电力自动化主站的可视化调度方法

　　摘 要：针对传统电力自动化主站的可视化调度方法存在可靠性较低的问题，文章提出电力自动化主站的可视化调度方法。通过提取可视化技术特征、监测电力自动化主站配网负载和搭建电力自动化主站的可视化调度平台三种方式，完成电力自动化主站的可视化调度方法的设计。将三种传统调度方法与文中调度方法的可靠性进行实验对比，结果表明，文中调度方法比传统调度方法的可靠性更高，证明设计方法的可靠性更高。

　　关键词：可视化技术;调度方法;电网;电力自动化主站

　　0 引 言

　　随着经济发展和人民生活的用电需求不断增加，电网调度工作愈发重要。调度员面对庞杂的数据和信息，必须快速掌握配网的运行状态，确保电网可靠运行[1]。可视化技术是依托计算机技术产生的新兴技术，在计算机技术的基础上，以图像分析、图像处理等形式，将大量的数据信息转化为图形或者图像，呈现在显示器上。将可视化技术应用到电力自动化主站的调度中，能够降低对数字信息的需求，发掘数字之间的潜在联系，以更直观的形式展现出来。国外的相关研究集中在对电力自动化主站离线可视化研究方面，目前已经取得了一定成就。国内的一些电网公司也已經开始了相关研究，并优化了储存原理和存储技术，实现了“图模一体化”的电网调度。相关研究资料显示，现有的电力自动化主站可视化调度方法的可靠性还有上升的空间，有待深入探讨，笔者作为国家电网的工作人员，长期研究电力自动化主站可视化调度相关技术，该技术可以实现对电网运行状态的实时掌控，有效预判电网的运行态势，使电网具备安全自愈方面的性能，能够实现自我预防和复原工作，为电网工作提供便利。

　　1 调度方法

　　1.1 提取可视化技术特征

　　根据电力自动化主站的数据确定节点和图元的颜色绘制图像，用颜色表示数据中的数据信息的变化特点。在电力自动化主站中的电网数据信息之间具有较强的联系，因此，将可视化技术融入调度方法中，提高可操作性能。可视化技术处理的数据类型通常是节点数据，此类数据的特征是分散性较强。因此，可视化技术在进行电网模块的绘制过程中，不直接应用节点数据，而是利用计算机硬件的数据处理功能先进行数据处理，再根据处理结果将数据的基准色值应用到图像绘制中[2]。这种操作方式不仅能提高绘制速度，还能减小直接绘制图像的误差。面对庞大的电力自动化主站，可视化技术将记录在计算机中的图像文件提取出来，并绘制出平滑的等值线，对电力自动化主站进行实时动态监测。

　　1.2 监测电力自动化主站配网负载

　　监测电力自动化主站配网负载情况，为提高配网运行稳定性做好准备。通常情况下，电力自动化主站的变压器都具有瞬时过载的能力，但是必须根据当时的负载情况和时间来判断，如图1所示。

　　根据图1可知，将电力自动化主站的反时限与实时状态进行比较，根据过载时间和过载大小判断过载能力承受范围，并根据过载能力范围焊接电网运行压力。预先将反时限曲线、变压器过载时间和过载预警等信息输入到计算机，利用可视化技术进行图像制作。一旦电力自动化主站的电网发生故障，实时对电力运行状态进行可视化技术应用，帮助调度人员进行故障节点定位并及时掌握故障原因[3]。当电网运行或者数据库中的数据信息有所改变时，电力自动化主站的显示器接线图中会有所反应，具体表现在颜色亮度或者闪光频率等方面。

　　1.3 搭建电力自動化主站的可视化调度平台

　　电力自动化主站的可视化调度平台搭建，需要采用模型化的方式，将图像绘制过程转化为基于调度工作需求的运行稳定性监测过程[4]。由于电网节点具有一定程度的离散性，为了保证电力自动化主站电网的平稳运行，必须采用扩大可视化调度的影响范围的方式增加节点数量，求取电压公式为：

