地區(qū)電網(wǎng)技術經(jīng)濟淺析

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摘要:介紹了一個自主研發(fā)的地區(qū)電網(wǎng)技術經(jīng)濟分析機器人流程自動化程序的總體設計架構具體實現(xiàn)方法。該程序?qū)崿F(xiàn)了自動獲取地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度進行電網(wǎng)技術經(jīng)濟分析所需各獨立應用系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)，自動將所獲各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)進行遷移與融合，自動完成地區(qū)電網(wǎng)技術經(jīng)濟分析與評價并通過可視化圖展示出來，有效解決了電網(wǎng)調(diào)度人員手工查詢下載數(shù)據(jù)、手動合并報表、人工排序與分析等問題。

關鍵詞:地區(qū)電網(wǎng);技術經(jīng)濟分析;機器人流程自動化;程序

1概述

目前地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度工作中的信息化壁壘過于嚴重，各應用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沒有打通，很難將數(shù)據(jù)進行硬連接整合。機器人流程自動化(roboticprocessautomation，RPA)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的1個連接器［1］，可以實現(xiàn)非侵入式，在不更改系統(tǒng)的前提下模擬人的操作，將不同系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行提取與整合，把多個系統(tǒng)連接起來。以UiBot為代表的RPA開發(fā)軟件適用于規(guī)則和邏輯非常明確的日常重復性工作［2］。地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度在對電網(wǎng)進行技術經(jīng)濟分析工作中，需要從多個不同廠家開發(fā)的獨立應用系統(tǒng)中提取數(shù)據(jù)，然后將這些數(shù)據(jù)錄入WPS表格中進行計算得出結論。這種情況用RPA軟件代替人工操作能非常容易進行跨系統(tǒng)數(shù)據(jù)集成［3］，即不需要修改應用系統(tǒng)程序，無需各系統(tǒng)間提供硬連接的數(shù)據(jù)接口，只需模擬人的操作［4］，用軟連接的方式通過界面元素抓取和自動化操作就能實現(xiàn)無接口的數(shù)據(jù)獲取和寫入［5］。本程序是在Win7操作系統(tǒng)下，用UiBot5.3模塊化操控FTP、IE、Chrome瀏覽器和WPS2019表格等應用軟件，自動獲取能量管理系統(tǒng)(energymanagementsystem，EMS)、電能量采集系統(tǒng)(以下簡稱電采)、用戶用電信息采集系統(tǒng)(以下簡稱用采)等應用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后，通過鏈接或?qū)懭氲确绞竭M行有效融合和計算，并運用多種形式的數(shù)據(jù)可視化圖表，實現(xiàn)了對地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運行中多個技術經(jīng)濟指標數(shù)據(jù)的自動分析與評價。

