新型调度控制系统技术研究与应用

秦宁丽 杜长宇 李达 吴锋 王翔

摘  要：为解决传统调度电话与调度控制系统之间相互独立、无法联动问题，更好满足调度指令的上传与下达，以及调度事务的沟通与协作，实现调度电话业务与调度自动化业务的深度融合应用，基于现有程控调度电话交换网技术体系，对新型调度控制系统深入研究，实现调度电话与人机工作站的融合，传统调度电话在调度数据通信网的IP化延伸，一是实现调度电话业务在人机工作站的安全延伸，二是提供调度自动化系统与调度电话的智能联动应用。目前，已完成国家电网有限公司的多地市全业务部署工作，包括信通公司、西南分部、河北省电力有限公司、辽宁省电力有限公司。该融合技术将促进通信与调度自动化的跨专业协同，推动通信业务与调度自动化业务共同发展，提升调度自动化业务智能化水平，为推进智能调度建设发挥重大作用。

关键词：新型调度控制系统；调度电话；人机工作站；机器人；数字化

中图分类号：TM734      文献标志码：A          文章编号：2095-2945（2024）06-0156-04

Abstract： In order to solve the problem of mutual independence and unlinkage between the traditional dispatching telephone and the dispatching control system， and to better meet the uploading and issuing of scheduling instructions， as well as the communication and cooperation of dispatching transactions， to realize the deep integration application of dispatching telephone service and dispatching automation service， based on the existing program-controlled dispatching telephone switching network technology system， the new dispatching control system is deeply studied， and the integration of dispatching telephone and man-machine workstation is realized. The IP extension of traditional dispatching telephone in dispatching data communication network， so as to realize the safe extension of dispatching telephone service in man-machine workstation， and provide intelligent linkage application of dispatching automation system and dispatching telephone. At present， it has completed the multi-city full-service deployment of State Grid Co.， Ltd.， including State Grid Information & Telecommunication Co.，Ltd.， Southwest Branch， Hebei Electric Power Co.， Ltd.， and Liaoning Electric Power Co.， Ltd. This integration technology will promote the cross-disciplinary coordination of communication and dispatching automation， promote the common development of communication business and dispatching automation business， enhance the intelligent level of dispatching automation business， and play an important role in promoting the construction of intelligent dispatching.

Keywords： new dispatching control system; dispatching telephone; man-machine workstation; robot; digitization

當前电力调度电话系统主要采用程控交换技术，通过电路交换技术体制组成的独立调度电话网络，为调度员提供现有调度电话业务，调度终端主要为物理调度台、调度话机，当调度员需要接听或拨打调度电话时，需要通过调度台或调度话机完成。人机工作站系统主要部署在生产大区的系统，采用调度数据通信网（IP）承载，与电路体制的调度电话系统，采用的是不同的网络承载制式，为调度员提供日常调度业务监视和操作，当需要接听或拨打调度电话，需要切换到调度台或调度话机终端，操作不方便，无法直接在人机工作站上直接完成。

1  国内外研究综述

1.1  国外研究现状和发展趋势

AO（调度机器人）的概念是由国外科研人员提出的。所谓AO，即通过学习让机器人掌握动力系统的运转规律。国外一些电力公司也利用WAMS（广域相量测量系统）的原理，借助决策树[1]实现实时测量电压稳定状况。美国华盛顿大学开发了利用 logic-based system和knowledge-based system 原理的智能系统，用于实施故障排查和安全性能评估，维护电力系统。

Scottish and Southern Energy 则针对工程师和调度员的经验，让这些经验知识形成有效沟通，推出相应的知识解决方案。调度人员依托狭义智能调度的辅助实施运作，此类方法的要点是依靠机器学习及样本训练，是在电力系统的运行中人工智能化的标志，一定程度上实现了调度中心智能化。

1.2  国内研究现状和发展趋势

国内电力调度自动化系统技术进步较大，发展较快。同时，国内电力调度自动化系统也必将在市场化背景下，在云计算、大数据等各种先进技术的支持下，掀起更大的发展浪潮。我们需要牢牢把握发展时间，全方位投入，多方探索，寻找电力调度自动化系统新的发展方向，为提高我国电力企业发展效率，满足人们对电力需求的多样化做出贡献。

电力调度自动化系统的功能主要包括：数据库实时管理、数据采集、因特网浏览、数字统计与计算、远程控制、显示并编辑画面、事故申报及故障的处理、语音报警、历史趋势分析和模拟调度员培训等。调度总站可以保证整个系统处于最佳状态，重要节点的双机热备用可以避免因某一点的问题影响到整个系统等。总之，该系统稳定而可靠。目前，我国的主要电力调度自动化系统有OPEN-3000，DF8003S，SD-6000[2]。这3种系统均处于国内外自动化系统的前端，而每一种系统又具备其自身的特点。电力调动自动化系统发展趋势包括以下几个方面。

