支撑大电网调控系统无差别浏览的人机云终端及关键技术

为了满足大电网调控系统统一分析、统一决策的需求,提出了一种支撑本地/异地无差别浏览的人机云终端。首先研究了云终端交互界面跨区域、跨系统的标准化解析和展示,在电网图形CIM/G规范的基础上提出了一种交互界面的多尺度描述方法,实现了界面描述与开发平台的解耦;然后,研究了云终端图形化开发工具实现应用界面的细粒度开发,并通过应用商店实现应用的全网注册、发布、维护等全生命周期管理;另外,通过人机交互网和标准的人机交互协议提升了人机云终端广域服务发现、调用和数据交互的能力,实现数据、服务的广域无差别调用。最后研究了自然方式的云终端人机交互,将人脸识别、语音识别及触摸控制等技术应用到云终端调控场景中,提高人机交互效率。通过异地同景和远程协同处置2个场景验证文中提出的人机云终端能够实现地域无关的同景展示。     

电网调控系统轻量化人机交互体系架构及关键技术

在传统电网调控系统的人机交互体系架构下,客户端进行了大量的画面显示处理及复杂的服务交互等工作,这种胖客户端的实现不仅对客户端的资源占用大,而且在实现多终端统一展示方面存在明显局限。文中提出一种轻量化的人机交互体系架构,并对其关键技术如基于模型—视图—视图模型(Model-View-ViewModel,MVVM)模式的前端实现、人机服务及负载均衡、统一界面描述规范等进行了讨论。基于该架构实现的轻量化人机交互系统,有效减少了客户端的资源占用,能够更好地适应调控系统对人机展示的需求。     

面向大电网的人机云终端设计

按照大电网调度控制系统“物理分布、逻辑统一”的总原则,文中设计了面向大电网的人机云终端架构。提出了电力描述语言CIM/G扩展规范和通用的人机交互协议,为不同厂家灵活定制应用的客户端提供了支撑。探讨了构建应用客户端的组态化技术,提供了快速开发的技术手段。利用云终端桌面的自动化部署,满足了用户随时随地下载安装应用客户端的需求。研究了与全局云终端管理、全局权限管理和全局服务管理的交互,通过云终端设备的接入认证、用户权限控制和广域人机交互服务的访问机制,实现了对大系统安全透明的访问和故障状态下服务访问的无缝切换,实现了位置无关的无差别调度。     

大电网调控系统的移动终端设计及关键技术

人机云终端作为大电网调控系统的人机交互终端,为大电网的监视、分析、防控和决策提供支撑。随着移动互联技术的发展,人机云终端已经拓展到平板、手机等移动终端设备。文中研究了大电网调控系统的移动终端架构设计。运用计算迁移技术,将移动终端的计算任务迁移至云端服务,保证了移动终端的可持续化展示能力。提出了人机移动端交互协议,通过更为精准的人机数据交互服务,提升了移动终端展示画面的加载性能。采用基于属性的访问控制机制,保障了不同权限的用户对系统资源的细粒度安全访问。分析了调控人员的行为数据,能够多元化展示调控人员关注的内容,满足调控人员随时随地感知电网运行态势的需求。     

大电网调控系统业务中台设计与研究

为了沉淀调控系统核心业务能力,提升调控系统前台快速响应用户需求的能力,提出了大电网调控系统“薄前台、厚中台、稳后台”的发展策略。首先,将调控系统前台大部分业务功能沉淀至业务中台,前台仅保留必要的逻辑和用户交互接口,提高前台的响应速度。其次,通过研究大电网模型云、广域数据分布式流式处理和新型人机云终端等技术,构建了基于调控云架构大电网调控系统业务中台,为各级调控系统提供业务复用平台,解决了大电网一体化调度的模型按需服务、高速并行数据处理以及本地异地无差别调度等技术难题。所构建的大电网调控系统全网复用的“全、快、准”业务中台,为前台各类应用提供了有力的支撑,保障了后台数据的安全稳定。最后,给出了业务中台的具体应用场景分析和建设成果。所研发的大电网业务中台已经在多个调控中心完成示范应用,应用结果表明业务中台稳定有效。     

面向调控业务的多级一体化数据交换系统设计与实现

随着电网运行的一体化特征凸显,各级调控机构间的应用业务联系日趋紧密,对信息共享、数据交互的需求也越来越迫切。为了实现一体化协同运行,电网调控系统需要在不同调控机构和业务应用之间交互大量的实时数据和非实时数据。但目前的技术方案主要是面向实时业务之间的数据交互,缺少准实时/非实时业务场景下的通用数据交互机制。针对上述问题,提出了面向调控业务,实现准实时/非实时数据跨机构、跨安全区、跨平台的一体化交换体系架构,建立了规范的数据交互流程和基于任务的运行机制,实现了对数据交互过程的统一管理。目前研究成果已在工程中获得了实际应用,支撑了省调、地调和厂站的一体化协同业务。     

