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摘要：为保证突发情况下的电力系统平稳接续运行，做好电网综合应急管理工作具有重要意义。但电网是一个复杂的系统，其应急管理涉及面很广，必须依靠先进的信息技术来辅助处理。文章在分析了当前电网应急管理中存在的问题的基础上，设计了一套电网应急管理系统，并探讨了其在电网应急管理工作中的具体应用。希望文章的研究可以为电网的管理提供一个新的视角。
关键词：电网;突发事件;应急管理;系统设计
中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）07-0139-03
Design and Application of Integrated Emergency Management System for Power Grid
WANG Jing
（Guizhou Aviation Vocational and Technical College，Guiyang 550009，China）
Abstract：In order to ensure the smooth continuous operation of power system in case of emergency，it is of great significance to do a good job in the comprehensive emergency management of power grid. However，the power grid is a complex system，and its emergency management involves a wide range，so it must rely on advanced information technology to assist processing. Based on the analysis of the problems existing in the current power grid emergency management，this paper designs a set of power grid emergency management system，and discusses its specific application in power grid emergency management. It is hoped that the research of this paper can provide a new perspective for power grid management.
Keywords：power grid;emergency;emergency management;system design
收稿日期：2021-03-10
0 引 言
电网是一个复杂的技术组合体，它一方面与各处电源节点相连，另一方面又为大量的用户供电，其中涉及不计其数的输变电节点和设备。在此状态下，电网的任意一个环节出现故障，都有可能扩散到其他供电节点而造成大面积停电[1]，此时如果不能及时有效地应对，不仅会使电网设备损坏，而且会直接影响到正常的生产生活秩序，造成严重的经济损失甚至人身安全事故。如何快速、有效地应对这些电网应急事件，已经成为当前我国智能电网运行管理工作的重要研究内容[2]。电应急管理工作的高效开展是以各种资源的高效共享、及时调度和科学管理为前提的[3]，而这些工作都必须由信息化系统平台来完成。
1 当前应急管理系统中存在的问题
在信息化社会高度发达的今天，我国电网应急管理工作也基本实现了数字化和信息化，这是相对于传统应急管理模式的一个重要变革[4]。但调查发现，当前的电网应急管理系统仍然存在不少问题。首先，尽管基本实现了信息化，但这些信息化平台在结构上是分散的，内部逻辑复杂，操作也很不方便。许多应急管理平台存在着系统兼容的问题，使用的接口类型很多，信号格式各不相同，为系统的集成应用、后续维护升级等工作带来了很大的困难。在不同的电网应急管理子系统中，只负责其中一项任务，例如调度、指挥、决策、救援等，这些子系统之间是相互独立工作的，需要由人来完成系统间的协调，相关的数据很难实现高效共享[5]。由于技术和管理方面的不足，部分电网应急管理平台还存在信号传输不一致、故障率高等问题[6]。以上问题的存在，都在很大程度上影响了电网综合应急管理工作开展的效率和质量。
2 系统功能需求分析
2.1 可视化调度