1）数字化发展趋势。电力调度自动化系统数字化发展主要强调在大数据环境背景下，变电站数字化、电网数字化的研究与发展。电力调度自动化系统数字化包括4个方面：信息数字化、决策数字化、管理数字化和通信数字化。

信息数字化指的是资料的整合和共享，可以对电网设备进行数字化处理；决策数字化是指对经济调度、稳控和应急控制实行闭环式管理，确保电网分析预警功能； 管理数字化，是指从规划到设计到运行到维护，所有的流程都是数字化的管理模式，管理的数字化、数字化；通信数字化，主要是指以数字化的形式，对调度主站C变电站之间的联系进行的。

2）市场化发展趋势。一切经济事务的发展，唯有市场化。这同样适用于电力自动化市场。电力系统在市场化过程中必然面临电网负荷过大、传输受阻等多方面冲击；不能预测电网可能承载的能力；电网运行正常，缺乏数据支持；很多方面，比如调度权限的控制。这些问题的出现，就要求在电调自动化系统的发展过程中，技术和运行必须两手抓、两手都要硬，要实现电调自动化系统的市场运行，就必须在市场化的浪潮中很好地融入技术。

3）智能化发展趋势。智能化是电力调度自动化系统发展的最高境界。智能化依赖于新技術的不断发展，通过智能调度技术等强大的数据采集能力，对电力系统内部的各种信息和情报进行科学整合，从而实现对电力系统的全面监控和持续优化，并在此基础上模拟制定预警机制、智能故障处理机制等多个方面的功能，从而实现对电力系统内部的各种信息和情报智能化是一个综合性的要求，其涵盖了整个电力系统的各个环节，对所有的电力市场运行工作都能够做到有条不紊，高效科学的管理。

综上所述，新型调度控制系统可用于解决上述调度电话和人机工作业务相互独立、难以联动问题，通过建立人机工作站多媒体调度通信系统，实现调度电话向调度数据通信网的延伸，支撑在人机工作站上实现调度电话业务与调度业务系统的融合应用。一方面为人机工作站建立调度电话软件终端系统，在兼容传统调度台接听调度电话的基础上，增加在人机工作站上实现调度电话的代理接听或拨打；另一方面，构建人机工作站的调度通信平台，提供开放接口，供调度业务系统集成调用，实现厂站图中一键电话呼叫关系人员、来听自动关联厂站信息等更加广泛的智能化调度通信应用，使人机工作站更好地服务调度值班人员。

D5000[3]作为智能电网调度控制系统一直把重心放在保护电网的高效、安全、稳定运行中，早期D5000系统的设计研发并没有涉及关于调度电话应用及相关功能。但通过对调度员在日常办公调研发现：调度员不能直接在D5000系统的人机工作站上完成调度电话的接听和拨打操作，传统调度电话业务与电网调度系统间缺少信息融合。因此，国调中心提出将调度电话功能集成到D5000系统中，为调度员日常工作带来便利。

2  系统功能

本系统实现传统程控调度台业务在“人机工作站”终端的延伸，支撑在“人机工作站”上实现调度电话的呼叫操作，同时构建人机调度电话业务平台，实现调度业务系统与调度电话的融合智能化联动应用提升。整体上由4个组件构成，包括人机工作站[4]、调度程控交换系统[5]、调度业务融合后台服务和D5000平台系统，具体如图1所示。

2.1  人机工作站

调度电话客户端与D5000人机操作界面进行融合，为调度员提供人机工作站调度电话接听、电话拨打、电话会议、通讯录、转接、并线、通话记录、联动厂站图交互操作和展现功能。录音系统客户端部署在人机工作站，登录需要输入管理员用户名、密码，为有权限查看录音的工作人员提供录音查询、录音播放交互操作和展现功能。

2.2  调度程控交换系统

调度程控交换系统同振组件主要提供传统调度台电话与人机工作站调度电话的来电同组共振和去电同组显号功能。主要包括：2 M中继板卡、调度同振处理单元。2 M中继板卡提供调度数据通信网的电话业务，提供电话中继通道接入，实现与语音中继网关对接。调度同振处理单元提供程控调度交换机域的“调度台/调度电话”与“调度电话客户端”的来电同组共振和同组显号功能。

2.3  后台服务

调度业务融合后台服务简称“后台服务”，其组件包括调度电话后台服务、IP接入网关、录音系统和语音中继网关，后台服务部署在已部署D5000平台的服务器内。其中，调度电话后台服务为人机工作站调度电话客户端提供功能服务支撑。IP接入网关作为IP分组交换核心单元。录音系统为录音系统客户端提供功能服务支撑。其中，录音文件同时包含程控调度台和调度电话客户端两侧的录音文件。

2.4  D5000平台

D5000平台主要提供基础平台支撑和人机工作站人机界面融合应用功能。D5000基础平台提供进程管理功能、应用管理功能、用户权限管理、模型服务、商用库服务和文件服务等功能。基于D5000平台进程管理功能，后台服务中调度电话后台服务、IP接入网关、录音系统等相关进程，通过D5000平台进行进程管理。融合D5000平台总线服务框架，实现通讯录信息、厂站信息、调度业务信息在安全可靠的环境下通信。

