基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統設計

尹 超，程若曦

（1.國網日照供電公司，山東 日照 276826；2.山東理工大學，山東 淄博 255000）

隨著社會經濟的發展，電力資源的使用數量也不斷增加，電力資源成為人類日常生活中不可或缺的資源之一。配電網作為電力資源的傳輸介質，具有比較關鍵的電力疏導作用，為此，配電網的控制就成為電力資源傳輸的重要操作[1-2]。不少學者針對配電網的基本特點設計了配電網網絡化調度智慧管控系統，以提升對配電網的控制能力[3-4]。

由于配電網網絡化調度智慧管控系統在設計的過程中需要較多的配電網基礎數據，為此，在系統設計的同時應不斷提升對配電網信息的判斷與確認，防止配電網基礎數據的丟失[5]。目前的配電網網絡化調度智慧管控系統設計并總結了配電網調度中的失誤，而且在該數據的基礎上執行調度升級操作，針對故障問題發出正確的解決指令，并根據配電網網絡化的匹配信息審核管控系統的管控原則。

傳統基于WebGIS的配電網網絡化調度智慧管控系統，利用WebGIS 平臺對配電網信息進行追蹤與查詢，精準掌控配電網的輸電位置數據，能夠優化內部操作結構，具有良好的系統操作性。傳統基于調度運行管理的配電網網絡化調度智慧管控系統在配電網安全運行的前提下進行配電網網絡化調度，執行力較強，結合內部管控信息，能夠在復雜的環境下實現對配電網的管控。但傳統系統設計對于配電網中心傳輸過程的了解程度較少，系統設計的框架結構較為簡單，無法滿足系統進一步操作的需求，為此，提出一種新式基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統，以分析、解決以上問題[6-8]。

所提系統整合了配電網拓撲結構，完善了內部管控信息，掌握智慧管控系統的管控原則，具有較高的管控精準度且操作耗時較短，能夠為后續研究起到良好的研究借鑒作用。

1 系統硬件設計

選用拓撲防誤的方式調整配電網網絡化調度的故障信息，并針對故障位置進行系統改造，結合系統硬件元件調節執行系統硬件設計指令，并檢驗配電網構件，配電網構架圖如圖1 所示。

圖1 配電網構架圖

為提升管控系統的管控效率，選用系統傳感器進行數據傳輸，該傳感器的使用電壓為50～220 kV，在該電壓操作范圍內使用傳感器，能在最大程度上避免配電網的數據傳輸失誤。調整此時的傳感器狀態，將傳感器接口與內部芯片相連接，并由電氣設備的終端設備傳導至用戶中心，等待系統操作[9-10]。

結合配電網網絡化調度數據，利用傳感器裝置將數據的內部協議調整至傳感器內部，集中收集內部協議數據，并加強對配電網傳感器結構的完善力度，審核結構信息[11-12]。時刻防控與傳感器傳輸數據無關的干擾數據，確保管控操作的完整性，并根據傳感器的數據傳輸方式構建數據傳輸公式，如式（1）所示：

式中，S為傳輸的結果參數，t為傳輸路徑所需的時間信息，n為傳輸操作所經過的傳輸通道參數[13]。

在實現對數據的傳輸后，集中力度存儲傳輸的數據信息。選用空間存儲器存儲系統中的管控數據，構建存儲操作方案，調節存儲器端口與數據連接口的位置，在端口與連接口的交合處安裝管控溝通芯片，在芯片外部進行系統硬件改造。匹配元件改造信息，在保留基礎元件的條件下實施網絡優化調度操作。研究調度信息與管控硬件間的關系，并根據關系數據處理硬件改造方案，實現對管控系統硬件的整體設計。

2 系統軟件設計

拓撲防誤技術作為良好的數據防控操作，以硬件系統設計的元件數據為基礎進行軟件操作，利用拓撲防誤技術管理配電網網絡化調度信息，防止產生數據信息操作失誤的狀況，并按照內部配電網的基礎電流流向判斷智慧管控系統軟件平臺的應用位置。

調度計算機應用系統選用以太網系統，并配置TCP 協議，溝通IP 地址，由配電網將數據完整傳輸至用戶端。將調度數據的管控區與調配區相隔離，在保證區域內部信息互不干擾的前提下執行外部檢驗指令。在調度數據網絡接口處設置信息加密口令，由此確保數據信息的傳輸安全，并設置口令加密公式如式（2）所示：

式中，J表示口令加密數據，a表示檢驗指令信息，s表示指令傳達的時間數據，P表示調度計算機應用系統的操作參數，V表示隔離指數，W表示數據傳輸過程中的累計參數[14-16]。