2程序的整體結構設計

地區(qū)電網(wǎng)技術經(jīng)濟分析RPA程序的整體結構如圖1所示。整個程序由設置與控制模塊控制下的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)格式化模塊和數(shù)據(jù)融合與計算模塊等構成，在電腦上分為2個文件夾存放。1個是程序文件夾，用于存放UiBot的flow、task和came格式的程序代碼、res資源子文件夾和extend擴展插件子文件夾;另1個是數(shù)據(jù)文件夾，用于存放WPS表格格式的各原始數(shù)據(jù)、格式化數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)融合與計算模板文件，其中config.cfg設置文件和原始數(shù)據(jù)文件存于data數(shù)據(jù)子文件夾，格式化數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)融合與計算模板文件存于work工作子文件夾。a.設置與控制模塊設置與控制模塊由1個名為config.cfg的文本文件和1個自定義對話框構成，config.cfg文件里面存放1個數(shù)據(jù)字典，用于存儲采集模塊所抓取數(shù)據(jù)的各個系統(tǒng)網(wǎng)站的鏈接地址、FTP地址，用戶名、密碼以及生成結果文件的存儲位置與程序每日定時啟動時間及手動自動選擇等設置內(nèi)容，各項設置內(nèi)容以鍵值對的形式存于數(shù)據(jù)字典中，被保存于設置文件里;自定義對話框用于人機交互錄入、修改和查看具體配置內(nèi)容，兩者之間通過文本框和多選框相關聯(lián)，從而方便用戶自由設置與查看。設置與控制模塊用于控制整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流走向及諸多設置內(nèi)容，有權限的用戶可以通過對話框界面自由修改，當在自定義對話框中修改了某項內(nèi)容，就可以保存到設置文件中，從而實現(xiàn)設置文件和自定義對話框之間的人機交互。程序默認為手動啟動運行，當定時自動運行復選框被選中后，則程序運行后一直處于待命中，直到整定時間一到，才正式啟動運行。b.數(shù)據(jù)采集模塊數(shù)據(jù)采集模塊由EMS數(shù)據(jù)抓取、用采數(shù)據(jù)抓取、地調(diào)電采數(shù)據(jù)抓取和省調(diào)電采數(shù)據(jù)抓取4個子模塊構成，主要完成EMS、電采、用采系統(tǒng)數(shù)據(jù)抓取任務。各自由1個UiBot模塊化程序構成，通過RPA程序模擬人工瀏覽WEB的形式全自動下載事先在上述4個系統(tǒng)服務器中定義好的原始數(shù)據(jù)格式，然后保存到本地data文件夾中。設置與控制模塊控制其手動或定時自動執(zhí)行抓取數(shù)據(jù)的任務，通過非侵入式操作能夠自動獲取各自應用系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)，并具備自我判斷功能，若數(shù)據(jù)沒有抓取成功，程序經(jīng)稍加延時后重復運行，直到數(shù)據(jù)抓取成功或達到預定的抓取次數(shù)。c.數(shù)據(jù)格式化模塊數(shù)據(jù)格式化模塊鏈接數(shù)據(jù)采集模塊和數(shù)據(jù)融合與計算模塊。數(shù)據(jù)格式化模塊是由與數(shù)據(jù)采集模塊一一對應的4個WPS表工作簿構成，每個工作簿均有輸入和輸出2個工作表，輸入工作表與原始數(shù)據(jù)格式完全相同，輸出工作表與數(shù)據(jù)融合與計算模塊中與其對應的子模塊格式完全相同。輸入和輸出工作表之間通過相應的計算公式和函數(shù)鏈接，這就保證了只要將原始數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)格式化模塊的輸入工作表，那么輸出工作表就會產(chǎn)生數(shù)據(jù)融合與計算模塊所需要的固定格式數(shù)據(jù)。在設置與控制模塊控制下，程序先將原始數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)區(qū)域讀入數(shù)組，再將該數(shù)組寫入數(shù)據(jù)格式化模塊的輸入工作表中，可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的去鏈接傳遞。輸出工作表與數(shù)據(jù)融合與計算模塊對應系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)表格式完全一致，且一一鏈接同步更新。d.數(shù)據(jù)融合與計算模塊數(shù)據(jù)融合與計算模塊由1個WPS表工作簿模板文件和1個報表自動生成程序構成。WPS表工作簿模板文件包括電量數(shù)據(jù)工作表和功率數(shù)據(jù)工作表以及由此計算和衍生而出的各采集點電量、各元件負載率、功率因數(shù)、各母線平衡率、各主變壓器變損、各線路線損、電網(wǎng)分區(qū)分層損失統(tǒng)計、峰谷差、負荷率等工作表。各表之間的數(shù)據(jù)及分析結果均由函數(shù)和公式引用電量數(shù)據(jù)工作表和功率數(shù)據(jù)工作表而來，只要電量數(shù)據(jù)工作表和功率數(shù)據(jù)工作表中的數(shù)據(jù)被更新，則整個數(shù)據(jù)融合與計算過程自動完成，這時只要把模板文件復制成文件名標有具體日期的最終結果文件，再把結果文件中電量數(shù)據(jù)工作表和功率數(shù)據(jù)工作表中與各格式化文件之間的數(shù)據(jù)引用和鏈接替換成數(shù)值，就可以得到獨立的結果文件。報表自動生成程序用UiBot編制實現(xiàn)上述功能代碼，通過軟件自動化指令，先讀取含有數(shù)據(jù)引用和鏈接的區(qū)域到數(shù)組，再將該數(shù)組寫回到原區(qū)域，可實現(xiàn)將數(shù)據(jù)引用和鏈接替換成數(shù)值的效果。e.數(shù)據(jù)可視化圖表制作因為變電站配置2臺主變壓器，所以用兩極旋風圖來可視化負載率。利用REPT函數(shù)根據(jù)指定次數(shù)重復顯示文本的功能，通過多次重復顯示字符“|”來形成形狀的不同長度對單元格進行填充，最后使用Haettenschweiler字體將符號變成條形圖，效果如圖2所示。為方便分析，首先將電量、負載率等數(shù)據(jù)用LARGE函數(shù)排序，再用INDEX函數(shù)索引相關站名或設備名稱，然后利用上述方法生成各輸電線路和主變壓器等設備的各種運行數(shù)據(jù)的可視化圖表。

3結語

地區(qū)電網(wǎng)技術經(jīng)濟分析RPA程序的開發(fā)應用［6］，實現(xiàn)了原有各應用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的自動遷移與融合，程序可定時自動生成調(diào)度需要統(tǒng)計的全部電網(wǎng)技術經(jīng)濟指標、當日及月累計數(shù)據(jù)報表，使得調(diào)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作由原來的每次10多個小時縮短為3min［7］。該系統(tǒng)能自動對線路、主變壓器等元件負載率、損耗率、功率因數(shù)等各種指標進行計算與排序，同時生成可視化圖表，迅速為應用人員從多角度提供生動形象的對比圖表，從而快速得出對電網(wǎng)運行分析與評價的結論。該RPA程序不但可代替人工執(zhí)行電腦上批量繁瑣重復的操作［8－9］，跨系統(tǒng)搜集電網(wǎng)技術經(jīng)濟原始數(shù)據(jù)，還能有效避免人為失誤，提高工作效率和數(shù)據(jù)精度［10］，實現(xiàn)調(diào)度技術經(jīng)濟數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析工作由每月1次改為每日1次，為電網(wǎng)調(diào)度對系統(tǒng)細化分析和隨時分析提供有力的技術支撐。

作者:劉詩 崔海濤 李煥奇 單位:國網(wǎng)吉林供電公司