新型調(diào)度控制系統(tǒng)技術(shù)研究與應用

秦寧麗 杜長宇 李達 吳鋒 王翔

摘? 要：為解決傳統(tǒng)調(diào)度電話與調(diào)度控制系統(tǒng)之間相互獨立、無法聯(lián)動問題，更好滿足調(diào)度指令的上傳與下達，以及調(diào)度事務的溝通與協(xié)作，實現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務與調(diào)度自動化業(yè)務的深度融合應用，基于現(xiàn)有程控調(diào)度電話交換網(wǎng)技術(shù)體系，對新型調(diào)度控制系統(tǒng)深入研究，實現(xiàn)調(diào)度電話與人機工作站的融合，傳統(tǒng)調(diào)度電話在調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的IP化延伸，一是實現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務在人機工作站的安全延伸，二是提供調(diào)度自動化系統(tǒng)與調(diào)度電話的智能聯(lián)動應用。目前，已完成國家電網(wǎng)有限公司的多地市全業(yè)務部署工作，包括信通公司、西南分部、河北省電力有限公司、遼寧省電力有限公司。該融合技術(shù)將促進通信與調(diào)度自動化的跨專業(yè)協(xié)同，推動通信業(yè)務與調(diào)度自動化業(yè)務共同發(fā)展，提升調(diào)度自動化業(yè)務智能化水平，為推進智能調(diào)度建設(shè)發(fā)揮重大作用。

關(guān)鍵詞：新型調(diào)度控制系統(tǒng)；調(diào)度電話；人機工作站；機器人；數(shù)字化

中圖分類號：TM734? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）06-0156-04

Abstract： In order to solve the problem of mutual independence and unlinkage between the traditional dispatching telephone and the dispatching control system， and to better meet the uploading and issuing of scheduling instructions， as well as the communication and cooperation of dispatching transactions， to realize the deep integration application of dispatching telephone service and dispatching automation service， based on the existing program-controlled dispatching telephone switching network technology system， the new dispatching control system is deeply studied， and the integration of dispatching telephone and man-machine workstation is realized. The IP extension of traditional dispatching telephone in dispatching data communication network， so as to realize the safe extension of dispatching telephone service in man-machine workstation， and provide intelligent linkage application of dispatching automation system and dispatching telephone. At present， it has completed the multi-city full-service deployment of State Grid Co.， Ltd.， including State Grid Information & Telecommunication Co.，Ltd.， Southwest Branch， Hebei Electric Power Co.， Ltd.， and Liaoning Electric Power Co.， Ltd. This integration technology will promote the cross-disciplinary coordination of communication and dispatching automation， promote the common development of communication business and dispatching automation business， enhance the intelligent level of dispatching automation business， and play an important role in promoting the construction of intelligent dispatching.

Keywords： new dispatching control system; dispatching telephone; man-machine workstation; robot; digitization

當前電力調(diào)度電話系統(tǒng)主要采用程控交換技術(shù)，通過電路交換技術(shù)體制組成的獨立調(diào)度電話網(wǎng)絡(luò)，為調(diào)度員提供現(xiàn)有調(diào)度電話業(yè)務，調(diào)度終端主要為物理調(diào)度臺、調(diào)度話機，當調(diào)度員需要接聽或撥打調(diào)度電話時，需要通過調(diào)度臺或調(diào)度話機完成。人機工作站系統(tǒng)主要部署在生產(chǎn)大區(qū)的系統(tǒng)，采用調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（IP）承載，與電路體制的調(diào)度電話系統(tǒng)，采用的是不同的網(wǎng)絡(luò)承載制式，為調(diào)度員提供日常調(diào)度業(yè)務監(jiān)視和操作，當需要接聽或撥打調(diào)度電話，需要切換到調(diào)度臺或調(diào)度話機終端，操作不方便，無法直接在人機工作站上直接完成。

1? 國內(nèi)外研究綜述

1.1? 國外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

AO（調(diào)度機器人）的概念是由國外科研人員提出的。所謂AO，即通過學習讓機器人掌握動力系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)規(guī)律。國外一些電力公司也利用WAMS（廣域相量測量系統(tǒng)）的原理，借助決策樹[1]實現(xiàn)實時測量電壓穩(wěn)定狀況。美國華盛頓大學開發(fā)了利用 logic-based system和knowledge-based system 原理的智能系統(tǒng)，用于實施故障排查和安全性能評估，維護電力系統(tǒng)。

