配网负荷控制辅助决策系统设计

胡润锋

摘要：本文根据配网调度负荷控制的应用场景和需求，遵循SOA思想，选择成熟的、合理的Web系统开发技术，设计一套辅助决策系统，用以减少配网调度人员工作量和错误，提高配网调度负荷控制工作的效率和准确性。本文分析方法可应用于其他地市局配网调度班。

关键词：配网调度、负荷控制、SOA

1.引言

随着社会经济的发展，各行各业对配电网供电可靠性、供电质量、服务质量的要求不断提高，这同时也对供电企业的管理水平提出了更高的要求。东莞市负荷密度大，供电负荷重，夏季天气持续高温，负荷不断攀升，容易出现停电和电压问题持续增多、投诉持续增加等情况。

2.现状与问题

目前，在各种需要进行供电负荷控制的工作中，实际控制总负荷、各分局线路清单以及实际控制负荷的计算工作，还需要配调人员进行人工统计计算。人工统计计算容易导致各种错误，而且效率远不及系统计算。为此，配网调度急需开发一种负荷控制辅助决策系统，用以应对在需要全市错峰、片区错峰或因主网断面过载需控制负荷等情况下，根据负荷控制量快速计算分析各个供电分局需要控制的负荷指标和线路清单。

3.设计原理

基于10kV线路重要性序位表，根据调度员输入的负荷控制总量，自动计算需控制的总电流，再结合各个供电分局的供电指标，自动分析各个供电分局具体需要进行负荷控制的线路清单。其中，线路清单预测电流之和必须大于供电指标计算得出的电流值。

线路清单将作为调度员进行负荷控制的依据，该清单中的线路具备进行停电、送电、取消等功能，记录停电时间、停电人员、送电时间、送电人员、停电实时电流的关键信息，用于自动计算实际控制总负荷和各个供电分局实际控制负荷。

根据配网调度负荷控制辅助决策系统的业务要求，以及合理利用现有系统资源的要求，在不影响现有系统运行的前提下，本系统拟采用面向服务的架构（SOA）构建组件化服务，实现各应用功能之间的松耦合管理，可基于ESB总线进行信息交互；支持实现水平扩展的分布式应用架构；界面技术符合HTML5/CSS3标准，采用AJAX方式与后台应用进行交互；提供图形化建模和流程配置能力等。同时，为了后续业务的开展，架构图设计如下：

配网调度负荷控制辅助决策系统架构图

本系统整体基于Java架构体系，实践SOA思想，采用分层架构，将界面、业务流程、服务、数据分离，高内聚、松耦合，以适应业务变化对系统之需求。系统划分为基础功能、展现层、业务层、存储层、数据源等。

基础功能

基础功能包括信息化系统的共性功能，包括人员组织机构管理、角色权限管理、工作流引擎（基于jBPM）、表单引擎、日志系统、安全审计等。

展现层

系统采用HTML5、CSS3、jQuery来实现系统主体界面，同时采用echart插件以不同方式展示系统数据。这些成熟的前台技术使用户与系统的交互操作更人性化，更好地满足客户操作和观感需求。

业务层

业务层主要采用Spring的轻量级整合能力和Struts2动态控制技术来实现系统的业务功能，主要包括：线路基础功能、负荷计算引擎以及线路分析引擎。

线路基础功能主要包括停电、送电、取消等功能，同时记录停电时间、停电人员、送电时间、送电人员、停电实时电流等关键信息。

负荷计算引擎主要使用调度员输入的负荷控制总量，自动计算需控制的总电流。同时，该引擎包括对历史负荷控制总量的管理，关联线路分析引擎形成不同的方案。这些方案在决策的过程中，可以直接采用，或者提供一定的参考价值。

线路分析引擎基于10kV线路重要性序位表，赋予每条线路相应的权重，再根据需控制的总电流、以及各分局的控制指标，加权计算需进行负荷控制的线路清单。

存储层

存储层涉及三个部分，包括持久层、数据库以及数据接口。持久层采用Hibernate或者MyBatis封装对数据库的操作；数据库部分包括缓存数据库和结构化数据库。Redis拥有丰富的数据结构，以及便捷的操作；采用Redis缓存线路统计数据，可提高数据的访问效率，也可实现多点登陆等功能。

本系统中不涉及需要存取的非结构化数据，Oracle性能稳定、功能强大，所有数据均采用Oracle存储即可。

数据接口主要采用WebService结合Restful风格来实现。

数据源

数据源可以是配网各业务系统或者外部系统的业务数据、操作数据和日志数据。

4.关键技术

在整个系统的设计中，关键技术包括：兼容性设计、扩展性设计、安全性设计等。

兼容性设计

系统本身采用跨平台应用的面向对象程序设计语言——Java开发，Java技术具有卓越的通用性、高效性、平台移植性和安全性，在系统整体架构设计方面采用业界开源且成熟的SSH（Struts2、Hibernate、Spring）框架。

扩展性设计

系统基于SOA架构，所有与外系统交互的接口部分均通过企业服务总线ESB。ESB改变了传统的软件架构，可以提供比传统中间件产品更为廉价的解决方案；同时它还可以消除不同应用之间的技术差异，让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信和整合。在保证异构系统集成兼容性的同时又充分体现了SOA的架构思想——平台架构开放、产品稳定可靠、可扩展性强。

安全性设计

系统在考虑性能的同时，必须要达到较高的安全标准，提供良好的安全可靠性策略，支持多种安全可靠性技术手段，制定严格的安全可靠性管理措施，例如Java本身具有高可靠的安全性，辅以CA数字身份认证将从多个维度和层次保障系统的高效及安全稳定。

5.结语

本文对配网调度负荷控制的现状及其存在的问题进行了总结分析，提出了相应的配网调度负荷控制辅助决策系统技术方案，重点分析了系统设计采用的关键技术。为解决负荷控制的线路选择提供了辅助决策，减少了人工统计可能出现的错误，提高了生产效率，同时本文分析方法可应用于其他地市局配网调度班。

参考文献

[1]刘东,丁振华,滕乐天.配电自动化实用化关键技术及其进展[J].电力系统自动化，2004,28(7):16-19.

[2]姚建国,周大平,沈兵兵,丁峰等.新一代配网自动化及管理系统的设计和实现[J].电力系统自动化，2006,30(8):89-93.

[3]陈丽娟,朱晓燕,赵俊峰.国内电网实时数据集成应用综述[J].电力自动化设备，2010,30(1):139-144.

[4]刘俊勇,沈晓东,田立峰,陈金海,黄媛,李成鑫.智能电网下可视化技术的展望[J].电力自动化设备，2010,30(1):7-13.