摘 要：針對傳統(tǒng)電力自動化主站的可視化調(diào)度方法存在可靠性較低的問題，文章提出電力自動化主站的可視化調(diào)度方法。通過提取可視化技術特征、監(jiān)測電力自動化主站配網(wǎng)負載和搭建電力自動化主站的可視化調(diào)度平臺三種方式，完成電力自動化主站的可視化調(diào)度方法的設計。將三種傳統(tǒng)調(diào)度方法與文中調(diào)度方法的可靠性進行實驗對比，結果表明，文中調(diào)度方法比傳統(tǒng)調(diào)度方法的可靠性更高，證明設計方法的可靠性更高。

　　關鍵詞：可視化技術;調(diào)度方法;電網(wǎng);電力自動化主站

　　0 引 言

　　隨著經(jīng)濟發(fā)展和人民生活的用電需求不斷增加，電網(wǎng)調(diào)度工作愈發(fā)重要。調(diào)度員面對龐雜的數(shù)據(jù)和信息，必須快速掌握配網(wǎng)的運行狀態(tài)，確保電網(wǎng)可靠運行[1]。可視化技術是依托計算機技術產(chǎn)生的新興技術，在計算機技術的基礎上，以圖像分析、圖像處理等形式，將大量的數(shù)據(jù)信息轉化為圖形或者圖像，呈現(xiàn)在顯示器上。將可視化技術應用到電力自動化主站的調(diào)度中，能夠降低對數(shù)字信息的需求，發(fā)掘數(shù)字之間的潛在聯(lián)系，以更直觀的形式展現(xiàn)出來。國外的相關研究集中在對電力自動化主站離線可視化研究方面，目前已經(jīng)取得了一定成就。國內(nèi)的一些電網(wǎng)公司也已經(jīng)開始了相關研究，并優(yōu)化了儲存原理和存儲技術，實現(xiàn)了“圖模一體化”的電網(wǎng)調(diào)度。相關研究資料顯示，現(xiàn)有的電力自動化主站可視化調(diào)度方法的可靠性還有上升的空間，有待深入探討，筆者作為國家電網(wǎng)的工作人員，長期研究電力自動化主站可視化調(diào)度相關技術，該技術可以實現(xiàn)對電網(wǎng)運行狀態(tài)的實時掌控，有效預判電網(wǎng)的運行態(tài)勢，使電網(wǎng)具備安全自愈方面的性能，能夠實現(xiàn)自我預防和復原工作，為電網(wǎng)工作提供便利。

　　1 調(diào)度方法

　　1.1 提取可視化技術特征

　　根據(jù)電力自動化主站的數(shù)據(jù)確定節(jié)點和圖元的顏色繪制圖像，用顏色表示數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)信息的變化特點。在電力自動化主站中的電網(wǎng)數(shù)據(jù)信息之間具有較強的聯(lián)系，因此，將可視化技術融入調(diào)度方法中，提高可操作性能。可視化技術處理的數(shù)據(jù)類型通常是節(jié)點數(shù)據(jù)，此類數(shù)據(jù)的特征是分散性較強。因此，可視化技術在進行電網(wǎng)模塊的繪制過程中，不直接應用節(jié)點數(shù)據(jù)，而是利用計算機硬件的數(shù)據(jù)處理功能先進行數(shù)據(jù)處理，再根據(jù)處理結果將數(shù)據(jù)的基準色值應用到圖像繪制中[2]。這種操作方式不僅能提高繪制速度，還能減小直接繪制圖像的誤差。面對龐大的電力自動化主站，可視化技術將記錄在計算機中的圖像文件提取出來，并繪制出平滑的等值線，對電力自動化主站進行實時動態(tài)監(jiān)測。

　　1.2 監(jiān)測電力自動化主站配網(wǎng)負載

　　監(jiān)測電力自動化主站配網(wǎng)負載情況，為提高配網(wǎng)運行穩(wěn)定性做好準備。通常情況下，電力自動化主站的變壓器都具有瞬時過載的能力，但是必須根據(jù)當時的負載情況和時間來判斷，如圖1所示。

　　根據(jù)圖1可知，將電力自動化主站的反時限與實時狀態(tài)進行比較，根據(jù)過載時間和過載大小判斷過載能力承受范圍，并根據(jù)過載能力范圍焊接電網(wǎng)運行壓力。預先將反時限曲線、變壓器過載時間和過載預警等信息輸入到計算機，利用可視化技術進行圖像制作。一旦電力自動化主站的電網(wǎng)發(fā)生故障，實時對電力運行狀態(tài)進行可視化技術應用，幫助調(diào)度人員進行故障節(jié)點定位并及時掌握故障原因[3]。當電網(wǎng)運行或者數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)信息有所改變時，電力自動化主站的顯示器接線圖中會有所反應，具體表現(xiàn)在顏色亮度或者閃光頻率等方面。

　　1.3 搭建電力自動化主站的可視化調(diào)度平臺

　　電力自動化主站的可視化調(diào)度平臺搭建，需要采用模型化的方式，將圖像繪制過程轉化為基于調(diào)度工作需求的運行穩(wěn)定性監(jiān)測過程[4]。由于電網(wǎng)節(jié)點具有一定程度的離散性，為了保證電力自動化主站電網(wǎng)的平穩(wěn)運行，必須采用擴大可視化調(diào)度的影響范圍的方式增加節(jié)點數(shù)量，求取電壓公式為：

