電力智能調(diào)度通信系統(tǒng)的研究與應(yīng)用

國(guó)網(wǎng)新疆電力有限公司克州供電公司 高玖生

目前，自動(dòng)化水平不斷提升，電網(wǎng)建設(shè)向著智能化方向邁進(jìn)，當(dāng)下大規(guī)模電網(wǎng)的實(shí)際調(diào)度和操作任務(wù)是較為繁重的，一般都是多線程相互并行，有較高的共享程度，需要不同部門和不同地區(qū)負(fù)責(zé)人員共同協(xié)作。傳統(tǒng)的調(diào)度指令是通過(guò)電話發(fā)令模式進(jìn)行的，首先語(yǔ)音發(fā)令的過(guò)程中可能存在歧義，其次通話環(huán)境嘈雜，使得整個(gè)調(diào)度過(guò)程中存在明顯的缺陷和問(wèn)題，通過(guò)對(duì)電力智能調(diào)度通信系統(tǒng)的應(yīng)用，改善這些問(wèn)題。

1 智能化電力調(diào)度通信系統(tǒng)的構(gòu)架概述

智能化電力調(diào)度通信系統(tǒng)，通常來(lái)說(shuō)，需要有相應(yīng)的硬件設(shè)備和配套的系統(tǒng)軟件共同構(gòu)成[1]。

系統(tǒng)硬件設(shè)施包括的內(nèi)容較多，如隔離開(kāi)關(guān)、變壓器、直流電源等。相關(guān)通信設(shè)備借助計(jì)算機(jī)設(shè)備和相關(guān)的保護(hù)裝置，做到對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)內(nèi)部信息的實(shí)時(shí)采集，通過(guò)應(yīng)用各類斷路器電力采集裝置等，完成對(duì)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的遠(yuǎn)程控制工作和任務(wù)，從而使得整個(gè)智能調(diào)度系統(tǒng)建立起良好的硬件基礎(chǔ)，提供一個(gè)完整的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)平臺(tái)。

電網(wǎng)智能調(diào)度系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)內(nèi)容也較多，需要能夠?qū)Ω黝悜?yīng)用進(jìn)行支撐，搭載不同的應(yīng)用，完成各類信息的處理工作，同時(shí)進(jìn)行良好的信息展示和人機(jī)交互任務(wù)，借助開(kāi)放的體系機(jī)構(gòu)，整個(gè)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)通，確保能夠完成不同廠商和設(shè)備之間的信息交互工作，做到整個(gè)電網(wǎng)中的信息、能量、業(yè)務(wù)、指令得到正常的調(diào)度與分配，將整個(gè)電網(wǎng)的工作各個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)比較高度的彼此整合[2]。

系統(tǒng)硬件和軟件可以進(jìn)行良好的結(jié)合，這種結(jié)合才能夠使得整個(gè)電網(wǎng)的智能調(diào)度系統(tǒng)得到正常的使用。需要對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)中各個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，各個(gè)電量的參數(shù)進(jìn)行采集，同時(shí)反饋到中央處理器，確保能夠?qū)﹄娋W(wǎng)中的變配電系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行確切地掌握，對(duì)于發(fā)生的故障可以進(jìn)行及時(shí)的判斷和處理，完成對(duì)各個(gè)電器元件的保護(hù)和控制作用，提高整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，能夠?qū)o急問(wèn)題進(jìn)行及時(shí)處理，并且整個(gè)系統(tǒng)是具有多道安全防線的，是一個(gè)綜合性極高的系統(tǒng)，不僅能夠完成對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部的監(jiān)控任務(wù)，同時(shí)也擁有良好的抵御外部侵害的效果，外部侵害包括自然環(huán)境的變化、極端天氣以及外部網(wǎng)絡(luò)攻擊等。

目前，已經(jīng)應(yīng)用的系統(tǒng)構(gòu)架為SOA架構(gòu)，該系統(tǒng)的架構(gòu)是嚴(yán)格遵循著相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行建立的，擁有相應(yīng)的訪問(wèn)接口，能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的操作，并且相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)建模功能較為完善，能夠完成無(wú)功電壓的優(yōu)化任務(wù)，做到靜態(tài)安全分析，同時(shí)借助現(xiàn)有的模塊，促進(jìn)整個(gè)系統(tǒng)通信效率和安全程度的持續(xù)提升[3]。

