地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)下RPA程序設(shè)計(jì)探析

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摘要:介紹了一個(gè)自主研發(fā)的地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析機(jī)器人流程自動(dòng)化程序的總體設(shè)計(jì)架構(gòu)具體實(shí)現(xiàn)方法。該程序?qū)崿F(xiàn)了自動(dòng)獲取地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度進(jìn)行電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析所需各獨(dú)立應(yīng)用系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)將所獲各系統(tǒng)間數(shù)據(jù)進(jìn)行遷移與融合，自動(dòng)完成地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評(píng)價(jià)并通過(guò)可視化圖展示出來(lái)，有效解決了電網(wǎng)調(diào)度人員手工查詢(xún)下載數(shù)據(jù)、手動(dòng)合并報(bào)表、人工排序與分析等問(wèn)題。

關(guān)鍵詞:地區(qū)電網(wǎng);技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析;機(jī)器人流程自動(dòng)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(guò)于嚴(yán)重，各應(yīng)用系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)沒(méi)有打通，很難將數(shù)據(jù)進(jìn)行硬連接整合。機(jī)器人流程自動(dòng)化(roboticprocessautomation，rpa)作為數(shù)字化轉(zhuǎn)型的1個(gè)連接器［1］，可以實(shí)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(jìn)行提取與整合，把多個(gè)系統(tǒng)連接起來(lái)。以UiBot為代表的RPA開(kāi)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(duì)電網(wǎng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析工作中，需要從多個(gè)不同廠家開(kāi)發(fā)的獨(dú)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(jìn)行計(jì)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(jìn)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(wú)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(guò)界面元素抓取和自動(dòng)化操作就能實(shí)現(xiàn)無(wú)接口的數(shù)據(jù)獲取和寫(xiě)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(dòng)獲取能量管理系統(tǒng)(energymanagementsystem，EMS)、電能量采集系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)電采)、用戶用電信息采集系統(tǒng)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)用采)等應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)后，通過(guò)鏈接或?qū)懭氲确绞竭M(jìn)行有效融合和計(jì)算，并運(yùn)用多種形式的數(shù)據(jù)可視化圖表，實(shí)現(xiàn)了對(duì)地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行中多個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析與評(píng)價(jià)。

2程序的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析RPA程序的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。整個(gè)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(jì)算模塊等構(gòu)成，在電腦上分為2個(gè)文件夾存放。1個(gè)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(kuò)展插件子文件夾;另1個(gè)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(jì)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(jì)算模板文件存于work工作子文件夾。設(shè)置與控制模塊由1個(gè)名為config.cfg的文本文件和1個(gè)自定義對(duì)話框構(gòu)成，config.cfg文件里面存放1個(gè)數(shù)據(jù)字典，用于存儲(chǔ)采集模塊所抓取數(shù)據(jù)的各個(gè)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(chǔ)位置與程序每日定時(shí)啟動(dòng)時(shí)間及手動(dòng)自動(dòng)選擇等設(shè)置內(nèi)容，各項(xiàng)設(shè)置內(nèi)容以鍵值對(duì)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(duì)話框用于人機(jī)交互錄入、修改和查看具體配置內(nèi)容，兩者之間通過(guò)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(gè)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(guò)對(duì)話框界面自由修改，當(dāng)在自定義對(duì)話框中修改了某項(xiàng)內(nèi)容，就可以保存到設(shè)置文件中，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)置文件和自定義對(duì)話框之間的人機(jī)交互。程序默認(rèn)為手動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行，當(dāng)定時(shí)自動(dòng)運(yùn)行復(fù)選框被選中后，則程序運(yùn)行后一直處于待命中，直到整定時(shí)間一到，才正式啟動(dòng)運(yùn)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(gè)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(gè)UiBot模塊化程序構(gòu)成，通過(guò)RPA程序模擬人工瀏覽WEB的形式全自動(dòng)下載事先在上述4個(gè)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(dòng)或定時(shí)自動(dòng)執(zhí)行抓取數(shù)據(jù)的任務(wù)，通過(guò)非侵入式操作能夠自動(dòng)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(méi)有抓取成功，程序經(jīng)稍加延時(shí)后重復(fù)運(yùn)行，直到數(shù)據(jù)抓取成功或達(dá)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(jì)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(duì)應(yīng)的4個(gè)WPS表工作簿構(gòu)成，每個(gè)工作簿均有輸入和輸出2個(gè)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(jì)算模塊中與其對(duì)應(yīng)的子模塊格式完全相同。輸入和輸出工作表之間通過(guò)相應(yīng)的計(jì)算公式和函數(shù)鏈接，這就保證了只要將原始數(shù)據(jù)寫(xiě)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(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)融合與計(jì)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(xiě)入數(shù)據(jù)格式化模塊的輸入工作表中，可實(shí)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(jì)算模塊對(duì)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(jì)算模塊數(shù)據(jù)融合與計(jì)算模塊由1個(gè)WPS表工作簿模板文件和1個(gè)報(bào)表自動(dòng)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(jì)算和衍生而出的各采集點(diǎn)電量、各元件負(fù)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(jì)、峰谷差、負(fù)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(lái)，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(gè)數(shù)據(jù)融合與計(jì)算過(guò)程自動(dòng)完成，這時(shí)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(dú)立的結(jié)果文件。報(bào)表自動(dòng)生成程序用UiBot編制實(shí)現(xiàn)上述功能代碼，通過(guò)軟件自動(dòng)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(xiě)回到原區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)引用和鏈接替換成數(shù)值的效果。因?yàn)樽冸娬九渲?臺(tái)主變壓器，所以用兩極旋風(fēng)圖來(lái)可視化負(fù)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(guò)多次重復(fù)顯示字符“|”來(lái)形成形狀的不同長(zhǎng)度對(duì)單元格進(jìn)行填充，最后使用Haettenschweiler字體將符號(hào)變成條形圖，效果如圖2所示。為方便分析，首先將電量、負(fù)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(chēng)，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(yùn)行數(shù)據(jù)的可視化圖表。

3結(jié)語(yǔ)

地區(qū)電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析RPA程序的開(kāi)發(fā)應(yīng)用［6］，實(shí)現(xiàn)了原有各應(yīng)用系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的自動(dòng)遷移與融合，程序可定時(shí)自動(dòng)生成調(diào)度需要統(tǒng)計(jì)的全部電網(wǎng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、當(dāng)日及月累計(jì)數(shù)據(jù)報(bào)表，使得調(diào)度數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作由原來(lái)的每次10多個(gè)小時(shí)縮短為3min［7］。該系統(tǒng)能自動(dòng)對(duì)線路、主變壓器等元件負(fù)載率、損耗率、功率因數(shù)等各種指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算與排序，同時(shí)生成可視化圖表，迅速為應(yīng)用人員從多角度提供生動(dòng)形象的對(duì)比圖表，從而快速得出對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行分析與評(píng)價(jià)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(jì)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(shí)現(xiàn)調(diào)度技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析工作由每月1次改為每日1次，為電網(wǎng)調(diào)度對(duì)系統(tǒng)細(xì)化分析和隨時(shí)分析提供有力的技術(shù)支撐。

作者:劉詩(shī) 崔海濤 李煥奇 單位:國(guó)網(wǎng)吉林供電公司