電子信息技術在電力自動化系統中的應用

余桂華

[摘? ? 要]選取電力自動化系統作為研究對象，研究與其相關的電子信息技術應用問題。概述了電力自動化系統，剖析了電力自動化系統信息集成技術，并以此為基礎，對電子信息技術在變電站自動化中的應用及在調度自動化中的應用進行了討論。

[關鍵詞]電子信息技術;電力自動化系統;應用研究

[中圖分類號]TM76 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（21）04–0–03

Research on the Application of Electronic Information Technology

in Electric Power Automation System

Yu Gui-hua

[Abstract]The electric power automation system is selected as the research object， and the related electronic information technology application problems are studied. In the specific discussion， the power automation system is outlined， and the power automation system information integration technology is analyzed. Based on this， the application of electronic information technology in substation automation and dispatching automation are discussed.

[Keywords]electronic information technology; power automation system; application research

在互聯網+電力自動化系統改革中，電力企業建立了以電力產品研發設計、電力基礎設施建設、輸配電自動技術應用、電力產品營銷、電力配網搶修等為主要內容的電力自動化系統。從當前的應用實踐經驗看，電子信息技術在電力自動化系統各個構成環節獲得了較為廣泛的應用，尤其是在電力系統通信技術、電氣自動化控制技術、人工智能技術、數據庫技術、云計算技術的綜合應用下，極大地提升了電力自動化系統的智能化水平。

1 電力自動化系統

電力自動化系統，主要由設備、通信、信息管理系統構成，其中涉及到發電、輸電、配電、用電設備四大要素。現階段構建的基本結構以各類電氣設備為準，通過電力產品生產制造各項構成要素，匹配傳感器系統，實施自動化監測、故障診斷、在線處理、配網搶修等工作。由于電力自動化系統的重點集中于監測方面，因此，需要構建總體監控系統結構。該結構中主要劃分為設備層（現場設備層）、控制層、信息層。在設備層主要以現場總線將各類設備連接到控制層的網絡模塊、SCADA、OPC數據服務器，然后，將其與Internet數據網監測站、報警服務器、歷史數據服務器進行通信關聯，形成控制層。再通過Internet數據網、OPC/XML/DA，完成控制層與信息層Web瀏覽器、MIS、以太網的通信連接，從而構建內容完整的監控系統總體結構[3]。需要注意的是，在三層結構之外，需要配置以Internet為中心的網絡安全防護系統，如圖1所示。

2 電力自動化系統中的信息集成技術

2.1 數據集成系統框架設計

在電力企業信息化集成關鍵技術中，主要是針對多項問題實施處理，包括數據獲取、數據抽取、數據整合、數據分析等。若從整體上對各類數據功能進行系統性管理，使其在整體上實現數據的一體化集成應用，則需要從數據模式異構缺陷進行分析，進而通過業務系統數據集成需求，設計數據集成系統框架。

根據搭建的數據集成系統框架，在數據獲取方面就能夠通過爬蟲程序編輯對其采集到的查詢表單進行優化處理，利用Web數據庫連接的接口實施分析，進而實現爬取本地數據庫目標。在數據抽取方面則可以利用包裝器設置，根據用戶感興趣數據，在精準定位的限定條件上，使半結構化、非結構化數據獲得抽取與轉換，進而按照結構化數據完成數據存儲，而且，其中的頁面數據標注也能夠針對同一領域不同站點數據進行統一處理。在數據整合方面則只需要根據重復記錄檢測與數據融合方式針對同一實體同類信息進行重復記錄檢測和合并處理，進而實現結構化數據。在數據分析方面則能夠利用數據獲取、數據抽取、數據整合實現的結構化數據，利用云計算或中心數據處理方法，實現對所有結構化數據的綜合分析，并根據預測結果將其通過多路徑方式分發到數據應用終端等，如圖2所示。

2.2 以數據獲取關鍵技術為例

當前的數據獲取過程中，采用基于高頻率查詢詞采集率模型，能夠根據高頻率列表進行一些評估計算，從而根據新數據獲取率選擇一些詞匯。簡單講，就是針對關鍵詞進行頻率統計與分析，若其與新數據庫中的相關范例詞匯發生對應或重復，就可以直接進行采集和獲取。目前對于同一文本屬性的采樣，通常會應用多個特征自動構造訓練樣本，在訓練方法層面多以多元線性回歸法為主，能夠構建出相對完善的基于高頻率查詢詞采集率模型，而且根據模型迭代與數據覆蓋可以在其應用中以自動化更新的方式逐步提升其應用效用。