Scottish and Southern Energy 則針對工程師和調(diào)度員的經(jīng)驗，讓這些經(jīng)驗知識形成有效溝通，推出相應的知識解決方案。調(diào)度人員依托狹義智能調(diào)度的輔助實施運作，此類方法的要點是依靠機器學習及樣本訓練，是在電力系統(tǒng)的運行中人工智能化的標志，一定程度上實現(xiàn)了調(diào)度中心智能化。

1.2? 國內(nèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

國內(nèi)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)技術(shù)進步較大，發(fā)展較快。同時，國內(nèi)電力調(diào)度自動化系統(tǒng)也必將在市場化背景下，在云計算、大數(shù)據(jù)等各種先進技術(shù)的支持下，掀起更大的發(fā)展浪潮。我們需要牢牢把握發(fā)展時間，全方位投入，多方探索，尋找電力調(diào)度自動化系統(tǒng)新的發(fā)展方向，為提高我國電力企業(yè)發(fā)展效率，滿足人們對電力需求的多樣化做出貢獻。

電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的功能主要包括：數(shù)據(jù)庫實時管理、數(shù)據(jù)采集、因特網(wǎng)瀏覽、數(shù)字統(tǒng)計與計算、遠程控制、顯示并編輯畫面、事故申報及故障的處理、語音報警、歷史趨勢分析和模擬調(diào)度員培訓等。調(diào)度總站可以保證整個系統(tǒng)處于最佳狀態(tài)，重要節(jié)點的雙機熱備用可以避免因某一點的問題影響到整個系統(tǒng)等。總之，該系統(tǒng)穩(wěn)定而可靠。目前，我國的主要電力調(diào)度自動化系統(tǒng)有OPEN-3000，DF8003S，SD-6000[2]。這3種系統(tǒng)均處于國內(nèi)外自動化系統(tǒng)的前端，而每一種系統(tǒng)又具備其自身的特點。電力調(diào)動自動化系統(tǒng)發(fā)展趨勢包括以下幾個方面。

1）數(shù)字化發(fā)展趨勢。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)字化發(fā)展主要強調(diào)在大數(shù)據(jù)環(huán)境背景下，變電站數(shù)字化、電網(wǎng)數(shù)字化的研究與發(fā)展。電力調(diào)度自動化系統(tǒng)數(shù)字化包括4個方面：信息數(shù)字化、決策數(shù)字化、管理數(shù)字化和通信數(shù)字化。

信息數(shù)字化指的是資料的整合和共享，可以對電網(wǎng)設(shè)備進行數(shù)字化處理；決策數(shù)字化是指對經(jīng)濟調(diào)度、穩(wěn)控和應急控制實行閉環(huán)式管理，確保電網(wǎng)分析預警功能； 管理數(shù)字化，是指從規(guī)劃到設(shè)計到運行到維護，所有的流程都是數(shù)字化的管理模式，管理的數(shù)字化、數(shù)字化；通信數(shù)字化，主要是指以數(shù)字化的形式，對調(diào)度主站C變電站之間的聯(lián)系進行的。

2）市場化發(fā)展趨勢。一切經(jīng)濟事務的發(fā)展，唯有市場化。這同樣適用于電力自動化市場。電力系統(tǒng)在市場化過程中必然面臨電網(wǎng)負荷過大、傳輸受阻等多方面沖擊；不能預測電網(wǎng)可能承載的能力；電網(wǎng)運行正常，缺乏數(shù)據(jù)支持；很多方面，比如調(diào)度權(quán)限的控制。這些問題的出現(xiàn)，就要求在電調(diào)自動化系統(tǒng)的發(fā)展過程中，技術(shù)和運行必須兩手抓、兩手都要硬，要實現(xiàn)電調(diào)自動化系統(tǒng)的市場運行，就必須在市場化的浪潮中很好地融入技術(shù)。

