智能電網(wǎng)調度日志系統(tǒng)的研究與分析

王萍+許暢+張靖

摘 要：調度系統(tǒng)是電網(wǎng)智能化建設的重要部分，是電網(wǎng)運行經濟性和可靠性的重要保證。調度運行日志記錄了電網(wǎng)運行情況和調度工作的過程，調度日志系統(tǒng)的科學性和合理性直接影響調度工作的好壞。本文從設計、系統(tǒng)技術應用以及主要功能等方面對調度日志系統(tǒng)進行了研究，對原始的調度日志系統(tǒng)的問題進行了分析，構建了面向時間的調度日志系統(tǒng)，有利于電網(wǎng)調度工作水平的提高。

關鍵詞：智能電網(wǎng)；電力調度；調度日志系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0045-02

1 概述

調度日志系統(tǒng)是電網(wǎng)調度管理的重要軟件構成，是電力系統(tǒng)運行管理系統(tǒng)的重要部分。在電網(wǎng)運行過程中，調度日志系統(tǒng)會對電網(wǎng)的運行狀況和調度工作進行記錄，這些數(shù)據(jù)信息為運行管理人員、設備保護管理人員以及檢修人員提供了強有力的數(shù)據(jù)支持，調度日志系統(tǒng)的科學性對調度工作的進行有著直接的影響。最初的調度管理工具只是用計算機軟件工具記錄的方式替換了調度人員的人工記錄方式，在一定程度上提高了工作效率和日志的準確性，但隨著電網(wǎng)的智能化和規(guī)模的擴大，需要記錄的日志信息量日益龐大，這種工作方式的弊端也逐漸顯現(xiàn)。首先，這種日志記錄方式缺乏嚴謹性，信息組織結構不嚴密，調度的各項工作是聯(lián)系在一起的，假如根據(jù)內容將一項工作分類，則在記錄工作時則需不斷反復查看各類內容，在調取工作記錄時，需要在不同的類目中篩選所需的工作記錄，造成數(shù)據(jù)的反復檢索；另外，由于在日志記錄工程中缺乏整體性的概念，導致工作內容存在不合理的字段分割，數(shù)據(jù)內容精細化程度不高，對以后數(shù)據(jù)的查詢、調取和分析都造成影響。[1]構建面向事件的智能電網(wǎng)調度日志系統(tǒng)是提升傳統(tǒng)調度日志系統(tǒng)的有效手段，本文對原始的調度日志系統(tǒng)的問題進行了討論，對面向事件的調度日志管理系統(tǒng)的結構進行了介紹，整個系統(tǒng)在功能上取得了進一步的完善。

2 傳統(tǒng)的電網(wǎng)調度日志系統(tǒng)存在的問題

原始的電網(wǎng)調度日志系統(tǒng)已經初具規(guī)模，但還存在一些問題。

（1）記錄數(shù)據(jù)關聯(lián)性不強。原始的調度日志系統(tǒng)，所存儲的數(shù)據(jù)按內容單獨分類，調度記錄、一次二次設備操作記錄、工作許可、運行設備隱患以及穩(wěn)定限額調整值等數(shù)據(jù)是各自錄入的，相互之間缺乏關聯(lián)性。1）電網(wǎng)中一次設備和二次設備運行狀態(tài)的改變往往是由于一次設備和二次設備的事故、隱患以及檢修工作引起的，進而導致設備運行參數(shù)的改變，因此，設備隱患、一次設備和二次設備的操作記錄、工作許可以及穩(wěn)定限額調整值等信息之間是相互聯(lián)系，不能完全獨立的。2）電網(wǎng)中需要更換的設備之間存在關聯(lián)時，當一個設備的運行狀態(tài)發(fā)生改變時就會造成其他設備的記錄隨之而改變，而這種設備之間存在耦合關系的現(xiàn)象是分普遍的。因此，在電網(wǎng)的調度日志系統(tǒng)對這些耦合事件應按照方便調度人員進行錄入和查詢的方式進行歸檔記錄，這樣更加方便調度人員全面掌控電網(wǎng)的運行情況。[2]

（2）數(shù)據(jù)記錄的規(guī)范性不強。常規(guī)的調度日志系統(tǒng)缺乏規(guī)范化的設備名稱、設備狀態(tài)管理，調度員往往按照自己的工作習慣對工作進行記錄，雖然由于長期的合作關系，調度員之間往往通過溝通和協(xié)調也可以把一些問題解決，然而對于數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計來講仍然存在很大問題，尤其是一旦發(fā)生人員調動，很多數(shù)據(jù)的解讀就會陷入困境，嚴重影響調度日志系統(tǒng)的產尋功能。

