大數(shù)據(jù)時代電網(wǎng)通信調(diào)度改革方案研究

王雪峰

摘 要：針對在大數(shù)據(jù)時代現(xiàn)有電網(wǎng)通信調(diào)度系統(tǒng)存在的信息浪費(fèi)嚴(yán)重等不足之處，研究適用于大數(shù)據(jù)時代的電網(wǎng)通信調(diào)度改革方案。通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)提高終端信息采集過程的實(shí)時性和融合度，同時通過基于云計算的智能調(diào)度中心解決了信息封閉嚴(yán)重并簡化信息數(shù)據(jù)的處理。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)；通信調(diào)度；物聯(lián)網(wǎng)

1 引言

電網(wǎng)通信調(diào)度管理是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行不可缺少的重要手段，是電網(wǎng)自動化系統(tǒng)、繼電保護(hù)及安全自動裝置、穩(wěn)定控制系統(tǒng)正常運(yùn)行以及調(diào)度運(yùn)行指揮和現(xiàn)代化管理的基礎(chǔ)。為了適應(yīng)新形勢下國家電網(wǎng)的發(fā)展，國家電網(wǎng)公司在“十二五“期間的發(fā)展戰(zhàn)略中提出的，實(shí)施兩個轉(zhuǎn)變：轉(zhuǎn)變公司發(fā)展方式，轉(zhuǎn)變電網(wǎng)發(fā)展方式。按照集團(tuán)化運(yùn)作、集約化發(fā)展、精益化管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)（簡稱“四化”）要求，實(shí)施人力資源、財務(wù)、物資集約化管理，構(gòu)建大規(guī)劃、大建設(shè)、大運(yùn)行、大檢修、大營銷（簡稱“三集五大”）體系，實(shí)現(xiàn)公司發(fā)展方式轉(zhuǎn)變。作為維護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的電網(wǎng)通信調(diào)度整合公司調(diào)度運(yùn)行與設(shè)備運(yùn)行相關(guān)業(yè)務(wù)，調(diào)整調(diào)度體系功能結(jié)構(gòu)，變革組織架構(gòu)、創(chuàng)新管理方式、優(yōu)化業(yè)務(wù)流程，建立各級輸變電設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控與電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)高度融合的一體化調(diào)度控制體系，實(shí)現(xiàn)國調(diào)、分調(diào)運(yùn)行業(yè)務(wù)一體化運(yùn)作。

為了應(yīng)對以物聯(lián)網(wǎng)、云計算技術(shù)為代表的大數(shù)據(jù)時代電網(wǎng)的規(guī)劃和發(fā)展，國家電網(wǎng)公司在2011年開啟智能電網(wǎng)試點(diǎn)工程，對物聯(lián)網(wǎng)、云計算兩種新技術(shù)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計和針對性示范。本文基于已經(jīng)開展的物聯(lián)網(wǎng)、云計算等領(lǐng)域的研發(fā)和示范工程，通過分析電力信息通信調(diào)度系統(tǒng)中現(xiàn)階段存在的問題，對大數(shù)據(jù)時代兩種技術(shù)在電力調(diào)度領(lǐng)域的應(yīng)用形式進(jìn)行分析，提升智能電網(wǎng)信息通信調(diào)度系統(tǒng)和調(diào)度員的綜合水平。

2 電網(wǎng)通信調(diào)度系統(tǒng)存在的不足

電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)由調(diào)度中心、廠站端和通信鏈路3部分組成，通信網(wǎng)鏈路的介質(zhì)可以由載波、短波、微波、光纖等組成，其中主站端負(fù)責(zé)處理采集的電網(wǎng)運(yùn)行信息。在電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行過程中，通信調(diào)度是調(diào)度系統(tǒng)感知、傳輸和電網(wǎng)運(yùn)行的狀態(tài)信息以及下達(dá)調(diào)度命令的關(guān)鍵技術(shù)，通信鏈路和信息處理是否可靠和高效是提升電網(wǎng)調(diào)度水平的保障。當(dāng)前電網(wǎng)的通信調(diào)度系統(tǒng)主要存在3點(diǎn)不足。

2.1 信息浪費(fèi)嚴(yán)重

當(dāng)前通信運(yùn)行調(diào)度只采用了能量管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)的狀態(tài)估計、負(fù)荷預(yù)測、無功優(yōu)化、故障分析等少部分信息，而其他的EMS系統(tǒng)內(nèi)大量的應(yīng)用模塊在實(shí)際應(yīng)用中很少采用，造成了嚴(yán)重的信息浪費(fèi)。

