考慮綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行智能指揮平臺

深圳供電局有限公司 劉 晟 劉軍偉

隨著我國電力技術(shù)的不斷完善優(yōu)化，使得電力以及相關(guān)行業(yè)也得到了充分的發(fā)展。電力系統(tǒng)逐漸從單一的電控轉(zhuǎn)換為大規(guī)模、集體性地調(diào)控，而與此同時，各地的電力組織也慢慢形成了大面積覆蓋的電力調(diào)度分配網(wǎng)，也就是配電網(wǎng)。電力是我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要支柱，同時電力系統(tǒng)的安全也間接關(guān)系到國家以及社會的安全，對于社會的穩(wěn)定和人民的財產(chǎn)生命也會造成影響。

配電網(wǎng)的形成一定程度上有利于推動社會的進(jìn)一步發(fā)展，對于人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活的質(zhì)量也是一種保障。一般情況下配電網(wǎng)的承載力是依據(jù)實際的運(yùn)行調(diào)配情況來確定的，相對不穩(wěn)定。通常會利用指揮平臺對其進(jìn)行合理地控制，但目前隨著電力調(diào)度頻率的增大及調(diào)度量提升，傳統(tǒng)指揮平臺及設(shè)備不再滿足電力系統(tǒng)運(yùn)行的需要，需設(shè)計更加靈活、多層次的指揮平臺，才能更加高效地完善配電網(wǎng)對負(fù)責(zé)區(qū)域電力的控制與調(diào)配。

配網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行主要與以下幾方面有緊密的關(guān)聯(lián)，分別是：總電量的計算以及控制、調(diào)度比例的確定、調(diào)度分配范圍的確定等。這些程序的執(zhí)行程度對于最終電網(wǎng)調(diào)配的效果都有著極為嚴(yán)重的影響。所以在平臺的設(shè)計過程中需制定具有針對性的方案，完善配電網(wǎng)的智能指揮平臺構(gòu)建。另外隨著信息化時代的到來，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)也被廣泛應(yīng)用在電力配網(wǎng)的控制平臺中，不僅提升平臺運(yùn)行的質(zhì)量和效率，同時也擴(kuò)大相應(yīng)的指揮調(diào)度范圍，提升平臺整體的性能。因此，對考慮綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行智能指揮平臺進(jìn)行設(shè)計，以傳統(tǒng)的指揮平臺為基礎(chǔ)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)從多角度進(jìn)行平臺功能的優(yōu)化與重建，同時增強(qiáng)平臺的安全系數(shù)及數(shù)據(jù)資源的處理程度，來進(jìn)一步拉長調(diào)配環(huán)節(jié)，提升平臺的綜合承載能力，降低了電力調(diào)配的管理難度，提升了效率，形成更加高效的智能指揮平臺。

1 平臺硬件設(shè)計

1.1 負(fù)載均衡器的設(shè)計

首先要對硬件中的負(fù)載均衡器進(jìn)行設(shè)計。負(fù)載均衡器在平臺的硬件控制中主要負(fù)責(zé)對承載壓力進(jìn)行分流，且在平臺運(yùn)行過程中保持指揮執(zhí)行的均衡。在平臺硬件管理中，負(fù)載均衡器通常被安裝在電路的中心位置，便于對平臺實時獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理。在電路中安裝電力感應(yīng)器，并在感應(yīng)器中建立相應(yīng)的處理節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)控制系數(shù)的計算：R=α+(3v-η)。式中：R表示節(jié)點(diǎn)控制系數(shù)，α表示均衡范圍，v表示交互調(diào)度百分比，η表示縱向?qū)哟畏秶Ｍㄟ^以上計算最終可得出實際節(jié)點(diǎn)控制系數(shù)。依據(jù)不同的距離進(jìn)行調(diào)配節(jié)點(diǎn)的設(shè)定[1]。完成后，將每一個節(jié)點(diǎn)附近的感應(yīng)器與負(fù)載均衡器相關(guān)聯(lián)，并在平臺運(yùn)行時獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)。隨后將平臺調(diào)整為多層級的處理模式，并根據(jù)模式的更新更改硬件的設(shè)置。

