智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)研究

張兵 張偉

摘 ? 要：智能型電網(wǎng)調(diào)度決策系統(tǒng)已經(jīng)成為未來電網(wǎng)調(diào)度管理的重要組成部分，基于此，本文設(shè)計(jì)一套智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)，在了解系統(tǒng)的基本特征、結(jié)構(gòu)以及關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，對(duì)軟件功能做進(jìn)一步的完善。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有先進(jìn)性，能夠滿足復(fù)雜電力條件下的數(shù)據(jù)處理需求，是一種科學(xué)有效的處理方法，為保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，因此值得推廣。

關(guān)鍵詞：智能型 ?電網(wǎng)調(diào)度 ?決策支持系統(tǒng) ?系統(tǒng)研發(fā) ?大數(shù)據(jù)

中圖分類號(hào)：TM734 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）05（a）-0004-02

目前我國的電網(wǎng)調(diào)度決策正在從經(jīng)驗(yàn)型調(diào)度向分析型調(diào)度轉(zhuǎn)變，在智能化技術(shù)的支持下，智能型電網(wǎng)調(diào)度決策的功能得到了完善發(fā)展，并且相關(guān)系統(tǒng)的架構(gòu)更加合理，對(duì)于復(fù)雜環(huán)境下的電網(wǎng)調(diào)度都具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力?；诖?，本文提出了一種智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)，詳細(xì)資料如下。

1 ?智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的特征

目前我國的電力系統(tǒng)已經(jīng)有了顯著發(fā)展，無論是規(guī)模還是結(jié)構(gòu)都有顯著提高，這也導(dǎo)致影響電力系統(tǒng)安全性的因素越來越多，各種故障日益復(fù)雜，并且多重化、連鎖故障的出現(xiàn)都有可能引發(fā)嚴(yán)重后果。而面對(duì)這種問題，傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)度管理系統(tǒng)顯得力不從心，系統(tǒng)的弊端逐漸凸顯，無法有效采集系統(tǒng)的狀態(tài)信息，導(dǎo)致調(diào)度人員無法對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行情況作出科學(xué)合理的判斷。而隨著智能化技術(shù)的發(fā)展，為電網(wǎng)調(diào)度提供了必要的環(huán)境，本文所介紹的智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)是建立在SCADA/EMS基礎(chǔ)上所發(fā)展而來的一種更高級(jí)電網(wǎng)調(diào)度決策系統(tǒng)，是對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的一種變革、發(fā)展。該系統(tǒng)以智能化技術(shù)為依托，能夠適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下的電網(wǎng)調(diào)度需求[1]。

2 ?智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)分析

2.1 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)

本文所介紹的智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)，主要硬件包括數(shù)據(jù)服務(wù)器、前置機(jī)、PAS工作站等，各個(gè)部件在100BASE-T交換式以太網(wǎng)連接的基礎(chǔ)上，通過TCP/IP為局域網(wǎng)的基本網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

2.2 系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)

為了能夠更好地適應(yīng)不同電網(wǎng)運(yùn)行的需求，在智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，使用了分布式的電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)，在軟件結(jié)構(gòu)上來看，主要包括以下幾方面：

（1）變電站繼電保護(hù)信息管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是完成故障處理與故障信息收集等，為故障診斷、故障恢復(fù)等提供完整的故障信息，是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

（2）網(wǎng)絡(luò)通信子系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以完成網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)信息處理等關(guān)鍵功能，在運(yùn)行期間遵照網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議。

（3）綜合數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。該平臺(tái)是數(shù)據(jù)決策的基礎(chǔ)，也是智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)所有高級(jí)應(yīng)用功能的平臺(tái)，包括了所有屬于SCADA系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，也能智能化顯示變電站的繼電保護(hù)信息、故障數(shù)據(jù)等，最終實(shí)現(xiàn)了故障信息與穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)的結(jié)合。

（4）高級(jí)應(yīng)用軟件子系統(tǒng)。該子系統(tǒng)能對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，包括電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測、系統(tǒng)功能優(yōu)化等，是提高智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的重要保障。

（5）維護(hù)子系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠完成維護(hù)任務(wù)、日常管理等功能，確保各級(jí)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.3 系統(tǒng)功能的軟件組織

為了能夠進(jìn)一步強(qiáng)化系統(tǒng)功能，在智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所提出的系統(tǒng)決策功能依托SCADA以及數(shù)據(jù)管理層、網(wǎng)絡(luò)信息分析層的關(guān)鍵模塊實(shí)現(xiàn)。而這個(gè)關(guān)鍵功能的實(shí)現(xiàn)，則需要諸多成熟的系統(tǒng)功能支持，其中的關(guān)鍵內(nèi)容包括：