　　其中，m為在該節(jié)點對變壓器電壓有影響的節(jié)點總數(shù)，j為對變壓器電壓有影響的節(jié)點，hj為距離加權法中的權重(取值范圍是0　　平臺搭建按照不同的電力節(jié)點和電網(wǎng)結構進行，設置電力自動化主站的圖像分析硬件和數(shù)據(jù)處理端口，將通過可視化技術采集到的數(shù)據(jù)信息圖像劃分為多個層次，并進行可視化調(diào)度分析。

　　1.3.1 電力自動化主站圖像分析硬件設計

　　硬件系統(tǒng)總體結構框圖如圖2所示。本系統(tǒng)主要包括兩個子系統(tǒng)：圖像采集系統(tǒng)與圖像處理系統(tǒng)。圖像采集系統(tǒng)包括CCD攝像頭、視頻采集芯片、緩存以及用于邏輯控制與地址譯碼的CPLD;圖像處理系統(tǒng)則包括DSP、外擴的FLASH和SDRAM。主要工作流程為：由CCD攝像頭攝取視頻圖像，輸出標準PAL制視頻信號;視頻解碼器將模擬視頻信號轉換為標準的數(shù)字視頻信號并送入緩存，緩存暫存視頻數(shù)據(jù);待圖像采集完畢后，DSP通過外部存儲器接口從緩存中讀取圖像數(shù)據(jù)并存入SDRAM，以供后續(xù)處理。邏輯控制模塊完成各部分之間的接口邏輯匹配和控制邏輯。電源模塊為系統(tǒng)各部分提供電源。

　　1.3.2 搭建可視化調(diào)度平臺

　　基于上述圖像分析硬件部分的設計和數(shù)據(jù)處理端口，得到平臺結構圖如圖3所示。

　　由圖3可知，通過采集器等裝置采集電力數(shù)據(jù)，經(jīng)由圖像處理硬件系統(tǒng)，轉換為電力節(jié)點運行的等高線圖像信息，對其進行可視化處理。根據(jù)電力節(jié)點等高線和等深線的不同顏色，判斷地面的起伏形態(tài)，由于可視化圖像具有立體感強的特點，因此能直觀地表現(xiàn)地勢類型和電網(wǎng)的高度[5]。電力自動化主站的可視化調(diào)度平臺是集管理監(jiān)控和分析決策功能于一體的平臺，必須考慮到可視化技術的時間要求和配網(wǎng)負載能力。可視化調(diào)度平臺還需要將任務進行等級劃分，保證第一時間處理緊急任務，保證電網(wǎng)運行不受影響。承載電網(wǎng)調(diào)度的業(yè)務，充分滿足電子自動化主站可視化調(diào)度業(yè)務的需求，并達到相應技術高度，完成平臺搭建。

　　2 仿真實驗

　　2.1 實驗準備

　　為驗證本文方法實用性，設計仿真實驗，準備四臺參數(shù)相同的可視化應用服務器，具體參數(shù)設置如表1所示。

　　按照上述參數(shù)設置，輸出節(jié)點電壓等值線結果如圖4所示。

　　在圖4的基礎上，對三種傳統(tǒng)調(diào)度方法與文中調(diào)度方法的可靠性進行實驗對比，分別進行10組實驗，每組實驗節(jié)點依次上漲100個，即100～1 000個節(jié)點，得出實驗結果。

　　2.2 實驗結果

　　電力調(diào)度可靠性是指對節(jié)點電壓監(jiān)控并實施調(diào)度的能力，首先統(tǒng)計10組實驗時電壓的實際，然后通過三種調(diào)度方法與文中調(diào)度方法進行監(jiān)控和調(diào)度，最后通過式(2)所示的表達式得到調(diào)度方法的可靠性：

　　其中，N為調(diào)度方法的可靠性，u為不同調(diào)度方法的電壓值，U為實際電壓。實驗結果如表2所示。

　　實驗結果表明，文中調(diào)度方法比傳統(tǒng)調(diào)度方法的可靠性均高出2.383%～5.241%不等，證明文中調(diào)度方法更加有效。

　　3 結 論

　　本文設計出一種新的電力自動化主站的可視化調(diào)度方法，在一定程度上可以推動電力行業(yè)的發(fā)展。為學術界開展相關研究提供理論參考，提高了電網(wǎng)運行的可靠性。由于研究有限，本文對電子自動化主站的研究還不夠全面，未來將不斷完善。

　　參考文獻：

　　[1] 葉楓.電力調(diào)度自動化主站系統(tǒng)運行維護存在問題的若干思考分析 [J].科技創(chuàng)新與應用，2020(31)：112-113.

　　[2] 李昱潼，李昊禹.電網(wǎng)調(diào)度自動化主站系統(tǒng)功能擴展設計 [J].電工技術，2019(24)：87-88.

　　[3] 李慧聰，白英偉，張強.電力調(diào)度自動化主站系統(tǒng)中可視化技術的應用探討 [J].科技風，2019(32)：174.

　　[4] 鄭培文.電力調(diào)度自動化主站智能告警功能的工程應用及運行分析 [J].科技與創(chuàng)新，2019(21)：26-28.

　　[5] 程睿，孫羽寧，劉祚安.調(diào)度自動化主站UPS電源的運行維護方法分析 [J].數(shù)字通信世界，2019(11)：73.

　　作者：石培釗

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