關(guān)于負(fù)載均衡標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)定的實際均衡值與負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)分別為：缺相范圍1.25～3.21/0.26～0.95，異常比例2.34/2.64，集成范圍12.34～15.34/15.34～18.34，失壓指標(biāo)參數(shù)30.26/35.34，據(jù)此最終可得出負(fù)載均衡器的標(biāo)準(zhǔn)表。依據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)對負(fù)載均衡器的相關(guān)指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置完成后獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并對均衡器的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)速度進(jìn)行計算：式中：P表示均衡器的標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)速度，L表示負(fù)載程度，θ表示縱向支撐指數(shù)。通過以上計算最終可得出均衡器的實際標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)速度。將其運(yùn)行速度調(diào)整為對應(yīng)的數(shù)值并進(jìn)行電路的二次關(guān)聯(lián)，驗證相應(yīng)的均衡調(diào)節(jié)效果，并增強(qiáng)對電路實際的負(fù)載能力，最終完成平臺負(fù)載均衡器的設(shè)計。

1.2 總控電源的設(shè)計

在完成負(fù)載均衡器的設(shè)計后，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行總控電源的設(shè)計。配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行智能指揮平臺的總控電源通常是對平臺數(shù)據(jù)信息的劃分與處理情況來進(jìn)行控制。并在電路中進(jìn)行隔離裝置的設(shè)置，此裝置主要分為文件隔離裝置和信息隔離裝置。文件隔離裝置主要是對平臺中日常處理的文件信息進(jìn)行處理隔離，在一定程度上能對文件起到存儲和保護(hù)的作用[2]；另一種則是信息隔離裝置[3]，主要是分管平臺中相應(yīng)信息并對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整合，隔離裝置不對所有的信息進(jìn)行隔離，僅會對部分雜亂的信息作出導(dǎo)出。

2 平臺軟件設(shè)計

2.1 主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計

軟件的設(shè)計首先是對主動配電網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。主動配網(wǎng)承載指揮是當(dāng)平臺在正常運(yùn)行時與配網(wǎng)相關(guān)聯(lián)，并對指揮指令進(jìn)行編制與管控。首先需要計算承載指揮的百分比：式中：K表示承載指揮的百分比，表示層級協(xié)同值，φ表示重疊實際值。通過以上計算最終可得出實際承載指揮的百分比，將其設(shè)定在配網(wǎng)的運(yùn)行平臺中，并相應(yīng)地更改對應(yīng)的主動指揮范圍。將平臺的處理層級劃分為數(shù)據(jù)資源層、虛擬調(diào)配層、處理層及應(yīng)用指揮層。

數(shù)據(jù)資源層主要是對平臺日常所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，是平臺的基礎(chǔ)層級，同時也是最為重要的層級；虛擬調(diào)配層是適應(yīng)層級，主要是對匯總整合的數(shù)據(jù)信息作出二次處理的結(jié)構(gòu)層級，與基礎(chǔ)層級相關(guān)聯(lián)，當(dāng)數(shù)據(jù)處理完成后會自動傳輸至虛擬調(diào)配層，結(jié)構(gòu)層會對相應(yīng)的信息進(jìn)行處理并建立虛擬的服務(wù)集群，在這個集群中可進(jìn)行承載力的控制及指揮情況的模擬；處理層和應(yīng)用指揮層通常具有一定的依賴關(guān)系，兩個層級可同時進(jìn)行操縱、執(zhí)行，并形成最終的指揮處理，至此便完成主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

2.2 多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立

在完成主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)的設(shè)計后，需進(jìn)行多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立。首先創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用程序，進(jìn)行執(zhí)行指令的編寫，計算指令的協(xié)同系數(shù)：，式中：D表示指令的協(xié)同系數(shù)，m表示覆蓋范圍，c表示數(shù)據(jù)庫的實際運(yùn)行指令端值，τ表示組織系數(shù)。通過以上計算最終可得出實際的指令協(xié)同系數(shù)。依據(jù)計算所得出的系數(shù)，進(jìn)行指令協(xié)議的編寫。可以通過Web Service平臺對指令重新編寫，并依據(jù)實際的情況作出相應(yīng)的調(diào)整，完成后將相關(guān)指令設(shè)定在平臺中，并在控制區(qū)域創(chuàng)建多個處理核心，每一個處理核心相關(guān)聯(lián)，在控制區(qū)域形成多核心的目標(biāo)處理網(wǎng)。

在所建立的主動配網(wǎng)承載指揮結(jié)構(gòu)中建立初始數(shù)據(jù)庫，將平臺中的數(shù)據(jù)信息通過平臺導(dǎo)出，形成固定格式的文件，利用Web Service平臺將文件中的復(fù)雜、混亂信息進(jìn)行處理，然后轉(zhuǎn)換為符合實際情況的運(yùn)行指令，將指令添加在平臺中，設(shè)置對應(yīng)的執(zhí)行目標(biāo)。將目標(biāo)與建立的數(shù)據(jù)程序相結(jié)合，形成更大范圍的數(shù)據(jù)處理程序，最終完成多核心平臺數(shù)據(jù)庫的建立。