2.2 信息孤島嚴(yán)重

信息孤島是指相互之間在功能上不關(guān)聯(lián)互助、信息不共享互換以及信息與業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用相互脫節(jié)的計算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。電網(wǎng)運(yùn)行的信息不僅包括電網(wǎng)內(nèi)電氣數(shù)據(jù)，還需要其他相關(guān)信息。通信調(diào)度中需要的EMS中存在大量的信息沒有被其他信息系統(tǒng)所分享，電氣數(shù)據(jù)和其他系統(tǒng)間信息不能相互共享，信息孤島現(xiàn)象比較嚴(yán)重。

2.3 信息封閉性嚴(yán)重和二次數(shù)據(jù)處理困難

由于電網(wǎng)需要保持和和維護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和嚴(yán)肅性，通信調(diào)度員一般不會對電氣數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，需要通過信息專業(yè)人員進(jìn)行處理，容易延誤電網(wǎng)的通信調(diào)度時機(jī)。

3 大數(shù)據(jù)時代新技術(shù)在通信調(diào)度中的應(yīng)用

3.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的終端實(shí)時采集系統(tǒng)

實(shí)際研發(fā)過程中，需要考慮物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)設(shè)備的感知層對數(shù)據(jù)采集的實(shí)時性與準(zhǔn)確性，同時也要在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層著重考慮信息傳輸?shù)娜哂嘁约皬?fù)雜度，將相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，提高傳輸效率。同時，應(yīng)該相應(yīng)的開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，提高軟硬件設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)水平，實(shí)現(xiàn)不同廠商設(shè)備之間的互聯(lián)、互通和互換。

同時引入物聯(lián)網(wǎng)的第二個優(yōu)勢在于在線檢測的實(shí)時性，由于電網(wǎng)線路和設(shè)備存在一定機(jī)率的自然磨損和人工損壞。引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以通過加在設(shè)備、線路上的溫度、濕度、震動等一系列傳感器，以及相應(yīng)的攝像監(jiān)控設(shè)備，通過物-物相連的方式傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，第一時間了解設(shè)備的運(yùn)行情況，并通過攝像頭第一時間了解非法人員的圖像信息。

3.2 基于云平臺的中心智能調(diào)度系統(tǒng)

隨著特高壓同步電網(wǎng)和西北、東北送端電網(wǎng)的形成以及智能電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展，調(diào)度系統(tǒng)方式計算、計劃制定、互備調(diào)度等眾多業(yè)務(wù)都面臨著進(jìn)一步發(fā)展的需求。為了更好地滿足這些需求，需要尋找和依托新的技術(shù)解決思路，并且要能夠從根本上滿足相當(dāng)長時間內(nèi)的智能調(diào)度發(fā)展要求。

智能調(diào)度系統(tǒng)比現(xiàn)有的EMS更為復(fù)雜，這主要體現(xiàn)在兩個方面：一方面，從數(shù)據(jù)源的角度看，智能調(diào)度系統(tǒng)所采用的數(shù)據(jù)不僅包括正常條件下SCADA系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，還將包括廣域測量系統(tǒng)提供的動態(tài)數(shù)據(jù)和故障信息系統(tǒng)的故障數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上形成綜合數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)更加豐富和全面；另一方面，為了對電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行更為深入的分析，越來越多的功能軟件被引入調(diào)度系統(tǒng)?；谠朴嬎愕恼{(diào)度系統(tǒng)可以對常見問題和能夠產(chǎn)生重大影響的狀態(tài)進(jìn)行快速分析求解，縮短系統(tǒng)處理時間。根據(jù)實(shí)時監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)行態(tài)勢分析，對故障隱患進(jìn)行定位，可以提高電網(wǎng)的預(yù)見性維護(hù)水平，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)事故時，盡快診斷事故并提出解決方案。

4. 結(jié)論

本文針對智能電網(wǎng)通信調(diào)度系統(tǒng)在大數(shù)據(jù)時代電力通信調(diào)度的實(shí)際需求出發(fā)，通過分析現(xiàn)有調(diào)度系統(tǒng)中終端采集和調(diào)度中心的不足之處，提出基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的終端采集方案和基于云計算平臺的智能調(diào)度中心系統(tǒng)，提高采集信息的全面性和實(shí)時性，提升調(diào)度中心的智能性和擴(kuò)展性，為電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行提供了方案支撐。endprint