在現階段電力企業數據集成中的數據獲取可以分為兩個階段加以實現。第一階段主要通過基于高頻率的查詢詞采新率模型構建實現;第二階段則通過網站數據庫獲取完成。整個數據獲取過程中第一階段與第二階段存在關聯性，而與第一階段的樣本或范例設置方案相比，第二階段中的網站數據庫獲取則利用了第一階段的模型，能夠在其基礎上對網站數據庫中的數據進行獲取。比如，在查詢列表提交后，就能夠通過有效數據的查詢詞選擇，進行重新提交，此時，就能夠通過網站Web數據庫對比，或者查詢的方式，在結果頁面實現對記錄存儲在本地數據庫數據的數據抽取。在數據獲取效率提升方面，則可以利用Map/Reduce進行操作，如圖3所示。

2.3 以數據抽取和重復記錄檢測為例

與數據獲取關鍵技術相比，數據抽取包裝器構建和重復記錄檢測相對簡單。比如，基于自底向上方法的使用，就能夠實現數據抽取包裝器構建，具體抽取過程中則可以借助頁面提取與語義標注加以實現。現階段領域模型演化與更新中，可以利用支持向量機方法（SVM），完成實體模式關系動態更新。而實體間的關系則可以根據數據與目標頁面的視覺信息加以實現。目前采用的健壯性評估方法、構建方法可以實現數據抽取包裝器健壯性的提升。并且在重復記錄檢測環節可實現無監督學習的自動化重復記錄檢測。如分塊/索引、獲取比較向量、獲取訓練樣本、比較向量分類。

3 電子信息技術在電力自動化系統中的應用

3.1 在變電站自動化系統中的應用

在電力自動化系統中，對于變電站自動化系統建設十分重要。目前，可以根據電子信息技術對二次設備進行全面的數據監測，實時上傳采集到的各類信息，并對此類信息進行數據分析，從而完成變電站自動化系統的數據網絡搭建工作，提升對該系統的管理效力。

例如，在變壓器智能化應用中，主要是通過在增加智能化組件加以實現。其中包括對其運營狀態的可視化、自主化、網絡化。由于變壓器屬于基礎運行設備，因此在智能化轉變中的功能特征，主要以解決過程層與間隔層之間的功能連接為主，包括計量功能、保護功能、監測功能、控制功能等。從結構方面看，IED總數能夠獲得有效縮減，而資源方面的智能組件可以通過組屏方式達到資源節約目標，因此變壓器智能化的綜合特征鮮明，其智能組件在通訊方式支持方面也能夠滿足MMS與GOOSE標準要求，因此，在多功能實現與監控通訊實時同步方面優勢相對明顯。當前一次設備智能化技術在變壓器中的智能化應用經驗表明，變壓器中的主體IED-監測IED、測溫IED-局部IED均有一定的獨立特性，因此，建議采用單獨設備安裝方案，這樣在一體化建模與集成方面可以有效發揮其功能的多元化。

3.2 以電力調度自動化中的應用為例

電力自動化重在解決電力需求側與電力供給側之間的信息不對稱問題，使二者之間形成數據交互，優化電力調度方案。當前使用的眾多電力調度自動化方案中，SOA架構相對普遍，如圖4所示。該架構屬于一體化的圖模數系統，能夠在客戶端、服務代理、電力調度中心之間形成一個密切對應的關系。從而使圖形服務、模型服務、數據服務滿足客戶端用戶的各類用電需求。例如，當前使用的配網搶修平臺中，以Oracle、SQL Server等作為應用軟件，優化了配網搶修指揮平臺的界面與各項業務，運用配網搶修數據庫，實現了各項數據資源的采集、傳輸、統計、分析、預測、分發，從而建立了界面層+業務邏輯層+數據訪問層的三層基本架構。從應用角度分析，目前采用的PMS系統能夠實現對實時數據的獲取，并增強系統內數據共享，為其資源調度提供了重要的功能支撐。

4 結束語

在我國制造業向著智造業的轉型升級實踐中，電力能源作為基礎能源，獲得了快速發展，當前城市電網、農村電網的改造工程已經進入關鍵時期，其中牽涉到系統性的配網自動化、變電站自動化，以及電力調度自動化的全面升級轉型。尤其在我國構建的全球電力輸配送網絡戰略下，本土市場的電力自動化系統升級工作的推進，極有利于在全球同業競爭中。輸配電技術已經領先的條件下，快速推進同業質量體系管理標準的建設工作，從而提高我國電力事業在同行業價值鏈上的可營利空間。

參考文獻

[1] 祁璐璐.關于電能計量自動化系統建設及其在電力營銷中的應用實踐[J].中國戰略新興產業，2021，15（2）：57-58.

[2] 石偉，袁順剛，盧高慶.基于自動化交互行為的電力機房巡檢機器人系統設計[J].制造業自動化，2021，43（2）：152-156.

[3] 張貴云.電力系統自動化發展趨勢及新技術的應用探討[J].新型工業化，2021，11（1）：134-135.