3 系統(tǒng)測試

3.1 測試準(zhǔn)備

本次測試主要對綜合承載力的配網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行智能指揮平臺進(jìn)行驗證。配網(wǎng)的運(yùn)行區(qū)域主要分為客戶管理區(qū)域、配網(wǎng)運(yùn)維區(qū)域、調(diào)度區(qū)域、搶修指揮區(qū)域等。在進(jìn)行測試的過程中需對相關(guān)管控區(qū)域測試，以此來保證最終測試結(jié)果的全面性和真實可靠性。搭建測試環(huán)境：將指揮平臺的運(yùn)行屬性修改為多核心的運(yùn)行，管控模式為重疊管控，運(yùn)行權(quán)限調(diào)整為允許修改。數(shù)據(jù)資源庫的狀態(tài)更改為開放式的使用狀態(tài)；對平臺環(huán)境進(jìn)行創(chuàng)建：建立數(shù)據(jù)信息獲取程序，并將初始數(shù)據(jù)導(dǎo)出，資源展示設(shè)定為最新，并調(diào)整為全景展示模式，平臺的審核功能為綜合審核。獲取配網(wǎng)的調(diào)度運(yùn)行數(shù)據(jù)，并獲取相應(yīng)的指揮范圍，計算集成系數(shù)：式中：K表示集成系數(shù)，θ表示最大調(diào)度范圍，S表示運(yùn)行距離，通過以上計算最終可得出實際的集成系數(shù)。將其作為指揮平臺運(yùn)行范圍的標(biāo)準(zhǔn)，確定實際的執(zhí)行范圍。

在此基礎(chǔ)上，執(zhí)行范圍內(nèi)進(jìn)行極限承載力比值的計算設(shè)定：H=δ+c/3-3g，式中：H表示平臺極限承載力比值，δ表示平臺的請求長度，C表示極限配網(wǎng)調(diào)度范圍，g表示平臺同步比。通過以上計算最終可得出實際的平臺極限承載力比。依據(jù)平臺調(diào)配和運(yùn)行的情況進(jìn)行承載力的劃分。測試依據(jù)配網(wǎng)承載力的不同分為4組。完成環(huán)境的搭建后，檢查測試的設(shè)備是否處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)，并確保不存在影響最終平臺測試結(jié)果的外部因素，開始測試。

3.2 測試過程及結(jié)果分析

在上述搭建的測試環(huán)境之中進(jìn)行智能指揮平臺性能的測試，具體的測試步驟為：開始-獲取平臺的執(zhí)行數(shù)據(jù)/計算響應(yīng)速度-主動承載指揮結(jié)構(gòu)的建立-多核心數(shù)據(jù)庫的關(guān)聯(lián)-計算協(xié)同系數(shù)-獲取平臺最終的指揮結(jié)果。據(jù)此測試最終可得出相應(yīng)的測試結(jié)果，進(jìn)行分析討論，各組預(yù)期執(zhí)行程度（%）、實際調(diào)配范圍、拓?fù)洳钪捣謩e為：第 一 組（25）。90.54/0.15～2.35/0.17；第二組（45）。96.34/0.13～3/0.13；第 三 組（65）。90.21/0.15～3.125/0.19；第四組（85）。91.66/0.16～ 4.25/0.14。據(jù)此信息最終可得出以下結(jié)論：在不同的承載力測試組下，所得出的拓?fù)洳钪稻?.2以下，表明智能指揮平臺的執(zhí)行效果相對較好，運(yùn)行時所存在的誤差較小，具有一定的實際應(yīng)用價值。

4 結(jié)語

綜上，在現(xiàn)今的信息化時代中配電網(wǎng)的智能指揮平臺是大勢所趨，它的形成及應(yīng)用一定程度上也拉動了電力行業(yè)的又一次發(fā)展。本文所設(shè)計的指揮平臺具有更強(qiáng)的靈活應(yīng)變性，在區(qū)域電力的調(diào)度上工作效率與質(zhì)量都有明顯的提升，且指揮系統(tǒng)與配電站的關(guān)聯(lián)性與融合性也很強(qiáng)，進(jìn)行電力調(diào)配的過程中相關(guān)的處理環(huán)節(jié)也有了明顯的簡化，這也最大程度地減少了調(diào)配誤差的出現(xiàn)，增強(qiáng)了配網(wǎng)的指揮質(zhì)量，在提升指揮效率的同時也擴(kuò)大了平臺的實際應(yīng)用范圍。