（1）SCADA與故障信息監(jiān)測數(shù)據(jù)層。該結(jié)構(gòu)能夠收集電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。在該功能層運(yùn)行期間，能夠?qū)⑾到y(tǒng)運(yùn)行過程中所采集的數(shù)據(jù)直接提供給網(wǎng)絡(luò)分析軟件，并將一些處理后的關(guān)鍵數(shù)據(jù)反饋給SCADA系統(tǒng)。在這個(gè)數(shù)據(jù)處理過程中，為了能夠強(qiáng)化運(yùn)行能力，應(yīng)保證該數(shù)據(jù)層能夠快速診斷故障信息系統(tǒng)信息，并將其作為恢復(fù)故障功能的數(shù)據(jù)支持來源。

（2）網(wǎng)絡(luò)分析層。該功能層主要包括智能電網(wǎng)調(diào)度操作票、實(shí)施穩(wěn)態(tài)分析以及故障恢復(fù)、故障診斷等關(guān)鍵功能。在功能層運(yùn)行期間，可以按照SCADA系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，一般在正常的運(yùn)行環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)分析層能夠完成經(jīng)濟(jì)性與安全性評(píng)價(jià)，并依托相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理措施，采集電力系統(tǒng)的運(yùn)行故障情況，形成故障調(diào)整策略。

（3）指揮系統(tǒng)協(xié)調(diào)層。指揮系統(tǒng)協(xié)調(diào)層由指揮系統(tǒng)構(gòu)成，能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行協(xié)調(diào)，并在復(fù)雜的環(huán)境下快速協(xié)調(diào)不同應(yīng)用軟件的運(yùn)行情況。在智能技術(shù)支持下，指揮系統(tǒng)協(xié)調(diào)層的功能進(jìn)一步完善，主要包括：①能夠?qū)ο到y(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)以及智能體進(jìn)行評(píng)價(jià)。該功能可以檢測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合現(xiàn)有數(shù)據(jù)來評(píng)估未來一段時(shí)間的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，預(yù)見未來電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，顯示電力系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，方便調(diào)度人員了解系統(tǒng)運(yùn)行情況，協(xié)調(diào)其他職能層來制定電網(wǎng)調(diào)度管理?xiàng)l例，維持系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。②經(jīng)濟(jì)運(yùn)行決策智能體。在正常的工況下，該系統(tǒng)能按照約束條件來判斷電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，并且在特定的運(yùn)行規(guī)則下，依靠不同算法以及數(shù)據(jù)處理模型，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、線損優(yōu)化、無功率優(yōu)化等，避免優(yōu)化孤島問題發(fā)生[2]。③人機(jī)交互智能體。在智能化技術(shù)支持下，調(diào)度人員能夠按照系統(tǒng)的狀態(tài)完成友好、協(xié)調(diào)或者其他交互。

3 ?基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的系統(tǒng)功能完善

為了能夠更好完善智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)功能，本文基于大數(shù)據(jù)技術(shù)來優(yōu)化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這是因?yàn)楝F(xiàn)階段電網(wǎng)的規(guī)模逐漸擴(kuò)大，并且接線方式十分復(fù)雜，其中涵蓋大量的自動(dòng)化設(shè)備，所以相對(duì)應(yīng)的調(diào)度系統(tǒng)必須要更加智能化、自動(dòng)化，才能強(qiáng)化運(yùn)行能力[3]。

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，硬件結(jié)構(gòu)中的通訊系統(tǒng)使用ErherCAT協(xié)議，該協(xié)議適用以太網(wǎng)的使用標(biāo)準(zhǔn)，在數(shù)據(jù)護(hù)理環(huán)節(jié)，能夠通過定時(shí)預(yù)測判斷的方法，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，具有效果好、精度高的優(yōu)點(diǎn)，并且在傳遞過程中不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)幀原本結(jié)構(gòu)的改變。

在系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)中，系統(tǒng)能夠通過不同的應(yīng)用模塊與其他的程序之間完成相互配合，并且通過不同的配置方式，使系統(tǒng)的任務(wù)段能夠訪問不同主站的功能函數(shù)形成不同處理處理功能;在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所設(shè)定的故障診斷系統(tǒng)能夠完成多種復(fù)雜的數(shù)據(jù)傳輸過程，包括郵箱服務(wù)、數(shù)據(jù)編輯服務(wù)等。

在大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持下，該系統(tǒng)設(shè)置診斷數(shù)據(jù)時(shí)鐘功能，根據(jù)DisClock時(shí)鐘模塊，能分別從主站、從站中提取智能調(diào)度系統(tǒng)的信息，并根據(jù)信息反饋與識(shí)別結(jié)果進(jìn)行判斷。

4 ?結(jié)語

本文介紹了智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)路徑，并給予大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對(duì)智能型電網(wǎng)調(diào)度決策支持系統(tǒng)的功能進(jìn)行了完善。本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有先進(jìn)性，能夠滿足復(fù)雜電力條件下的數(shù)據(jù)處理需求，是一種科學(xué)有效的處理方法，為保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行奠定基礎(chǔ)，因此值得推廣。

參考文獻(xiàn)

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