电网综合应急管理系统的作用不仅仅在于数据的收集和存储，更在于远程指导现场处置人员如何高效快速地处理好电网突发事件，但是由于电网分布广泛，突发事件发生的地点往往是随机的，事先很难预料，只有事故发生之后才能确定其准确的地理位置。在监控中心的指挥调度人员不在场的情况下，仅仅依靠现场人员的口头描述，很难掌握现场的真实情况，要想实现精准而科学的电网应急资源调度就更加困难。因此，电网的可视化调度应用就显得十分关键。在可视化技术的支撑下，电网远程指挥调度中心可以通过摄像头察看现场实时情况，也可以通过图表和模拟等形式直观地展现各项数据变化，实现任意子系统和画面共享和资源调度。对于电网重要数据的显示，还可以采用声光报警的方式来突显其重要性和紧急性，这在电网突发事件的初期处置阶段非常重要。
2.2 协同交互指挥
在当前的电网应急管理体制中，一般由电网运行管理部门主导，医疗、通信、城管、交通等多个其他部门同时参与。这就造成了资源的分散，对于电网综合应急处置是十分不利的。所以在电网应急指挥调度过程中，实现多方协同交互指挥是一个重要前提。通过电网应急管理系统的应用，电网企业内部的各生产部门可迅速响应，同时向公安、急救、消防、市政、交通等多部门发出协同请求，将分散于不同企业或政府部门的应急资源集中起来，使各方在统一的调度指令下协同开展应急工作，实现高效、精准、实時的多方联动，提升电网综合应急管理的水平。由于调度工作是由远程的指挥调度中心来完成的，这种调度工作具有高度的统一性，避免了多头指挥，使电网应急指挥调度工作有条不紊地开展。 2.3 远程实时监控
在电网综合应急管理工作中，由于事件发生具有突发性，尤其是对于等级较高的电网应急事件，时间就是生命，远程监控和调度是一个非常关键的环节。在电网应急管理系统中，通过远程监控模块可以调取现场的摄像头，查看实时画面，然后通过语音功能与现场进行连接，使得指挥调度员犹如亲临现场一样方便指挥。由于指挥中心可以同时接通多方视频和语音，在全局协调中发挥着重要作用，因此远程实时监控功能实际上成了电网应急指挥调度系统的核心关键技术之一。在必要的情况下，可以通过远程视频会议系统迅速组成应急小组讨论应急方案，实现远程指导。
2.4 全程信息记录
电网综合应急管理系统的后台拥有强大的数据库作为支撑，通过不同的表结构设计，可以实现不同数据的结构化存储。整个操作及指挥过程可以进行全程同步录制及存储，在管理系统中通过提供历史数据查询界面，可以非常方便地调取任意时间段的历史数据，包括前端设备采集的原始数据和调度过程中进行的操作。除了系统管理员之外，所有账号都只能查询数据，而不能对系统中的数据进行修改或删除，为电网综合应急管理工作的问题追溯提供了保障。
3 系统总体设计
3.1 技术架构
根据电网综合应急管理工作的实际内容，可视化调度在技术上主要涉及计算机控制、网络传输、GIS展示等技术。从系统架构上看，则包括三个层次：数据层、服务支撑层和展示层。系统的所有数据都来源于数据层，数据层的数据源主要以数据库的结构化数据和文件的非结构化数据为主，所有数据可以由服务支撑层进行调度使用，形成可视化的应用服务数据，为展示层的展示提供逻辑支撑。展示层则是通过HTML VIEWER、ASP.NET、C#、.NET FRAMWORK等软件工具进行开发的软件系统平台，通过不同的功能菜单为用户提供丰富的数据展示和操作功能，系统总体架构如图1所示。
3.2 功能架构
从功能的角度上看，电网综合应急管理系统不仅包含了信息收集、信息管理、GIS应用、状态描绘等基本数据展示功能，而且还提供了灾害预警、指挥调度、故障分析等智能化应用模块。这些模块之间在功能上可以实现相互独立，但这些都可以通过各自的接口与数据中心进行数据共享，在界面上实现了高度的集成，接受数据中心的统一调度。
3.3 业务流程
根据信息化系统的特点和国家电网应急管理有关规定，本文通过对电网综合应急管理工作的整个流程进行阶段性划分，实现对整个应急响应流程的业务化流程设计。系统将电网应急管理的状态分为预防、预备、响应和恢复等四类，整个应急管理体系则包括监测监控、预测预警、应急准备、应急响应、恢复/评估/分析等模块，如图2所示。
当电网中发生自然灾害或故障时，由现场的传感器或摄像头采集故障信息并将异常数据接入到应急管理系统中，经过系统后台进行信息的处理后传输到指挥调度模块，通过指挥调度模块向现场的执行单元远程下发预警信号、故障隔离、应急处置、故障修复等指令，现场处置模块接收到指令后执行相应动作来完成对故障的自动诊断和处置，最后将结果反馈给指挥调度模块。如故障仍然存在，指挥调度系统继续下发后续指令对故障进行诊断处理，直到电网故障恢复正常为止。
4 系统的实现及应用
4.1 系统的实现
本系统采用了经典的C/S架构，前端展示系统采用了ASP.NET技术进行开发，后端服务程序则采用C#语言进行开发，数据库采用Oracle，在前后台之间设置了Redis缓存空间以提高数据响应效率。在系统首页提供了四个主索引页面，分别为在线实时监测、灾害预警管理、地理信息服务和系统指挥调度，如图3所示。