（3）數(shù)據(jù)錄入校驗不到位。原始的調度日志系統(tǒng)缺乏數(shù)據(jù)錄入的校驗環(huán)節(jié)，而電網(wǎng)規(guī)模愈發(fā)龐大，數(shù)據(jù)量迅速增加，僅僅依靠調度人員的人工操作來確保錄入數(shù)據(jù)的準確性是不現(xiàn)實的。因此，系統(tǒng)應按照規(guī)則，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動校核，盡量確保錄入數(shù)據(jù)的準確率。

3 面向對象的調度日志系統(tǒng)的總體架構

進行面向對象的調度日志系統(tǒng)建設可以對原始的日志系統(tǒng)存在的問題進行很好的解決。在調度日志系統(tǒng)設計時應對調度工作的特點進行充分考慮。在確保日志管理功能的同時，還要考慮數(shù)據(jù)共享的問題，滿足系統(tǒng)智能化的要求，提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力。電網(wǎng)一次設備和二次設備運行狀態(tài)的改變、電網(wǎng)繼電保護整定值的改變、事故報警處理、發(fā)電計劃調整、設備隱患、設備日常運維等工作記錄是電網(wǎng)調度運行中的主要事件。這些信息呈現(xiàn)了電網(wǎng)的整體運行狀況，這些事件往往以時間為軌跡順序記錄。電網(wǎng)管理人員根據(jù)這些數(shù)據(jù)對電網(wǎng)的運行情況進行分析，制定運維計劃。[3]調度信息總體架構如圖1所示。

為實現(xiàn)調度系統(tǒng)的基本業(yè)務功能，系統(tǒng)軟件的設計采用了瀏覽器/服務器和數(shù)據(jù)層/服務層/應用層三層結構兩種方式。瀏覽器/服務器結構主要進行日志信息的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布，提供日系信息查詢和統(tǒng)計服務，數(shù)據(jù)層/服務層/應用層三層結構中數(shù)據(jù)層是存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)層，服務處提供數(shù)據(jù)讀寫接口功能，應用層提供用戶日志記錄管理功能。

4 人工智能技術在調度日志系統(tǒng)的應用

人工智能是利用計算機技術模擬人的智能技術，目前的應用主要是通過對學科的深入研究，將復雜的問題簡化，最終達到部分功能智能化的目的。在電網(wǎng)調度運行工程中，調度人員按照操作規(guī)程和電網(wǎng)實時運行狀況進行相應的調度工作。適當?shù)囊肴斯ぶ悄芗夹g，系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)中的數(shù)學模型算法，按照調度規(guī)則自主為調度人員提供調度信息，從而有效的替代了人工查詢，節(jié)省了人力，大大減輕了工作人員的勞動強度。比如當調度人員需要記錄開關分合閘操作時，可以選擇輸入開關所在單位的名稱、標號，系統(tǒng)會根據(jù)要求調用數(shù)據(jù)庫中歷史數(shù)據(jù)，供操作人員查閱記錄。

在軟件應用上，面向對象的設計理念，把事件的屬性和方法歸納成類和對象，程序設計的效率得到有效提升，系統(tǒng)的開發(fā)和維護工作更加方便。程序的設計由分散的過程調取轉變?yōu)檠芯繉ο蟮男畔⒔涣?。面向事件的調度日志系統(tǒng)借鑒了相同的設計思路。模仿和重現(xiàn)是面向對象的主要特點，聯(lián)想和搜索是其事件處理的主要方式，深度和優(yōu)先搜索在日志系統(tǒng)中得到應用。事件的數(shù)據(jù)架構如圖2所示，其中圖（a）是調度日志中各個對象之間的關系，事件和調度工作之間是一對多對應的。圖（b）是對這種一對多關系的描述。調度日志中記錄了電網(wǎng)設備的運行變化，通過對日志系統(tǒng)數(shù)據(jù)的調取研究可以全面掌握電網(wǎng)設備的運行狀態(tài)，從而發(fā)現(xiàn)運行不正常的設備。通過調度操作和事件的從屬關系，可以從日志記錄中找到相關的運維和事故情況記錄，從而將日志記錄信息有機的組合起來，形成一個整體，智能的系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析和處理，使調度人員的效率和工作效果都得到有效提高。[4]

在調度過程中，主要設備工作狀態(tài)的改變往往會引起多個輔助設備的工作狀態(tài)的改變，因此首先要查詢和主設備相關聯(lián)的輔助設備，然后根據(jù)主設備的動作變化對輔助設備進行相應的操作，設備之間的關系可以從相應的數(shù)據(jù)庫中調取。