2 智能調(diào)度系統(tǒng)的功能

2.1 友好的人機(jī)界面

友好的人機(jī)交互界面可以提供較多的畫面顯示情況，完成不同畫面之間的切換，能夠顯示整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)中的接線圖和配置圖情況，同時(shí)能夠完成對(duì)監(jiān)控畫面的實(shí)時(shí)顯示與傳輸，并且通過(guò)相應(yīng)的操作可以實(shí)現(xiàn)不同畫面之間的切換，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)各類電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行顯示，顯示的內(nèi)容包括但不限于各個(gè)設(shè)備的電量情況，功率消耗情況，開(kāi)關(guān)情況，工作溫度情況等多個(gè)方面。這些情況可以依靠良好的顯示系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)接線情況、溫度情況、運(yùn)行狀態(tài)情況的切換。

2.2 趨勢(shì)曲線

在電力系統(tǒng)的監(jiān)控過(guò)程中，需要采集大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)是可形成相應(yīng)的曲線，曲線不僅包括對(duì)歷史趨勢(shì)的記錄，同時(shí)也實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)有設(shè)備的運(yùn)行情況，通過(guò)對(duì)顯示和記錄的趨勢(shì)曲線進(jìn)行比較，細(xì)致全面的分析，了解整個(gè)回路的各種實(shí)際運(yùn)行情況，信號(hào)波動(dòng)情況，相關(guān)人員也可通過(guò)對(duì)這些區(qū)縣的調(diào)用和分析，及時(shí)地排查各類電氣故障[4]，合理分析故障可能存在的基礎(chǔ)原因，可更好地進(jìn)行相應(yīng)指令的下達(dá)，完成對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)的調(diào)度工作。

2.3 報(bào)表管理工作

借助一個(gè)良好的電網(wǎng)系統(tǒng)，可以按照標(biāo)準(zhǔn)的格式進(jìn)行報(bào)表的統(tǒng)計(jì)和生成，這些報(bào)表能夠反映和記錄電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，分析各類故障和報(bào)警系統(tǒng)的工作情況，對(duì)相關(guān)人員的實(shí)際操作和該系統(tǒng)的自動(dòng)控制與操作進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，生成一個(gè)完整的歷史信息記錄報(bào)表。因此，通過(guò)該功能，設(shè)備負(fù)責(zé)人員可以對(duì)系統(tǒng)內(nèi)的電壓情況、電流情況、供電和負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢。

2.4 故障記錄系統(tǒng)分析

通過(guò)上文所述，借助生成報(bào)表能夠完成對(duì)設(shè)備情況的記錄和分析，這也就是說(shuō)，借助這一系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各類操作和報(bào)警以及事故的具體記錄的。無(wú)論是月線報(bào)警還是事故跳閘，都可以進(jìn)行相應(yīng)的記錄，對(duì)事件發(fā)生的具體時(shí)間，相關(guān)負(fù)責(zé)人員的工作情況和值班情況，以及發(fā)生的事件內(nèi)容和設(shè)備參數(shù)等眾多方面都可以進(jìn)行相應(yīng)的記錄[5]。同時(shí)，對(duì)于出現(xiàn)的開(kāi)關(guān)變位跳閘，還有一些參數(shù)超過(guò)設(shè)定值的情況進(jìn)行相應(yīng)的報(bào)警，報(bào)警方式通常來(lái)說(shuō)都是通過(guò)信號(hào)燈閃爍和聲音的方式進(jìn)行，借助該警報(bào)方式，相關(guān)值班人員可以及時(shí)地對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的故障進(jìn)行發(fā)現(xiàn)和判斷，排除系統(tǒng)故障與風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題。

2.5 視頻監(jiān)控功能

傳統(tǒng)調(diào)度系統(tǒng)在具體的工作過(guò)程中完成的信息傳輸包括相應(yīng)的信息數(shù)據(jù)、測(cè)量、通信以及對(duì)電網(wǎng)那個(gè)部分的控制功能，通過(guò)這些調(diào)度維持整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行。傳統(tǒng)的調(diào)度系統(tǒng)實(shí)際上并不能完成相應(yīng)的可視化工作與任務(wù)，借助現(xiàn)有的5G通信技術(shù)，對(duì)于大容量數(shù)據(jù)的傳輸速率和效果有大規(guī)模提升，這樣可通過(guò)相應(yīng)的智能調(diào)度系統(tǒng)，將視頻監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸，調(diào)度室可以遠(yuǎn)程的通過(guò)視頻對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行監(jiān)控。