3）智能化發(fā)展趨勢。智能化是電力調(diào)度自動化系統(tǒng)發(fā)展的最高境界。智能化依賴于新技術(shù)的不斷發(fā)展，通過智能調(diào)度技術(shù)等強大的數(shù)據(jù)采集能力，對電力系統(tǒng)內(nèi)部的各種信息和情報進行科學整合，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的全面監(jiān)控和持續(xù)優(yōu)化，并在此基礎(chǔ)上模擬制定預警機制、智能故障處理機制等多個方面的功能，從而實現(xiàn)對電力系統(tǒng)內(nèi)部的各種信息和情報智能化是一個綜合性的要求，其涵蓋了整個電力系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，對所有的電力市場運行工作都能夠做到有條不紊，高效科學的管理。

綜上所述，新型調(diào)度控制系統(tǒng)可用于解決上述調(diào)度電話和人機工作業(yè)務相互獨立、難以聯(lián)動問題，通過建立人機工作站多媒體調(diào)度通信系統(tǒng)，實現(xiàn)調(diào)度電話向調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的延伸，支撐在人機工作站上實現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務與調(diào)度業(yè)務系統(tǒng)的融合應用。一方面為人機工作站建立調(diào)度電話軟件終端系統(tǒng)，在兼容傳統(tǒng)調(diào)度臺接聽調(diào)度電話的基礎(chǔ)上，增加在人機工作站上實現(xiàn)調(diào)度電話的代理接聽或撥打；另一方面，構(gòu)建人機工作站的調(diào)度通信平臺，提供開放接口，供調(diào)度業(yè)務系統(tǒng)集成調(diào)用，實現(xiàn)廠站圖中一鍵電話呼叫關(guān)系人員、來聽自動關(guān)聯(lián)廠站信息等更加廣泛的智能化調(diào)度通信應用，使人機工作站更好地服務調(diào)度值班人員。

D5000[3]作為智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)一直把重心放在保護電網(wǎng)的高效、安全、穩(wěn)定運行中，早期D5000系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)并沒有涉及關(guān)于調(diào)度電話應用及相關(guān)功能。但通過對調(diào)度員在日常辦公調(diào)研發(fā)現(xiàn)：調(diào)度員不能直接在D5000系統(tǒng)的人機工作站上完成調(diào)度電話的接聽和撥打操作，傳統(tǒng)調(diào)度電話業(yè)務與電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)間缺少信息融合。因此，國調(diào)中心提出將調(diào)度電話功能集成到D5000系統(tǒng)中，為調(diào)度員日常工作帶來便利。

2? 系統(tǒng)功能

本系統(tǒng)實現(xiàn)傳統(tǒng)程控調(diào)度臺業(yè)務在“人機工作站”終端的延伸，支撐在“人機工作站”上實現(xiàn)調(diào)度電話的呼叫操作，同時構(gòu)建人機調(diào)度電話業(yè)務平臺，實現(xiàn)調(diào)度業(yè)務系統(tǒng)與調(diào)度電話的融合智能化聯(lián)動應用提升。整體上由4個組件構(gòu)成，包括人機工作站[4]、調(diào)度程控交換系統(tǒng)[5]、調(diào)度業(yè)務融合后臺服務和D5000平臺系統(tǒng)，具體如圖1所示。

2.1? 人機工作站

調(diào)度電話客戶端與D5000人機操作界面進行融合，為調(diào)度員提供人機工作站調(diào)度電話接聽、電話撥打、電話會議、通訊錄、轉(zhuǎn)接、并線、通話記錄、聯(lián)動廠站圖交互操作和展現(xiàn)功能。錄音系統(tǒng)客戶端部署在人機工作站，登錄需要輸入管理員用戶名、密碼，為有權(quán)限查看錄音的工作人員提供錄音查詢、錄音播放交互操作和展現(xiàn)功能。

2.2? 調(diào)度程控交換系統(tǒng)

調(diào)度程控交換系統(tǒng)同振組件主要提供傳統(tǒng)調(diào)度臺電話與人機工作站調(diào)度電話的來電同組共振和去電同組顯號功能。主要包括：2 M中繼板卡、調(diào)度同振處理單元。2 M中繼板卡提供調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的電話業(yè)務，提供電話中繼通道接入，實現(xiàn)與語音中繼網(wǎng)關(guān)對接。調(diào)度同振處理單元提供程控調(diào)度交換機域的“調(diào)度臺/調(diào)度電話”與“調(diào)度電話客戶端”的來電同組共振和同組顯號功能。