4.2 系统的应用
本系统在某电力企业进行了试运行，运行期间，系统工作稳定、安全可靠、响应及时、数据准确。在100个用户并发加载的前提下，1 G容量的GIS地图平均响应时间仅160秒，多用户并发查询的响应时间在30秒以内，在灾害发生后，对事件进行评估分析只需要120秒。本系统的应用，大大提高了应急管理效率，减轻了人工劳动强度，效果十分明显。
与传统的应急系统相比，可视化应急指挥调度系统最大的特点就是可以实现数据的可视化，所有数据和操作均可在大屏和终端实时预览，使得指挥中心和现场之间的沟通更加通畅准确。其次，采用多屏交互、大屏无缝拼接，实现高清晰度数码显示，信号切换方便，可实现集中观察、指挥和控制。其具体优势对比情况如表1所示。
5 结 论
当前信息化技术正在发生着日新月异的变化，各种新技术不断出现，电网综合应急管理系统也必须不断地进行优化升级，进一步提高系统性能，完善系统功能，实现更加集中的调度，通过可视化技术实现更加方便的操作，进而做出科学决策，提高电网综合应急管理水平。本文所探讨的电网综合应急系统仅是一个典型的系统，并非标准模式，不同的企业仍需要根据实际情况进行研究和讨论。但本文所研究的内容具有一定的普遍性，对电网应急管理系统的设计和应用具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 王博，沈硕尧，张佳，等.电力应急救援体系的构建策略 [J].中国新通信，2020，22（1）：129.
[2] 吴继.电力应急指挥系统的设计与实现 [J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术，2017，2（5）：229.
[3] 冯朝力，冯裕卿.电力系统应急管理体系建设探讨 [J].电子世界，2019，4（18）：188-189.
[4] 尹美林.基于集成协同的电力应急指挥中心系统解决方案 [J].区域治理，2020（31）：194.
[5] 刘士亚，郭静，岑钊华.城市电网监控应急系统的设计 [J].电气技术，2021，22（2）：11-16.
[6] 马建明.电网应急指挥综合信息管理系統设计与实现 [D].大连：大连理工大学，2018.
作者简介：汪静（1983—），女，汉族，四川巴县人，专业教师，本科，研究方向：消防安全管理方向。
关键词：电网;突发事件;应急管理;系统设计
中图分类号：TM769 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）07-0139-03
Design and Application of Integrated Emergency Management System for Power Grid
WANG Jing
（Guizhou Aviation Vocational and Technical College，Guiyang 550009，China）
Abstract：In order to ensure the smooth continuous operation of power system in case of emergency，it is of great significance to do a good job in the comprehensive emergency management of power grid. However，the power grid is a complex system，and its emergency management involves a wide range，so it must rely on advanced information technology to assist processing. Based on the analysis of the problems existing in the current power grid emergency management，this paper designs a set of power grid emergency management system，and discusses its specific application in power grid emergency management. It is hoped that the research of this paper can provide a new perspective for power grid management.
