接关系到电网的运行质量，进而关系到电网的安全、运行质量和经济效益。为了保证调度智能化运行的有效性与安全性，亟需开发出一种能够对调度指令进行“准确提醒”的装备与电脑软件，以便对调度指令进行精确、实时的把握，准确、快速地掌握每个单据的运行情况，提高了调度指示的工作效率和管理水平。针对现有方法的不足，设计一种电脑控制的讯息显示回路，能给特定的电脑使用者一种直观且即时的讯息回馈方式。该系统由USB转串口模块，控制芯片，继电器，光源等组成，计算机软件与显示设备的通讯和控制是由USB接口实现的。当控制芯片完成命令后，就会启动继电器，并与电力线路及USB界面相连，就会启动照明模块，并提示指示工作。

3 系统功能设计

3.1 提示装置功能设计

将显示电路与计算机的USB端口相连后，即可从计算机中获得输出电压，无需外部电源即可为整个系统提供电力。当某一种程序在电脑上执行后，便能判断出使用者的讯息回馈状况，以便能有针对性地分别与电脑联接。

3.2 电力配网移动网络辅助平衡化分散指挥

在充分考虑分布式指挥的前提下，需要建立一个单一地区的不确定分布式指挥模式，并就此模型所带来的种种不确定性作了初步的探讨。在此基础上，提出了一种新的控制策略，以减少电网运行过程中的状态预报偏差，确保全电网的控制策略。

3.3 指挥流程设计

在此基础上，提出了一种基于控制流的控制策略，通过控制流来预测控制结果，并将控制流和控制流连接到控制平台上，以达到控制流的目的。同时，也能确保命令的完成，缩短了命令所耗费的时间［2］。

4 仿真实验

基于LoadRunner测试工具，进行了一次压力测试，模拟了一定数目的虚拟用户，采用了高并发有目标的测试运行方式，构建了系统的负荷。加载Runner主要应用于对系统的负荷进行检测，同时也应用于对绩效的监测，监测的数据和报表能够及时、精确地发现问题所在。在并行情形下，主要测试任务的并行间隔为50～100s，主要测试任务的并行间隔为50～100s。实验证明，在50～100s的并发性条件下，本系统可以很好地完成用户登录、数据下载、信息查询等操作，完全符合用户的要求。对于指导命令的准确率，以用户平均断电时间和用户平均断电次数为指标，经过自我调整，获得符合实际情况的指挥效果，从而证明了该系统的可靠性。

5 结束语

网络指令和信息化通过网络来发布系统指示操作，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营水平和运行效率，充分满足了智能电网建设发展对实时指令和大电网的需求。新的统一的布网辅助指示体系的实现，将大大提高控制级别命令的执行和指挥员对网络命令的执行效率，并能增强控制运行的安全性，保证运行的可靠性。