　　其中，m为在该节点对变压器电压有影响的节点总数，j为对变压器电压有影响的节点，hj为距离加权法中的权重(取值范围是0　　平台搭建按照不同的电力节点和电网结构进行，设置电力自动化主站的图像分析硬件和数据处理端口，将通过可视化技术采集到的数据信息图像划分为多个层次，并进行可视化调度分析。

　　1.3.1 电力自动化主站图像分析硬件设计

　　硬件系统总体结构框图如图2所示。本系统主要包括两个子系统：图像采集系统与图像处理系统。图像采集系统包括CCD摄像头、视频采集芯片、缓存以及用于逻辑控制与地址译码的CPLD;图像处理系统则包括DSP、外扩的FLASH和SDRAM。主要工作流程为：由CCD摄像头摄取视频图像，输出标准PAL制视频信号;视频解码器将模拟视频信号转换为标准的数字视频信号并送入缓存，缓存暂存视频数据;待图像采集完毕后，DSP通过外部存储器接口从缓存中读取图像数据并存入SDRAM，以供后续处理。逻辑控制模块完成各部分之间的接口逻辑匹配和控制逻辑。电源模块为系统各部分提供电源。

　　1.3.2 搭建可视化调度平台

　　基于上述图像分析硬件部分的设计和数据处理端口，得到平台结构图如图3所示。

　　由图3可知，通过采集器等装置采集电力数据，经由图像处理硬件系统，转换为电力节点运行的等高线图像信息，对其进行可视化处理。根据电力节点等高线和等深线的不同颜色，判断地面的起伏形态，由于可视化图像具有立体感强的特点，因此能直观地表现地势类型和电网的高度[5]。电力自动化主站的可视化调度平台是集管理监控和分析决策功能于一体的平台，必须考虑到可视化技术的时间要求和配网负载能力。可视化调度平台还需要将任务进行等级划分，保证第一时间处理紧急任务，保证电网运行不受影响。承载电网调度的业务，充分满足电子自动化主站可视化调度业务的需求，并达到相应技术高度，完成平台搭建。

　　2 仿真实验

　　2.1 实验准备

　　为验证本文方法实用性，设计仿真实验，准备四台参数相同的可视化应用服务器，具体参数设置如表1所示。

　　按照上述参数设置，输出节点电压等值线结果如图4所示。

　　在图4的基础上，对三种传统调度方法与文中调度方法的可靠性进行实验对比，分别进行10组实验，每组实验节点依次上涨100个，即100～1 000个节点，得出实验结果。

　　2.2 实验结果

　　电力调度可靠性是指对节点电压监控并实施调度的能力，首先统计10组实验时电压的实际，然后通过三种调度方法与文中调度方法进行监控和调度，最后通过式(2)所示的表达式得到调度方法的可靠性：

　　其中，N为调度方法的可靠性，u为不同调度方法的电压值，U为实际电压。实验结果如表2所示。

　　实验结果表明，文中调度方法比传统调度方法的可靠性均高出2.383%～5.241%不等，证明文中调度方法更加有效。

　　3 结 论

　　本文设计出一种新的电力自动化主站的可视化调度方法，在一定程度上可以推动电力行业的发展。为学术界开展相关研究提供理论参考，提高了电网运行的可靠性。由于研究有限，本文对电子自动化主站的研究还不够全面，未来将不断完善。

　　参考文献：

　　[1] 叶枫.电力调度自动化主站系统运行维护存在问题的若干思考分析 [J].科技创新与应用，2020(31)：112-113.

　　[2] 李昱潼，李昊禹.电网调度自动化主站系统功能扩展设计 [J].电工技术，2019(24)：87-88.

　　[3] 李慧聪，白英伟，张强.电力调度自动化主站系统中可视化技术的应用探讨 [J].科技风，2019(32)：174.

　　[4] 郑培文.电力调度自动化主站智能告警功能的工程应用及运行分析 [J].科技与创新，2019(21)：26-28.

　　[5] 程睿，孙羽宁，刘祚安.调度自动化主站UPS电源的运行维护方法分析 [J].数字通信世界，2019(11)：73.

　　作者：石培钊

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文章名称： 电力自动化主站的可视化调度方法

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