2.6 認(rèn)證功能

對(duì)于電力智能調(diào)度通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，必須擁有良好的身份認(rèn)證功能，對(duì)系統(tǒng)的身份情況進(jìn)行鑒別，對(duì)于訪問(wèn)人員的身份進(jìn)行核驗(yàn)，同時(shí)要能夠擁有一定的防止錯(cuò)誤或失誤操作的能力。相關(guān)的身份認(rèn)證功能是有著嚴(yán)格的要求和措施制定的。一般來(lái)說(shuō)，如果相關(guān)人員完成了三次密碼的輸入未成功登錄系統(tǒng)，通過(guò)認(rèn)證會(huì)進(jìn)行鎖定。在一定時(shí)間內(nèi)，賬號(hào)不可以再次進(jìn)行登錄操作，相關(guān)人員在設(shè)置密碼時(shí)，密碼的長(zhǎng)度需要進(jìn)行規(guī)范和確定，便于系統(tǒng)進(jìn)行識(shí)別。

2.7 調(diào)度操作管控功能

調(diào)度操作管控功能，實(shí)際是指借助智能化電力調(diào)度系統(tǒng)，可以完成整個(gè)電站內(nèi)各個(gè)操作步驟的調(diào)度任務(wù)。

調(diào)度發(fā)令，也就是調(diào)度員選擇一條適當(dāng)?shù)闹噶钚畔⑦M(jìn)行下發(fā)的過(guò)程，這樣網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可以自動(dòng)地對(duì)該指令進(jìn)行情況校驗(yàn)，如果達(dá)標(biāo)，可按照調(diào)度員的實(shí)際操作命令，將信息在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中進(jìn)行傳遞，同時(shí)對(duì)在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的具體傳遞軌跡進(jìn)行詳細(xì)的記錄，這些記錄的信息主要用于備案，以保證其他監(jiān)督單位可以對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行調(diào)度和研究。

指令下達(dá)之后，廠站方系統(tǒng)對(duì)于接收到的指令會(huì)進(jìn)行一個(gè)自動(dòng)的提醒，如果在一定時(shí)間內(nèi)，系統(tǒng)沒(méi)有檢測(cè)到場(chǎng)站方的用戶進(jìn)行了該指令操作，那么會(huì)進(jìn)行一個(gè)重要的提醒，確保廠站方的工作人員能夠切實(shí)收到相關(guān)信息并完成調(diào)度任務(wù)。該操作過(guò)程實(shí)際上可稱作廠站方復(fù)述操作，這一過(guò)程同樣要借助數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行備案。

調(diào)度核實(shí)任務(wù)是指在收到任務(wù)之后，需要對(duì)接收到的指令情況進(jìn)行核實(shí)，以確保整個(gè)操作過(guò)程是正確的信息理解，沒(méi)有出現(xiàn)失誤，這個(gè)工作對(duì)于保證整個(gè)信息的正確性有著關(guān)鍵性作用，在工作完成后，相關(guān)工作人員需要進(jìn)行后續(xù)日志填寫和記錄。在完成調(diào)度核實(shí)時(shí)，廠站方作為接收信息的一方，也需要對(duì)相關(guān)的指令進(jìn)行核查，確保操作票核驗(yàn)通過(guò)，才能夠開(kāi)始完成和進(jìn)行相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)操作。

以上內(nèi)容也是整個(gè)調(diào)度通信的具體下發(fā)步驟，情況概述。調(diào)度工作到此并不能說(shuō)明已全部完成，場(chǎng)站方需要對(duì)操作的結(jié)果進(jìn)行一個(gè)報(bào)告和上傳，調(diào)度在接收到相關(guān)操作報(bào)告之后，也需要對(duì)情況進(jìn)行進(jìn)一步的復(fù)核，要確認(rèn)內(nèi)容，不存在問(wèn)題。調(diào)度方在接收到核實(shí)的信息內(nèi)容之后，還需要完成收令這一操作內(nèi)容與工作。

3 關(guān)鍵性技術(shù)情況概述

3.1 信息安全相關(guān)技術(shù)