Keywords：power grid;emergency;emergency management;system design
收稿日期：2021-03-10
0 引 言
电网是一个复杂的技术组合体，它一方面与各处电源节点相连，另一方面又为大量的用户供电，其中涉及不计其数的输变电节点和设备。在此状态下，电网的任意一个环节出现故障，都有可能扩散到其他供电节点而造成大面积停电[1]，此时如果不能及时有效地应对，不仅会使电网设备损坏，而且会直接影响到正常的生产生活秩序，造成严重的经济损失甚至人身安全事故。如何快速、有效地应对这些电网应急事件，已经成为当前我国智能电网运行管理工作的重要研究内容[2]。电应急管理工作的高效开展是以各种资源的高效共享、及时调度和科学管理为前提的[3]，而这些工作都必须由信息化系统平台来完成。
1 当前应急管理系统中存在的问题
在信息化社会高度发达的今天，我国电网应急管理工作也基本实现了数字化和信息化，这是相对于传统应急管理模式的一个重要变革[4]。但调查发现，当前的电网应急管理系统仍然存在不少问题。首先，尽管基本实现了信息化，但这些信息化平台在结构上是分散的，内部逻辑复杂，操作也很不方便。许多应急管理平台存在着系统兼容的问题，使用的接口类型很多，信号格式各不相同，为系统的集成应用、后续维护升级等工作带来了很大的困难。在不同的电网应急管理子系统中，只负责其中一项任务，例如调度、指挥、决策、救援等，这些子系统之间是相互独立工作的，需要由人来完成系统间的协调，相关的数据很难实现高效共享[5]。由于技术和管理方面的不足，部分电网应急管理平台还存在信号传输不一致、故障率高等问题[6]。以上问题的存在，都在很大程度上影响了电网综合应急管理工作开展的效率和质量。
2 系统功能需求分析
2.1 可视化调度
电网综合应急管理系统的作用不仅仅在于数据的收集和存储，更在于远程指导现场处置人员如何高效快速地处理好电网突发事件，但是由于电网分布广泛，突发事件发生的地点往往是随机的，事先很难预料，只有事故发生之后才能确定其准确的地理位置。在监控中心的指挥调度人员不在场的情况下，仅仅依靠现场人员的口头描述，很难掌握现场的真实情况，要想实现精准而科学的电网应急资源调度就更加困难。因此，电网的可视化调度应用就显得十分关键。在可视化技术的支撑下，电网远程指挥调度中心可以通过摄像头察看现场实时情况，也可以通过图表和模拟等形式直观地展现各项数据变化，实现任意子系统和画面共享和资源调度。对于电网重要数据的显示，还可以采用声光报警的方式来突显其重要性和紧急性，这在电网突发事件的初期处置阶段非常重要。
2.2 协同交互指挥
在当前的电网应急管理体制中，一般由电网运行管理部门主导，医疗、通信、城管、交通等多个其他部门同时参与。这就造成了资源的分散，对于电网综合应急处置是十分不利的。所以在电网应急指挥调度过程中，实现多方协同交互指挥是一个重要前提。通过电网应急管理系统的应用，电网企业内部的各生产部门可迅速响应，同时向公安、急救、消防、市政、交通等多部门发出协同请求，将分散于不同企业或政府部门的应急资源集中起来，使各方在统一的调度指令下协同开展应急工作，实现高效、精准、实時的多方联动，提升电网综合应急管理的水平。由于调度工作是由远程的指挥调度中心来完成的，这种调度工作具有高度的统一性，避免了多头指挥，使电网应急指挥调度工作有条不紊地开展。 2.3 远程实时监控
在电网综合应急管理工作中，由于事件发生具有突发性，尤其是对于等级较高的电网应急事件，时间就是生命，远程监控和调度是一个非常关键的环节。在电网应急管理系统中，通过远程监控模块可以调取现场的摄像头，查看实时画面，然后通过语音功能与现场进行连接，使得指挥调度员犹如亲临现场一样方便指挥。由于指挥中心可以同时接通多方视频和语音，在全局协调中发挥着重要作用，因此远程实时监控功能实际上成了电网应急指挥调度系统的核心关键技术之一。在必要的情况下，可以通过远程视频会议系统迅速组成应急小组讨论应急方案，实现远程指导。
2.4 全程信息记录
电网综合应急管理系统的后台拥有强大的数据库作为支撑，通过不同的表结构设计，可以实现不同数据的结构化存储。整个操作及指挥过程可以进行全程同步录制及存储，在管理系统中通过提供历史数据查询界面，可以非常方便地调取任意时间段的历史数据，包括前端设备采集的原始数据和调度过程中进行的操作。除了系统管理员之外，所有账号都只能查询数据，而不能对系统中的数据进行修改或删除，为电网综合应急管理工作的问题追溯提供了保障。
