地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)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(shù)經(jīng)濟分析機器人流程自動化程序的總體設(shè)計架構(gòu)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(shù)經(jīng)濟分析所需各獨立應(yīng)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(shù)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(guān)鍵詞:地區(qū)電網(wǎng);技術(shù)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(yīng)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(fù)性工作［2］。地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度在對電網(wǎng)進行技術(shù)經(jīng)濟分析工作中，需要從多個不同廠家開發(fā)的獨立應(yīng)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(jié)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(shù)經(jīng)濟指標(biāo)數(shù)據(jù)的自動分析與評價。
2程序的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟分析RPA程序的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個程序由設(shè)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(gòu)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(shè)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(shè)置與控制模塊設(shè)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(gòu)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(jié)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(shè)置內(nèi)容，各項設(shè)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(shè)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(guān)聯(lián)，從而方便用戶自由設(shè)置與查看。設(shè)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(shè)置內(nèi)容，有權(quán)限的用戶可以通過對話框界面自由修改，當(dāng)在自定義對話框中修改了某項內(nèi)容，就可以保存到設(shè)置文件中，從而實現(xiàn)設(shè)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(dāng)定時自動運行復(fù)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(gòu)成，主要完成EMS、電采、用采系統(tǒng)數(shù)據(jù)抓取任務(wù)。各自由1個UiBot模塊化程序構(gòu)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(wù)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(shè)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(wù)，通過非侵入式操作能夠自動獲取各自應(yīng)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(fù)運行，直到數(shù)據(jù)抓取成功或達到預(yù)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(yīng)的4個WPS表工作簿構(gòu)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(yīng)的子模塊格式完全相同。輸入和輸出工作表之間通過相應(yīng)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(shè)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(yīng)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(gòu)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(jié)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(fù)制成文件名標(biāo)有具體日期的最終結(jié)果文件，再把結(jié)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(jié)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(fēng)圖來可視化負載率。利用REPT函數(shù)根據(jù)指定次數(shù)重復(fù)顯示文本的功能，通過多次重復(fù)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(guān)站名或設(shè)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(shè)備的各種運行數(shù)據(jù)的可視化圖表。
3結(jié)語
地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟分析RPA程序的開發(fā)應(yīng)用［6］，實現(xiàn)了原有各應(yīng)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(shù)經(jīng)濟指標(biāo)、當(dāng)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(biāo)進行計算與排序，同時生成可視化圖表，迅速為應(yīng)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(jié)論。該RPA程序不但可代替人工執(zhí)行電腦上批量繁瑣重復(fù)的操作［8－9］，跨系統(tǒng)搜集電網(wǎng)技術(shù)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(shù)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(shù)支撐。
作者:劉詩 崔海濤 李煥奇 單位:國網(wǎng)吉林供電公司
