調度操作防誤管理系統的開發和應用

潘世奇，俞 凱

（溫州電力局通信中心，浙江 溫州 325000）

目前溫州地調管轄著220 kV變電站21座、主變46臺，110 kV變電所99座、主變180臺以及20多座直調水（火）電廠。雖然管理上已做了不少工作，但由于眾多的電網設備和大量多頭“T”接線，仍存在比較大的安全隱患。如果調度員在擬票、審核以及執行過程中稍有疏忽，就有可能造成帶電合接地閘刀（或掛接地線）、帶接地閘刀（或接地線）送電以及帶電拉閘刀等惡性誤調度事故。調度員擬訂或執行操作票時除憑借自己的知識與經驗外，還需要可靠的邏輯程序來把關。

溫州電網調度操作防誤管理系統（以下簡稱調度防誤系統）實現了調度操作的模擬和誤操作報警，其自動邏輯檢查功能和自動防誤演示功能為調度員正確、快速地處理事故和防止誤調度提供了可靠的輔助手段。

1 系統配置

1.1 硬件配置

系統硬件配置見圖1。

（1）數據服務器：用于存放系統數據。工作站通過數據源連接到服務器，可得到和存儲所需的數據信息。

圖1 系統硬件結構示意圖

（2）調度員工作站：由調度員使用，運行防誤模擬操作和其它應用軟件，應用操作模擬、操作票管理以及信息查詢等功能。工作站為單機雙屏，分別顯示模擬圖和操作票，能夠更直觀地將操作票與模擬圖結合在一起。

（3）查詢機：供相關人員使用。系統內各相關人員可通過局域網查閱調度操作進度、相關調度資料及設備運行狀態等數據。

1.2 軟件配置

軟件配置如圖2所示，系統主要由調度防誤模擬操作子系統、智能操作票子系統和其它輔助子系統組成。系統功能示意見圖3。

圖2 系統軟件結構示意圖

圖3 系統主要功能

2 系統研究

2.1 網絡拓撲和潮流計算

調度防誤系統采用網絡拓撲和潮流計算技術。鑒于目前地級調度機構的自動化數據采樣覆蓋面及其維護方面的原因，系統不連接實時數據源，也不輸入網絡參數，以投入使用時的設備狀態來確定初始狀態。其后狀態變化通過調度操作指令票的執行和事故處理模塊的應用來保證系統與電網實時運行的一致性。網絡參數（線路和變壓器阻抗）采用缺省值，自動置0，構成一個無損耗的理想網絡，平衡節點自動取平均額定電壓，這樣就可在不輸入任何參數的情況下實現調度防誤操作的功能。

調度防誤系統根據網絡元件（線路、變壓器、斷路器/隔離開關等）的連接關系和斷路器/隔離開關的開合狀態，形成計算用的節點-支路模型，建立網絡拓撲矩陣，并進行邏輯運算。當開關狀態發生變化時，又能形成新的節點-支路模型，進行實時網絡分析，實現電網中各廠、站聯絡的拓撲功能，確定電網中設備的帶電狀態。系統中設有電源和負荷圖元，根據實際情況在系統圖中配置。電源和負荷不設置具體數據，通過無損耗網絡形成潮流，并與網絡拓撲分析的節點-支路模型相結合進行潮流計算。

根據操作前和操作后的2次潮流計算結果，再輔以相關安全操作規則判據，便可實現任何接線方式下的誤操作判斷功能。譬如對閘刀的誤操作判別，系統采取最獨特也是最直接的方法：判斷在分閘時兩端是否等電位，如等電位則允許操作；如不是等電位，再看合閘時是否有電流流過（系統能計算出電流值），若有則是帶電操作，屬于誤操作。同樣，利用檢查電流的方法，對會造成變電所失電的操作也能夠給出警告。

2.2 調度操作指令的智能識別

系統能夠智能辨識調度操作票中的操作指令，并在防誤模擬系統中自動演示，對違反安全規則的錯誤操作直接報警，達到防止誤調度的目的。要達到智能辨識操作指令的目標，首先要能夠分解調度操作指令，一般指令可以分解出操作對象、操作前狀態和操作后狀態，如：××開關由正母運行改為冷備用、拉開××開關等。經過深入研究與試驗，只有從擬票方式中才能找到解決辦法。系統提供了2種成票方式，分別為智能成票和短語成票。

智能成票只需在接線圖顯示的設備上進行模擬操作，就能在操作票上生成相對應的操作指令，該方法方便直觀，還可根據電網運行方式通過網絡拓撲生成相關設備的操作指令，更加快捷全面。