3 系统总体设计
3.1 技术架构
根据电网综合应急管理工作的实际内容，可视化调度在技术上主要涉及计算机控制、网络传输、GIS展示等技术。从系统架构上看，则包括三个层次：数据层、服务支撑层和展示层。系统的所有数据都来源于数据层，数据层的数据源主要以数据库的结构化数据和文件的非结构化数据为主，所有数据可以由服务支撑层进行调度使用，形成可视化的应用服务数据，为展示层的展示提供逻辑支撑。展示层则是通过HTML VIEWER、ASP.NET、C#、.NET FRAMWORK等软件工具进行开发的软件系统平台，通过不同的功能菜单为用户提供丰富的数据展示和操作功能，系统总体架构如图1所示。
3.2 功能架构
从功能的角度上看，电网综合应急管理系统不仅包含了信息收集、信息管理、GIS应用、状态描绘等基本数据展示功能，而且还提供了灾害预警、指挥调度、故障分析等智能化应用模块。这些模块之间在功能上可以实现相互独立，但这些都可以通过各自的接口与数据中心进行数据共享，在界面上实现了高度的集成，接受数据中心的统一调度。
3.3 业务流程
根据信息化系统的特点和国家电网应急管理有关规定，本文通过对电网综合应急管理工作的整个流程进行阶段性划分，实现对整个应急响应流程的业务化流程设计。系统将电网应急管理的状态分为预防、预备、响应和恢复等四类，整个应急管理体系则包括监测监控、预测预警、应急准备、应急响应、恢复/评估/分析等模块，如图2所示。
当电网中发生自然灾害或故障时，由现场的传感器或摄像头采集故障信息并将异常数据接入到应急管理系统中，经过系统后台进行信息的处理后传输到指挥调度模块，通过指挥调度模块向现场的执行单元远程下发预警信号、故障隔离、应急处置、故障修复等指令，现场处置模块接收到指令后执行相应动作来完成对故障的自动诊断和处置，最后将结果反馈给指挥调度模块。如故障仍然存在，指挥调度系统继续下发后续指令对故障进行诊断处理，直到电网故障恢复正常为止。
4 系统的实现及应用
4.1 系统的实现
本系统采用了经典的C/S架构，前端展示系统采用了ASP.NET技术进行开发，后端服务程序则采用C#语言进行开发，数据库采用Oracle，在前后台之间设置了Redis缓存空间以提高数据响应效率。在系统首页提供了四个主索引页面，分别为在线实时监测、灾害预警管理、地理信息服务和系统指挥调度，如图3所示。
4.2 系统的应用
本系统在某电力企业进行了试运行，运行期间，系统工作稳定、安全可靠、响应及时、数据准确。在100个用户并发加载的前提下，1 G容量的GIS地图平均响应时间仅160秒，多用户并发查询的响应时间在30秒以内，在灾害发生后，对事件进行评估分析只需要120秒。本系统的应用，大大提高了应急管理效率，减轻了人工劳动强度，效果十分明显。
与传统的应急系统相比，可视化应急指挥调度系统最大的特点就是可以实现数据的可视化，所有数据和操作均可在大屏和终端实时预览，使得指挥中心和现场之间的沟通更加通畅准确。其次，采用多屏交互、大屏无缝拼接，实现高清晰度数码显示，信号切换方便，可实现集中观察、指挥和控制。其具体优势对比情况如表1所示。
5 结 论
当前信息化技术正在发生着日新月异的变化，各种新技术不断出现，电网综合应急管理系统也必须不断地进行优化升级，进一步提高系统性能，完善系统功能，实现更加集中的调度，通过可视化技术实现更加方便的操作，进而做出科学决策，提高电网综合应急管理水平。本文所探讨的电网综合应急系统仅是一个典型的系统，并非标准模式，不同的企业仍需要根据实际情况进行研究和讨论。但本文所研究的内容具有一定的普遍性，对电网应急管理系统的设计和应用具有一定的参考价值。
参考文献
[1] 王博，沈硕尧，张佳，等.电力应急救援体系的构建策略 [J].中国新通信，2020，22（1）：129.
[2] 吴继.电力应急指挥系统的设计与实现 [J].中文科技期刊数据库（引文版）工程技术，2017，2（5）：229.
[3] 冯朝力，冯裕卿.电力系统应急管理体系建设探讨 [J].电子世界，2019，4（18）：188-189.
[4] 尹美林.基于集成协同的电力应急指挥中心系统解决方案 [J].区域治理，2020（31）：194.
[5] 刘士亚，郭静，岑钊华.城市电网监控应急系统的设计 [J].电气技术，2021，22（2）：11-16.
[6] 马建明.电网应急指挥综合信息管理系統设计与实现 [D].大连：大连理工大学，2018.
作者简介：汪静（1983—），女，汉族，四川巴县人，专业教师，本科，研究方向：消防安全管理方向。