智能化電力調(diào)度通信系統(tǒng)是一個(gè)新型的管理系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)要想能夠持續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須有相應(yīng)的安全性要求，能夠擁有一定的容錯(cuò)能力和抵御外部環(huán)境變化的能力，對(duì)各類惡意攻擊能夠進(jìn)行抵抗。

首先，系統(tǒng)在登錄時(shí)必須完成相應(yīng)的信息驗(yàn)證工作，該項(xiàng)工作也是保障整個(gè)系統(tǒng)防范工作足夠安全的首要關(guān)卡，其防護(hù)效果較為重要。目前的信息登錄驗(yàn)證功能已將原來(lái)的pki技術(shù)和人臉識(shí)別進(jìn)行了結(jié)合，也就是說(shuō)，要想登入整個(gè)系統(tǒng)獲得操作授權(quán)，必須通過(guò)多重的驗(yàn)證任務(wù)，相關(guān)工作人員想要完成系統(tǒng)操作登錄，需要接入相應(yīng)的驗(yàn)證裝置，通過(guò)人臉識(shí)別才能夠進(jìn)行。整個(gè)系統(tǒng)會(huì)對(duì)驗(yàn)證裝置里存儲(chǔ)的各類用戶實(shí)際信息進(jìn)行查看，對(duì)輸入的登錄密碼進(jìn)行自動(dòng)的檢測(cè)與判斷，從而決定是否進(jìn)行授權(quán)，允許相關(guān)人員進(jìn)行操作權(quán)限的獲取。

系統(tǒng)在完成整個(gè)認(rèn)證的過(guò)程中，通常會(huì)隔固定的時(shí)間進(jìn)行刷新工作，也就是說(shuō)，如果在一段時(shí)間之內(nèi)，系統(tǒng)沒(méi)有接收到任何的操作指令，那么系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行閉鎖，防止其他人員進(jìn)行隨意的操作，影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)需要防止出現(xiàn)對(duì)用戶權(quán)限的轉(zhuǎn)借、轉(zhuǎn)讓問(wèn)題，該問(wèn)題可以借助人臉識(shí)功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，如在電廠的調(diào)度系統(tǒng)，中央控制部位加裝合適的人臉識(shí)別裝置，在技術(shù)人員進(jìn)行信息輸入的同時(shí)，分析操作人員已經(jīng)存儲(chǔ)的信息模型進(jìn)行驗(yàn)證，以確保運(yùn)行人員的身份不存在問(wèn)題，這是借助人臉識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的安全信息系統(tǒng)的優(yōu)化。

除完成信息驗(yàn)證之外，在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)信息的傳遞過(guò)程中，需要對(duì)數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行嚴(yán)格加密，同時(shí)需要加密的不僅包括傳輸過(guò)程，還包括信息的傳遞、驗(yàn)證以及存儲(chǔ)方面。在第一道防護(hù)關(guān)卡的基礎(chǔ)上，完成對(duì)各個(gè)信息的保密，預(yù)防信息的竊取和篡改是維護(hù)和保障整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定的另外一道重要關(guān)卡?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)信息加密工作，基于目前的安全套接協(xié)議進(jìn)行開(kāi)展。

3.2 調(diào)度指揮與網(wǎng)絡(luò)交互

系統(tǒng)的正常使用流程必須規(guī)范化，要防止違章問(wèn)題的發(fā)生和出現(xiàn)。完整的檢修計(jì)劃流程操作規(guī)范，是必須進(jìn)行制定和建立的整個(gè)設(shè)備的日常檢修任務(wù)，必須遵照目前制定出來(lái)的檢修計(jì)劃進(jìn)行檢修的步驟和順序，不可以隨意打亂和更改設(shè)備，在檢修過(guò)程中要進(jìn)行全過(guò)程的監(jiān)控與管理。目前，設(shè)備檢修計(jì)劃流程包括對(duì)設(shè)備的停送電操作指令的傳輸，以及對(duì)工作票的接收許可和結(jié)束等任務(wù)內(nèi)容和方面。

在系統(tǒng)進(jìn)行操作指令控制和調(diào)度工作信息的發(fā)送前，需要對(duì)操作票的編制審批進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范化，確保能夠有助于后續(xù)的各類檢測(cè)檢修工作，整個(gè)操作票的各類信息需要嚴(yán)格核查無(wú)誤，才可以進(jìn)行后續(xù)的指令發(fā)出。