3  安全防护

系统安全防护示意图如图2所示。

一机一号。调度电话后的人机工作站，需要做到一机一号，并与调度员账号进行关联认证，认证通过后，调度人员方可通过指定人机拨打电话。

语音网关的安全加固。对语音网关的安全要求应包括限制语音网关仅可以通过console口[6]或者SSH远程连接的方式进行访问，关闭不要的监听端口及Web配置页面等。

防火墙报文过滤。语音网关与IP接入网关之间应通过串联防火墙来保证程控部分与内部局域网之间的安全间隔。防火墙设置报文过滤规则应为只允许通话需要的UDP报文[7]，以及测试用的ping命令报文通过。

IP接入网关注册认证。任何软电话客户端应使用IP接入网关进行通话，必须要首先进行账号注册认证，认证成功之后方可进行语音通话和语音会议。

人机调度客户端集成D5000认证。用户使用人机调度客户端之前，必须进行登录认证。通过集成D5000平台的认证界面，使用D5000的认证模型，保证合法用户的登录操作。

人机调度客户端与人机调度后台服务安全傳输控制。人机调度客户端和人机调度后台服务之间应通过自定义TCP专用报文进行业务的安全交互。

用户登录支持多种身份验证方式。

包括基于口令和操作系统身份等验证方式。

支持对用户的安全属性与可访问资源进行限制，并提供对表的空间配额限制，防范各类恶意抢占资源的攻击。

支持对数据库对象访问权限进行设置与控制，并支持对权限的扩散进行控制。

提供行级粒度的强制访问控制，支持对不同安全等级的用户设置不同的安全策略。

4  系统应用

本系统部署（图3）分为硬件和软件两部分：①2 M中继板[8]和同振处理单元安装在通信机房交换机中；调度电话服务器安装在自动化服务器机房；录音系统主机、语音中继网关、交换机和防火墙安装在自动工作站机房。通信机房和自动化工作站机房通过PDH设备进行互联。②调度电话服务器部署D5000系统平台、IP接入网关和调度电话服务程序；现有人机工作站升级D5000人机客户端，同时部署调度电话客户端。按照该部署方案实施后，实现了以下新的调度电话操作方式。

4.1  人机工作站调度电话操作

在调度席位上，为人机工作站上部署“调度电话APP”软件终端，并配套部署语音输入输出设备（例如“八爪鱼”外设），为电力调度员在利用传统“调度台/调度话机”拨打和接听调度电话的基础上，增加在人机工作站上直接对调度电话的操作。当调度电话来电时，电力调度员可选择传统“调度台/调度话机”接听或者人机工作站的“调度电话APP”接听；同样拨打调度电话时，电力调度员可选择以上两种方式之一。

4.2  调度自动化系统关联调度电话操作

可在厂站图或者告警窗口中，直接一键发起电话呼叫，无需切换到传统“调度台/调度话机”操作。同时，调度电话来电时，可自动呈现到来电号码关联的厂站图及相关信息。

5  结束语

随着科技进步，智能化的深入拓展，调度电话业务与调度自动化业务的壁垒必将被打破，为了提高调度员的工作效率，使调度员操作更加便捷准确高效，两者的融合已经是必然的选择。新型调度控制系统的研究与实施部署可以实现调度电话业务向人机工作站的安全延伸、调度电话与调度自动化系统的智能联动应用，促进调度员与调度系统的友好互动，增强调度员工作的精确管控，维护了电网安全。促进通信与自动化的跨专业协同，推动通信业务与自动化业务共同发展，利用融合通信技术手段，提升自动化业务智能化水平。在新型电力系统的背景下，该成果可得到行业内广泛关注，可在国网各省及地市公司全面推广使用。

参考文献：

[1] 朱敏，朱志敏，陶维青，等.配电网中基于实时传输的相量数据集中器设计[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2020，43（6）：784-789，796.

[2] 张霞.电力调度自动化系统实用化应用分析[J].住宅与房地产，2017（18）：299.

[3] 陈思旭，范宇航，宋璟，等.基于电网智能调度控制D5000系统的全逻辑控制功能及应用研究[J].机电信息，2023（3）：46-49.

[4] 张哲，徐正山，张昊，等.基于KVM技术的调度台解决方案及应用[J].电力系统自动化，2008，32（2）：106-107.

[5] 张敏，鲁昊伦，王畅茹.内蒙古电网调度交换系统IP化改造研究分析[J].科学与信息化，2022（10）：133-135.

[6] 张鲁峰.解决交换机无法清除CONSOLE口登录密码的问题[J].网络安全和信息化，2021（10）：158-159.

[7] 赵昶宇.基于报文序号和时间戳预测UDP拥塞程度的方法研究[J].科技与创新，2022（9）：32-34，39.

[8] 深圳市富晋天维信息通讯技术有限公司.数字程控调度交换机数字中继板：CN201320510006.4[P].2014-01-22.