机器人流程自动化在电力调度中的应用

崔海涛，刘 诗，尹 航

(国网吉林省电力有限公司吉林供电公司，吉林 吉林 132000)

0 引 言

机器人流程自动化技术(robotics process automation,RPA)是通过事先拟定好的脚本流程,用软件来模拟人的操作，从而实现办公自动化。机器人流程自动化技术融合了语音识别、图像识别、主动学习等人工智能技术，可以模拟人工在电脑上进行各种操作，因此只要设计好使用规则，就可以代替或者协助员工在计算机中完成 “规则较为固定、重复性较高、附加值较低”的工作。使用RPA就相当于一名虚拟的“员工”,可以按照设计的流程自动完成工作，处理业务效率更高，且无差错,目前该技术已广泛应用于金融、通信、芯片、汽车、药物、医疗等领域[1-3]。

1 电力调度的现状

随着电力体制改革的持续深入，中国电力发展步伐不断加快,中国电网也得到迅速发展，电网系统运行电压等级不断提高,电网规模也不断扩大，导致电网数据参数、潮流等数据不断增加。电力调度最根本的职责是保证电网的安全稳定运行，电网数据是调度分析电网安全性、稳定性、经济性的基础，因此获取电网数据是每个调度员工作的重中之重。伴随着近几年电网智能化水平的不断提高，各部门数据采集系统各不相同，导致调度获取数据的系统并不单一，而是由多个系统组成，要想获得电网相关数据就需要在几个不同系统分别进行抓取，再通过编码、整合、计算才能获得所需数据。电力调度数据获取的主要问题[4-5]如下。

1.1 数据来源多

近20年来，吉林供电公司在信息化方面建设了众多独立的应用系统，电力调度自动化从SCADA到OMS+EMS，再加上open3000能量管理系统、com3000电能量自动采集系统、用户用电信息采集系统、同期线损系统、上级调度能量管理系统，并且这些系统之间没有数据接口，系统间数据相互独立无法进行共享。

1.2 数据数量庞大

吉林地区电网所有电压等级的设备(包括主变、母线及线路等)数据一共有十几万条，这些数据要从不同系统查询数据、获取信息、筛选、分析和处理后再做成各种电网数据报表，并且这些数据都需要调度员去整理，工作量巨大，电网检修作业、事故处理时无法保证按时完成上述工作。

1.3 重复性工作多

调度员每天获取电网数据都要在不同的系统间进行切换并重复进行数据的收集、录入、复制、粘贴等手工操作，耗时较长。以上这些问题导致了调度工作存在大量重复且机械的工作，同时由于数据数量的庞大，人工完成的时效性和准确性就无法保证，这也给后期数据的使用带来了极大隐患。

2 机器人流程自动化在电力调度中的应用

2.1 系统设置与控制

系统设置与控制是由一个名为config.cfg的文本文件和一个自定义对话框构成的，config.cfg文件是一个数据字典，用于存储不同数据采集系统的用户名、密码、网站地址，下载数据文件的存储地址与以及程序自动启动的时间等设置内容；自定义对话框用于人机交互录入、修改和查看具体配置内容，两者之间通过文本框和多选框相关联，用户可以通过在对话框的文本框和多选框进行填写设置内容，完成对RPA系统的设置，从而方便用户自由设置与查看设置及控制模块I、II。电力调度数据报表机器人程序原理如图1所示。

图1 电力调度数据报表机器人程序原理

设置与控制模块是用于控制整个系统的数据流走向及诸多设置内容的，有权限的用户可以通过对话框界面自由修改。这样在自定义对话框中修改了某项内容，可以同时保存到设置文件中，从而实现了设置文件和自定义对话框之间的人机交互。程序默认为手动启动运行，当定时自动运行复选框被选中后，则程序运行后一直处于待命中，直到整定时间，才正式启动运行。

2.2 电网数据的抓取

电能量自动采集系统数据的采集，系统通过事先取得电采系统每日倍率和零点基值2个TMR文件的IP地址、和FTP用户名及密码，用RPA程序模拟人为操作，通过CMD窗口抓取到2个TMR文件；并将两个TMR文件中的数据转化并保存为Excel。