通信信息的揭發(fā)過(guò)程，也需要依照各類制度的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，信息的揭發(fā)流程需要明確，并逐項(xiàng)進(jìn)行，整個(gè)流程制度規(guī)范的調(diào)令發(fā)送包括最初的調(diào)令發(fā)出，到最后的地方接收的全過(guò)程。值得注意的是，整個(gè)系統(tǒng)操作指令在進(jìn)行發(fā)出時(shí)，有可能在同一種邏輯方式下，并存著多條指令信號(hào)和信息，這些信號(hào)和信息有可能是同一時(shí)間進(jìn)行發(fā)出的，這時(shí)必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定，在完成所有并行操作基礎(chǔ)之后，再開(kāi)始下一項(xiàng)操作指令的執(zhí)行任務(wù)。

整個(gè)調(diào)度工作中傳達(dá)的各類信息和內(nèi)容也需要進(jìn)行相應(yīng)的歸檔，存儲(chǔ)和記錄整個(gè)記錄的過(guò)程也有著嚴(yán)格的規(guī)范制度和標(biāo)準(zhǔn)。需要對(duì)操作流程中涉及的時(shí)間情況，負(fù)責(zé)人員信息指令，具體內(nèi)容等都進(jìn)行細(xì)致的記錄，并且進(jìn)行存儲(chǔ)，以便于后續(xù)的信息審查工作進(jìn)行。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)

系統(tǒng)要想更好地完成相關(guān)的通信任務(wù)和調(diào)度任務(wù)，數(shù)據(jù)庫(kù)的建立是基礎(chǔ)內(nèi)容之一，目前電力系統(tǒng)平臺(tái)已可以對(duì)不同類型的數(shù)據(jù)庫(kù)完成實(shí)時(shí)接入，也可以做到對(duì)同一實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的鏡像工作，并可分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。備份的作用是非常有必要的，借助備份服務(wù)器的工作，負(fù)責(zé)人員可以更好、更加迅速地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問(wèn)，更加便捷地對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的各項(xiàng)信息進(jìn)行查找，同樣，這種備份也可以防止意外情況而造成停電，或造成設(shè)備損傷問(wèn)題引起的數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象，確保整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的安全穩(wěn)定。

4 云計(jì)算的應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

云計(jì)算是一種優(yōu)良的計(jì)算模式，需要結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行開(kāi)展，作為用戶來(lái)說(shuō)，可按照實(shí)際需要對(duì)計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)的情況進(jìn)行獲取。

云計(jì)算能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)各類資源進(jìn)行分布式的使用，這樣的話，如果眾多的計(jì)算機(jī)并不是在同一地點(diǎn)，那么也可以借助云計(jì)算技術(shù)，將這些計(jì)算機(jī)之間運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行統(tǒng)一，形成一個(gè)大型的數(shù)據(jù)庫(kù)，從而完成后續(xù)的分布式管理工作，而這也是云計(jì)算技術(shù)的重點(diǎn)特征之一。借助這一技術(shù)，可以有效將不同類型和廠家的計(jì)算機(jī)資源進(jìn)行整合，形成一個(gè)功能強(qiáng)大的計(jì)算平臺(tái)和數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，基于此，該技術(shù)還擁有較好的可拓展性，電力系統(tǒng)中本身?yè)碛写罅康挠?jì)算存儲(chǔ)資源基礎(chǔ)的，這些資源較多，并且處于閑置狀態(tài)，而借助云計(jì)算，可以將這些閑置狀態(tài)的資源進(jìn)行有效的整合，從而使得整個(gè)信息設(shè)備的工作效率得到大范圍提升。

5 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)電網(wǎng)智能調(diào)度的實(shí)際應(yīng)用情況和系統(tǒng)功能進(jìn)行了研究、介紹和分析，對(duì)相關(guān)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了預(yù)測(cè)和概括，傳統(tǒng)調(diào)度管理模式的不足，已經(jīng)可以被現(xiàn)有智能化技術(shù)進(jìn)行良好的修正和彌補(bǔ)，有利于促進(jìn)整個(gè)智能化電力系統(tǒng)的建設(shè)與發(fā)展。