實現以上操作后，在系統軟件結構中添加軟件應用程序，集成應用系統層面，在分析應用系統層面的操作水平后，標記軟件協議的簽訂，防止在進行協議建立的同時完善配電網管控平臺的軟件設置。構建配電網分布式應用以支撐配電網管控平臺與數據庫系統之間的中心節點信息。為配電網軟件運行功能配置集成性的運行操作環境空間，將分布式結構作為平臺的基礎性支撐點。診斷路徑信息資源，變更系統上層軟件信息，執行配電網軟件構建命令，將軟件構建原則與系統設計原則相匹配，同時掌控原則信息數據，標準化管理內部配電網軟件平臺信息，在軟件平臺端口發送管控協議，建立協議交流通道，在交流通道中，結合軟件協議與系統主協議。配置調度運行模式機制，在機制管理的同時標定軟件操作模式，控制配電網管轄范圍，保證研究范圍的不變性。

在系統軟件區域內部設置安全控件，利用安全控件管理安全系數較低的數據，完善軟件操作結構，由此實現對系統軟件的設計。

3 實驗與研究

在實現以上管控系統設計后，對設計的系統進行實驗檢驗，判斷所提系統的性能，由此掌握系統設計的可靠性。

將系統應用于實驗環境中，并配置3 座220 kV的變電站，5 座110 kV的變電站，120 條10 kV的饋線。在實現以上實驗場景構建后，調整配電網信息，將配電網網絡化調度空間調整至安全模式，避免異常操作的產生。控制外部實驗空間信息，將管控系統界面的數據進行標準處理，掌控界面信息，同時執行管控指令，管理與管控操作不相符的外部信息條件，并按照配電網中心電流過量進行電壓匹配操作。

掌握配電網基礎信息數據，在獲取數據的前提下構建智慧管控處理中心，并設置界面操作功能鍵，利用界面操作進行實驗研究。并根據實驗操作信息設置實驗操作參數，如表1 所示。

表1 實驗參數一

根據上述實驗操作參數表進行實驗研究，整合系統信息，將配電網網絡調度端口與管控平臺相連接，并構建平臺基礎信息，在配電網電力傳輸通道中運輸外部電力數據，及時掌控電力數據的傳輸時效，并加強對時效信息的管控力度。

獲取管控平臺反映的配電網調度管控信息，在配電網網絡化數據調節的基礎上執行管控指令，防止外部數據的干擾，得到實驗研究的結果數據，并構建管控有效率對比圖如圖2 所示。

圖2 不同系統管控有效率對比圖

如圖2 所示，基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統的管控有效率均高于其他兩種傳統系統，傳統基于WebGIS的配電網網絡化調度智慧管控系統的管控有效率較高，傳統基于調度運行管理的配電網網絡化調度智慧管控系統的管控有效率較低。

造成這種差異的原因在于所提系統在設計操作的過程中優化了內部配電網傳輸通道，加強了對傳輸電力數據的管理力度，并提升了控制的有效程度，在配電網數據收集的同時集中加強了對配電網信息的管控，配置了相應的系統數據傳輸空間，防止配電網輸電原則數據的泄露。減少管控失誤，進而提高了配電網網絡化調度的管控有效率。

經過上述實驗操作后，為進一步強化對系統設計結果的檢驗，設置二次操作實驗，并匹配相應的配電網平臺信息，進行操作指令響應研究。根據配電網網絡化的基礎數據流通方式將配電網外部電力數據輸送至中心管理空間中，等待后續實驗管理。利用拓撲內存對象機制管理配電網的任務數據，拓撲內存對象表示圖如圖3 所示。

圖3 拓撲內存對象表示圖

調節配電網的任務數據，整理配電網的分類模式，將配電網網絡化調度數據端口信息與管控中心信息相連接，搭建內部溝通橋梁，時刻監控配電網網絡調度信息的傳輸內容，完成實驗研究，并建立實驗參數信息表，如表2 所示。

表2 實驗參數二

由此，掌控配電網網絡化調度管控系統平臺數據，進行平臺系統溝通，并按照內部指令建立實驗研究信息，記錄實驗操作消耗的時間，并構建消耗時間對比圖，如圖4 所示。

圖4 不同系統消耗時間對比圖

圖4 中，基于WebGIS的配電網網絡化調度智慧管控系統消耗時間較長，基于調度運行管理的配電網網絡化調度智慧管控系統消耗時間較短，文中基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統消耗時間均比其他兩種傳統系統短。由于所提系統在設計的同時注重對配電網內部系統的管理，調整了配電網的電力信息數據傳輸狀態，整合了基礎電力信息，具有良好的操作性能。及時控制了配電網中干擾數據的流通，能夠實時檢驗配電網調度信息的基礎狀態，提高管控效率，縮減了管控操作所需時間。

綜上所述，文中基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統具有良好的數據管控性能，能夠在相同的研究環境下進行高效率的配電網調度智能管控操作，具有較高的研究價值。

4 結束語

在傳統配電網網絡化調度智慧管控系統設計的基礎上,提出了一種新式基于拓撲防誤的配電網網絡化調度智慧管控系統設計，優化了配電網拓撲操作結構，整合調度數據信息，減少了在操作過程中產生的管控失誤，提升了整體管控效率，并縮減了管控所需時間，構建了良好的操作平臺。實驗結果表明，所提系統的管控效果明顯優于傳統的管控效果。