2.3? 后臺服務

調(diào)度業(yè)務融合后臺服務簡稱“后臺服務”，其組件包括調(diào)度電話后臺服務、IP接入網(wǎng)關(guān)、錄音系統(tǒng)和語音中繼網(wǎng)關(guān)，后臺服務部署在已部署D5000平臺的服務器內(nèi)。其中，調(diào)度電話后臺服務為人機工作站調(diào)度電話客戶端提供功能服務支撐。IP接入網(wǎng)關(guān)作為IP分組交換核心單元。錄音系統(tǒng)為錄音系統(tǒng)客戶端提供功能服務支撐。其中，錄音文件同時包含程控調(diào)度臺和調(diào)度電話客戶端兩側(cè)的錄音文件。

2.4? D5000平臺

D5000平臺主要提供基礎(chǔ)平臺支撐和人機工作站人機界面融合應用功能。D5000基礎(chǔ)平臺提供進程管理功能、應用管理功能、用戶權(quán)限管理、模型服務、商用庫服務和文件服務等功能?；贒5000平臺進程管理功能，后臺服務中調(diào)度電話后臺服務、IP接入網(wǎng)關(guān)、錄音系統(tǒng)等相關(guān)進程，通過D5000平臺進行進程管理。融合D5000平臺總線服務框架，實現(xiàn)通訊錄信息、廠站信息、調(diào)度業(yè)務信息在安全可靠的環(huán)境下通信。

3? 安全防護

系統(tǒng)安全防護示意圖如圖2所示。

一機一號。調(diào)度電話后的人機工作站，需要做到一機一號，并與調(diào)度員賬號進行關(guān)聯(lián)認證，認證通過后，調(diào)度人員方可通過指定人機撥打電話。

語音網(wǎng)關(guān)的安全加固。對語音網(wǎng)關(guān)的安全要求應包括限制語音網(wǎng)關(guān)僅可以通過console口[6]或者SSH遠程連接的方式進行訪問，關(guān)閉不要的監(jiān)聽端口及Web配置頁面等。

防火墻報文過濾。語音網(wǎng)關(guān)與IP接入網(wǎng)關(guān)之間應通過串聯(lián)防火墻來保證程控部分與內(nèi)部局域網(wǎng)之間的安全間隔。防火墻設(shè)置報文過濾規(guī)則應為只允許通話需要的UDP報文[7]，以及測試用的ping命令報文通過。

IP接入網(wǎng)關(guān)注冊認證。任何軟電話客戶端應使用IP接入網(wǎng)關(guān)進行通話，必須要首先進行賬號注冊認證，認證成功之后方可進行語音通話和語音會議。

人機調(diào)度客戶端集成D5000認證。用戶使用人機調(diào)度客戶端之前，必須進行登錄認證。通過集成D5000平臺的認證界面，使用D5000的認證模型，保證合法用戶的登錄操作。

人機調(diào)度客戶端與人機調(diào)度后臺服務安全傳輸控制。人機調(diào)度客戶端和人機調(diào)度后臺服務之間應通過自定義TCP專用報文進行業(yè)務的安全交互。

用戶登錄支持多種身份驗證方式。

包括基于口令和操作系統(tǒng)身份等驗證方式。

支持對用戶的安全屬性與可訪問資源進行限制，并提供對表的空間配額限制，防范各類惡意搶占資源的攻擊。

支持對數(shù)據(jù)庫對象訪問權(quán)限進行設(shè)置與控制，并支持對權(quán)限的擴散進行控制。

提供行級粒度的強制訪問控制，支持對不同安全等級的用戶設(shè)置不同的安全策略。

4? 系統(tǒng)應用

本系統(tǒng)部署（圖3）分為硬件和軟件兩部分：①2 M中繼板[8]和同振處理單元安裝在通信機房交換機中；調(diào)度電話服務器安裝在自動化服務器機房；錄音系統(tǒng)主機、語音中繼網(wǎng)關(guān)、交換機和防火墻安裝在自動工作站機房。通信機房和自動化工作站機房通過PDH設(shè)備進行互聯(lián)。②調(diào)度電話服務器部署D5000系統(tǒng)平臺、IP接入網(wǎng)關(guān)和調(diào)度電話服務程序；現(xiàn)有人機工作站升級D5000人機客戶端，同時部署調(diào)度電話客戶端。按照該部署方案實施后，實現(xiàn)了以下新的調(diào)度電話操作方式。