用户用电信息采集系统数据的采集是用RPA程序模拟人为操作在浏览器中打开用采系统网址，模拟人为登录、验证后，查询出事先做好的用户集合，统计出电表指示数报表，并根据规则自动筛选、计算需要数据保存到指定文件夹下并以日期为后缀命名。

电能量管理系统数据的采集是通过RPA程序模拟打开浏览器并登陆能量管理系统，自动登录并选取前一天24小时的电网数据，并自动下载另存为以日期为后缀命名的Excel中。

2.3 电力调度电量数据的生成

用RPA程序模拟人为在Excel中打开“地区电网电量数据”工作簿，则事先链接好的电能量自动采集系统、用户用电信息采集系统及电能量管理系统数据全部更新到当前数据表中，即图1中的数据融合模块，通过对电网数据的正、反向日有功电量、最大有功电力、最小有功电力、平均电力、负荷率进行分析和计算，最终在“电量数据”工作表中自动计算出当日电量信息，然后将“电量数据”工作表所有链接单元格做去链接处理，再另存为“电量数据”后加日期戳的文件，即得到最终的电网每日电量数据表格，如图2所示。

图2 自动生成的数据报表

2.4 电网线损分析与统计

按照电网正常运行方式，利用RPA程序提取的电网数据，并通过编辑好的RPA程序自动对各主变及其各侧计量点数据进行计算分析，统计出变电站各台主变变损、变损率，通过对连接在各母线上的计量点数据进行计算分析，可以计算出各母线的输入、输出电量，母线不平衡电量和母线平衡率，通过对线路连接情况和拓扑关系的梳理，以及对线路各关口计量点输入、输出电量的统计，可以计算出各线路的损耗电量和损耗率。最后对以上各主变、母线、线路相关数据的计算和汇总，从而对电网线损进行分析与统计，进而可以对全网数据进行自动计算和统计，其计算式见式(1)、式(2)[6-7]。

(1)

式中：ΔWL为线路(主变)损耗电量；εL为线(变)损率；WL1为线路电源侧(主变高压侧)电量；WL2为线路负荷侧(主变低压侧)电量。

(2)

式中：ΔWm为母线不平衡量；εm为母线不平衡率；∑Wm1为流入母线电量之和；∑Wm2为流出母线电量之和。

2.5 相关系统数据上报

通过RPA程序自动将电网数据进行筛选并计算，自动将数据分区为“直调发电”“县调电量”“变电站电量”等数据组，并通过选取网页中对应元素填写相应的数据，最终根据不同系统对数据的要求，将相关数据自动录入相应的系统中，从而实现数据的自动上报。

2.6 生成数据对比信息

利用RPA程序自动登录并下载今日电网数据和去年今日电网数据，自动选取对比数据、计算电量的同比信息并保存到相关文件中，而且自动将计算的同比信息与今日电网数据发送给设定好的相关人员。

机器人流程自动化技术已经应用到了调控值班、运行管理、线损统计、方式寻优等诸多方面。机器人流程自动化在电力调度的应用和以往的系统或程序不同，该应用几乎不需要人为干预，能够全自动运行，3 min自动收集到4.8万个数据，对15万个数据进行自动计算并生成6张当日各种电网数据报表。这些程序的应用，为调度人员减少了大量的重复性手工操作，极大地提高了工作效率和数据精度，为电力调度对系统的细化分析、电网安全和经济运行分析提供了有力的基础数据支撑。

3 结 语

该文阐述了机器人流程自动化技术在电力调度中的应用，通过人机协同的方式，使收集、计算、录入、复制、粘贴等繁杂的手工操作，可自动完成，提高了企业的数字化和自动化水平，同时大幅降低了调度人员的工作强度。随着电网智能化的不断发展，后续需不断提高对机器人自动化技术的认知，更好地辅助新型电网发展，使机器人流程自动化技术在电力企业中应用得更加广泛。