5 調度日志系統(tǒng)的主要功能

（1）以事件為核心管理調度事件。電網(wǎng)調度日志系統(tǒng)記錄的事件是相互關聯(lián)的工作記錄，這些記錄的類別的劃分是按照工作性進行的。以輸電線路停止檢修為例，線路停止運行前要經過上級調度的許可，線路從運行狀態(tài)進入檢修狀態(tài)后，要對線路的穩(wěn)定限額進行調整，相關內容要在工作許可、穩(wěn)定限額調整記錄以及調度操作記錄中記錄。上級調度人員在收到任務后，需要首先創(chuàng)建調度事件，然后根據(jù)事件的實際進展對各項內容進行記錄。在調度員交接班時，需和下一班的人員交接事件，確保事件的順利完成，任務完成以后，可以將事件進行歸檔。設備從停止到恢復運行是一個完整的過程，在事件完成以前不需要對事件進行歸檔。根據(jù)事件的生命周期的長短對事件進行劃分，可以減少需要用戶重點關注的事件數(shù)量。

（2）以事件為核心管理交接班工作。在調度人員進行交接班操作時，可以將需要交接的事項建立交班記錄，接班人員在檢查完交班記錄，確認無誤后簽字，并進行后續(xù)的日志記錄。系統(tǒng)可以根據(jù)需要進行交接事件的選擇，并在交接記錄中顯示更新內容，從而提高交接班的效率，同時避免了工作的疏漏。

（3）以事件為核心查詢當前工作。調度日志系統(tǒng)，在對歷史時間進行記錄歸檔的同時，也提供實時的事件發(fā)展狀況和系統(tǒng)運行狀態(tài)，這是調度日志系統(tǒng)的一項重要功能，實時查詢的內容主要包括正在進行中的許可工作、系統(tǒng)存在的缺陷、異常狀態(tài)下的系統(tǒng)設備、準備運行的設備以及系統(tǒng)穩(wěn)定限額的調整等，從而幫助調度人員全面掌握電網(wǎng)的實時運行狀態(tài)。

（4）以事件為核心發(fā)布日志信息。不同的用戶關注的調度日志信息的內容重點是不同的，為方便用戶讀取，調度日志系統(tǒng)應根據(jù)用戶需求，將日志內容按照不同的方式展現(xiàn)出來，并授權用戶在網(wǎng)絡中進行讀取。

（5）以事件為核心提供基礎數(shù)據(jù)支撐。調度日志系統(tǒng)的運行需要多種基礎數(shù)據(jù)的支撐，這些數(shù)據(jù)為調度工作的順利進行提供了重要的知識保障。與此同時，這些數(shù)據(jù)還可以為電力系統(tǒng)的其他智能軟件系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享業(yè)務，與其他輔助系統(tǒng)共同維護電網(wǎng)的安全可靠運行。

面向對象的調度日志系統(tǒng)在查詢相關記錄時不需要在不同類別的事件中反復切換，設備的操作記錄和狀態(tài)記錄以及設備的實時狀態(tài)可以在同一記錄中獲得，系統(tǒng)為用戶提供了標準化的數(shù)據(jù)庫，可以對錄入數(shù)據(jù)進行自動校驗，在功能上得到進一步的完善。

6 結語

調度日志的管理采用以事件為主線的方式，將調度日志系統(tǒng)和調度人員的工作習慣進行了統(tǒng)一，有效的提高了工作人員的的工作效率，同時也將電網(wǎng)和設備的運行狀態(tài)更好的呈現(xiàn)在調度人員的面前，同時也為系統(tǒng)中的其他功能系統(tǒng)提供了規(guī)范的基礎數(shù)據(jù)支撐，從而為電網(wǎng)的安全可靠運行提供了強有力的支撐。

參考文獻

[1]王文林，洪天祈.智能型地區(qū)電網(wǎng)調度運行管理系統(tǒng)的研究與應用.電力信息化，2005，3（6）：67-69.

[2]林峰，倪斌，賀成利.一種用于統(tǒng)一OMS與PMS設備庫的BMS結構設計.電力系統(tǒng)自動化，2008，32（19）：50-53.

[3]夏袆.Hadoop平臺下的作業(yè)調度算法研究與改進[D].廣州：華南理工大學，2010.

[4]王毅，唐隴軍.調度操作技術支持系統(tǒng)體系結構的分析[J].華東電力，2008，36（1）： 85-87.