基于广域云总线的电网调度综合智能告警

综合智能告警是智能电网调度控制系统的一项重要功能,以各类告警信息为要素,在电网故障时自动推图提示故障设备、故障信号与故障类型,提示调度人员及时采取措施。互联大电网的发展需要调度机构间对故障异常同步感知、调节控制分布协同和事故应急协同处置,然而目前各级调度控制系统间大量数据交互以及大规模广域服务访问方面缺乏通用和高效的技术手段。提出了基于广域云总线的电网调度综合智能告警方案:基于广域云消息总线实现广域范围内电网状态信息和重要告警事件等各类消息跨调度机构的实时推送;基于广域云服务总线实现综合智能告警详细信息查询与检索功能,使告警详细信息可在广域范围内共享。在试验系统上的测试结果验证了技术的可行性。     

基于调度数据网的广域数据总线体系架构和关键技术

总线作为调控系统的数据通信的基础,承担了系统内的数据交互工作。随着电网运行一体化特征日趋明显,当前总线难以满足跨越不同调度机构的调控系统间数据交互的需求。分析了智能电网调度控制系统总线的体系架构,针对调度数据网的特点,提出了适用于多级调度一体化协同运作的广域数据总线体系架构,并分析了电力调度域名管理、广域分布式代理、广域服务总线、广域消息总线等关键组成部分,实现了服务的广域共享和消息的高效传输。最后阐述了广域数据总线在电力系统中的应用前景。     

智能电网调度控制系统图形广域维护与浏览技术

随着电网互联和特高压交直流混合跨区输电的快速发展,电网运行特征发生了深刻变化,对大电网运行监控画面也提出了新要求。文中针对现有智能电网调度控制系统画面浏览方式无法满足在同一幅画面中集中监视跨调度机构的特高压联络线的问题,提出一种电网图形广域维护和浏览方式。该方式通过引入设备模型广域检索、广域文件统一管理和推送、画面广域模型的定义和维护、实时画面广域浏览等技术,实现特高压互联电网关键设备的一体化监视。该技术已在调控中心试点应用,满足送受端国调分中心、省调对特高压跨区交直流设备运行状态和运行风险提示的实时监控需求。     

电网调控系统广域服务访问及管理方法

随着特高压大电网的快速发展,当前的电网调控系统已难以有效满足调度一体化对跨调度机构进行服务访问的迫切需求。基于对现有服务架构的深入分析,提出了通用的广域服务访问和管理方法,构建了面向电网调控系统的广域服务体系。通过服务信息发布、信息分层管理、多维度分析监控等技术,实现广域服务的管理与监控;通过服务查询、基于资源评估的负载均衡、多粒度访问控制策略、服务访问轨迹实现跨调度机构服务的访问及控制。目前研究成果已在工程中获得了实际应用,为广域范围内的故障告警实时推送、画面浏览和模型数据维护提供了技术支撑。     

调控云平台IaaS层技术架构设计和关键技术

调控云是中国国家电网有限公司"三朵云"规划中的一个重要组成部分,针对调控云统一和分布相结合的分级部署设计特点,结合国家电力调控中心-区域电网调控中心主导节点和各省级协同节点的两级部署体系构架,以云计算理念为基础,面向电网调控业务设计了调控云基础设施即服务(IaaS)层基本构架,实现了调控云平台硬件资源的虚拟化(共享与动态调配)、数据的标准化和应用的服务化.另一方面,服务器和存储资源的虚拟化、域名系统、负载均衡、读写分离等技术已被引入IaaS层构架中,为调控云各节点均采用双站点模式提供基础支撑,实现了调控云各节点在业务层面均可同时对外提供服务和异地应用双活.     

人在回路的电网调控混合增强智能初探:基本概念与研究框架EI北大核心CSCD

大电网是典型的复杂系统,具有开放性、不确定性、脆弱性及多因素高度耦合等特征,随着我国新型电力系统的逐步建设,整个系统的规模和复杂性达到前所未有的高度。传统电网调控难以适应在新形势下大电网安全稳定运行面临的严峻挑战,需要引入人工智能技术,以提升分析和决策的效率和效果。为降低人工智能存在的应用风险、促进人工智能的能力进化,提出人在回路的混合增强智能电网调控的基本概念与研究框架,以及混合增强需要遵循的主要原则与总体研究思路。在此基础上,探讨人机任务分配、人机可解释交互、人类可介入学习、多人机协同以及混合智能趋优进化等关键技术,提出相应的研究方案和需要突破的难点,并设计人机协同混合增强调控的应用场景,为开展人在回路混合增强智能调控的系统性研究奠定基础。     

电力调度分布式工作流设计与实现

电力调度工作流具有广域传输、安全以及系统集成等特性。文中分析了电力调度流程的特点,以实现广域分布式调度流程为目的,基于智能电网调度技术支持系统平台提出了一种与邮件服务相集成的分布式工作流设计方案。流程文件使用高效的E语言描述,工作流服务调用消息邮件服务将流程文件以邮件形式传递,目标端工作流服务收取邮件并进行解析,实现分布式的流程流转。对该机制进行了详细阐述,说明了服务总线与其他服务或系统集成的原理,并根据设计予以实现。安全校核业务应用证明,此机制满足了电力调度流程跨系统流转和分布式服务的需求,具有应用价值。     