4.1? 人機工作站調(diào)度電話操作

在調(diào)度席位上，為人機工作站上部署“調(diào)度電話APP”軟件終端，并配套部署語音輸入輸出設(shè)備（例如“八爪魚”外設(shè)），為電力調(diào)度員在利用傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機”撥打和接聽調(diào)度電話的基礎(chǔ)上，增加在人機工作站上直接對調(diào)度電話的操作。當調(diào)度電話來電時，電力調(diào)度員可選擇傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機”接聽或者人機工作站的“調(diào)度電話APP”接聽；同樣撥打調(diào)度電話時，電力調(diào)度員可選擇以上兩種方式之一。

4.2? 調(diào)度自動化系統(tǒng)關(guān)聯(lián)調(diào)度電話操作

可在廠站圖或者告警窗口中，直接一鍵發(fā)起電話呼叫，無需切換到傳統(tǒng)“調(diào)度臺/調(diào)度話機”操作。同時，調(diào)度電話來電時，可自動呈現(xiàn)到來電號碼關(guān)聯(lián)的廠站圖及相關(guān)信息。

5? 結(jié)束語

隨著科技進步，智能化的深入拓展，調(diào)度電話業(yè)務與調(diào)度自動化業(yè)務的壁壘必將被打破，為了提高調(diào)度員的工作效率，使調(diào)度員操作更加便捷準確高效，兩者的融合已經(jīng)是必然的選擇。新型調(diào)度控制系統(tǒng)的研究與實施部署可以實現(xiàn)調(diào)度電話業(yè)務向人機工作站的安全延伸、調(diào)度電話與調(diào)度自動化系統(tǒng)的智能聯(lián)動應用，促進調(diào)度員與調(diào)度系統(tǒng)的友好互動，增強調(diào)度員工作的精確管控，維護了電網(wǎng)安全。促進通信與自動化的跨專業(yè)協(xié)同，推動通信業(yè)務與自動化業(yè)務共同發(fā)展，利用融合通信技術(shù)手段，提升自動化業(yè)務智能化水平。在新型電力系統(tǒng)的背景下，該成果可得到行業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注，可在國網(wǎng)各省及地市公司全面推廣使用。

參考文獻：

[1] 朱敏，朱志敏，陶維青，等.配電網(wǎng)中基于實時傳輸?shù)南嗔繑?shù)據(jù)集中器設(shè)計[J].合肥工業(yè)大學學報（自然科學版），2020，43（6）：784-789，796.

[2] 張霞.電力調(diào)度自動化系統(tǒng)實用化應用分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2017（18）：299.

[3] 陳思旭，范宇航，宋璟，等.基于電網(wǎng)智能調(diào)度控制D5000系統(tǒng)的全邏輯控制功能及應用研究[J].機電信息，2023（3）：46-49.

[4] 張哲，徐正山，張昊，等.基于KVM技術(shù)的調(diào)度臺解決方案及應用[J].電力系統(tǒng)自動化，2008，32（2）：106-107.

[5] 張敏，魯昊倫，王暢茹.內(nèi)蒙古電網(wǎng)調(diào)度交換系統(tǒng)IP化改造研究分析[J].科學與信息化，2022（10）：133-135.

[6] 張魯峰.解決交換機無法清除CONSOLE口登錄密碼的問題[J].網(wǎng)絡(luò)安全和信息化，2021（10）：158-159.

[7] 趙昶宇.基于報文序號和時間戳預測UDP擁塞程度的方法研究[J].科技與創(chuàng)新，2022（9）：32-34，39.

[8] 深圳市富晉天維信息通訊技術(shù)有限公司.數(shù)字程控調(diào)度交換機數(shù)字中繼板：CN201320510006.4[P].2014-01-22.