调控终端安全管控技术研究与应用

在能源互联网和电网智能化的发展趋势下,各类新型电网业务和工作场景访问调度主站系统的需求增多,需要规范调度终端的权限配置,加强操作过程安全审计,完善管理制度和技术手段,有效防范安全攻击,提升应对极端情况的风险防控水平。通过对现有调度终端键盘、显示器、鼠标延伸技术的使用现状分析,提出了一种基于云计算和生物多因子认证的调控终端安全管控技术。该技术根据电网调度自动化的业务场景,融合计算虚拟化、网络虚拟化、存储虚拟化、运维监控管理、云桌面业务流程交付等软件技术,形成标准化的调控终端安全管控系统解决方案。     

交直流电网仿真调控与系统展示技术

介绍了南方电网近年研发的基于实时仿真的交直流电网仿真调控与展示系统,并对系统构建中的异构平台模型映射、接口交互通信、仿真调控与系统展示等关键技术进行了阐述。该系统有机集成了调度自动化技术和实时仿真技术,其以实际电网运行断面作为仿真初态,建立与实际运行高度相似的虚拟电网,并能实现仿真结果的形象展示和仿真过程的调控交互,可作为交直流电网实时仿真计算、调度运行培训演练、自动化应用测试的有效平台和电网新型技术应用开发平台。     

电网调控系统通信总线调用链监视与分布式追踪方法研究

电网的快速发展和大规模互联电网的形成,使电网特性由区域模式转向全局模式。电网运行和调度控制均呈现数据密集、通信密集和计算密集的特征,从而形成了复杂的网状服务调用关系以及多层次的消息传输流程,给电网运行态势变化预测和运行风险管控带来了新挑战,亟需对通信总线数据交互过程进行有效监视。首先提出了通信总线的全链路监视与分布式追踪技术框架。然后研究了服务调用链监视和消息分布式追踪的关键技术。最后介绍了工程应用情况。该技术的应用为电网调控系统数据传输和交互提供了全面、直观的状态信息,实现了系统隐患及时发现、故障原因精准追溯,增强了新一代调控系统通信总线运行状态监视和风险控制能力。     

基于云储能和云发电技术的集中控制云电网系统研究

为推广新能源的使用、解决现有新能源使用所面临的问题,提出了基于云储能和云发电技术的集中控制云电网系统。定义了云储能、云发电、云电网新概念,阐述了应用云储能、云发电技术的计费用户终端的云终端结构、控制云终端的云终端管理器结构以及由控制中心、云终端管理器和云终端构成的云电网结构,分析了云电网组成的可行性和有益效果,阐述了实现云电网系统的研究内容。研究分析表明,所提出的云电网系统技术可行,为大规模推广新能源使用构建了新平台。所提出的集中式分层控制模式,易于实时获得全网数据,并对全网进行实时有效控制。相对现有电网系统来说,云电网系统将更加安全、可靠,并具有更高的效率。     

电网调控大数据平台体系架构及关键技术

以数字化技术和能源互联网理念为驱动的"数字新基建"对现有调度自动化系统的数字化转型提出新的挑战,该文考虑调控数据存储规模、数据加工复杂度和数据服务多样化的需求,提出电网调控大数据平台的体系架构.在此基础上,研究了多源调控数据集成与融合、异构数据库分层统一存储、调控数据资产管理、大数据算法引擎等关键技术,实现全业务、全场景的电网调控数据汇集、加工和资产管理.该技术方案为调控云智能分析应用提供了存储、数据和算法的有力支撑.     

基于电力调度数据网的广域数据采集方案

在智能电网中,各级电网调控系统间业务相互协作、数据互联互通的需求与日俱增,而当前多调控系统间采用规约通信的数据转发技术存在时延长、维护复杂等弊端,迫切需要一种更高效、便捷的广域实时数据传输方式。基于现状,分析了现有数据采集模式的局限性,提出一种基于电力调度数据网的广域数据采集方案。讨论了广域数据采集框架及网络构成,深入研究了广域环境下的数据订阅机制、数据发布技术和数据采集代理方法。经过实验验证,广域数据采集能够增强各级电网调控系统之间的联系,提供更高效的广域数据交互手段,提高数据传输效率和系统易用性。     

基于电力调度工作流构建运行管理的互联互通框架

在智能电网调度控制系统整体框架下,以电力调度工作流作为流程描述规范,E语言文件作为数据交互载体,消息邮件作为数据交互工具,以调控运行管理需求为导向,设计研发运行管理系统的横纵向多级立体式互联互通框架。应用所述框架,实现调控机构纵向业务流程贯通和跨安全区的横向业务融合,从而实现业务流程完整的、闭环的一体化运作,并且实现与大检修管理系统的横向数据共享。