短語成票既能方便調度員擬票，又能較好解決智能辨識操作指令這一難題，還能規范調度操作指令。調度員擬票時，選擇廠站、操作對象和操作狀態，構成完整的操作短語。由于廠站、電壓等級、設備等都與防誤模擬操作系統相關聯，所以選擇起來非常方便，也為智能辨識創造了條件。

2種成票方式擬定的調度操作指令中的操作對象均與防誤模擬圖設備相對應，操作狀態均與實際的規范要求相對應，因此可實現智能辨識操作指令。為了實現調度操作全過程的智能辨識，需要提供全過程計算機管理環境，因此組建了由“擬票、審核、預令、其他值審核、監護、執行”等6個環節組成的操作票管理系統。

智能辨識操作指令后就可自動演示整個操作過程，審核時就像放錄像一樣，只要按 “前進”、“后退”、“自動”等按鈕就能將全部操作指令在防誤模擬操作系統中演示一遍，可直觀看到每一步操作結果，有誤操作會立即報警并禁止操作。

系統還提供了Web瀏覽下發預令的功能，受令單位（集控站、發電廠、變電站等）可使用相應的用戶名和口令來瀏覽或下載相應的調度操作指令，減輕了調度員和受令單位的工作量。

3 防誤設計

正令監護執行是調度防誤系統的重點，因此設計了六重技術手段來達到防止誤調度。

（1）操作票正令執行前，當值調度員需要進行復審。復審時使用系統的模擬演示功能，將操作票的所有指令在模擬接線圖上運行一次，系統會結合當前運行方式判斷執行此操作票是否會有誤調度的可能。

（2）在正令執行階段，系統會自動對已執行完畢的操作指令后五步進行并序防誤，并將結果以更改指令顏色的形式提示調度員，有效防止因運行方式臨時調整或跳步操作引起的誤調度。同時為調度員提供可以并序操作的建議，供調度員參考，以提高操作效率。

（3）當操作調度員向監護調度員申請執行某步操作指令時，系統會再次自動判斷該指令基于當前運行方式下操作是否會發生誤調度。判斷為誤調度指令時，系統會將誤調度原因通過語音和對話框的形式提示調度員。

（4）監護計算機收到操作請求后，系統自動判斷該指令基于當前運行方式下操作是否會發生誤調度。判斷為誤調度指令時，系統會將誤調度原因通過語音和對話框的形式提示監護調度員。

（5）當監護調度員同意執行該指令后，系統會將監護計算機的防誤結果和操作計算機的防誤結果一起顯示到操作計算機的防誤結果窗口，操作調度員可以直接查看2個結果并做相應的比較。

（6）當調度員向現場運行人員發布正令并填寫相應的“受令人”、“受令時間”時，系統仍會對該條指令進行防誤判斷。如判斷為誤調度的操作指令，將無法填寫內容，同時系統會彈出對話框要求調度員填寫強制操作的理由，在最后時刻提醒調度員不能操作該指令。

六重技術手段環環相扣，在視覺、聽覺上多次提醒調度員防止因注意力不集中而漏過防誤的提醒，達到“聲光結合、多次提醒、全程監護、不可發令、杜絕事故”的效果。

4 系統功能

系統的一次接線圖上包含了調度管轄的所有設備（包括一次和二次設備），對于不同類型的設備，可以進行不同的模擬操作。調度員通過模擬操作能夠知道每一步操作的結果，當操作違反安全規則造成變電所或母線失電、設備無保護運行時，即刻給出告警信息，為調度員操作增加了安全保障。模擬操作時，系統自動形成操作記錄信息，顯示在操作列表中，方便查看操作內容。

（1）對一次設備的操作，系統能自動識別模擬圖上所有設備的當前狀態，直接選擇所需的狀態，模擬設備狀態自動做出相應的變更。

（2）對繼電保護和自動裝置，系統針對不同的設備類型設置了典型保護，并自動取對應的保護狀態。選擇所需的狀態，實現模擬操作和狀態防誤功能。

（3）對掛牌操作，系統會在一次設備變更為檢修狀態時，自動在相應的設備上掛牌（檢修、接地等）。此外，還可以掛保電牌、缺陷牌等。

（4）變電所或母線失電報警。如果操作造成變電所或母線失電，系統將告警，并在信息欄中列出，直至恢復正常。

（5）顯示線路連接情況及定位。點擊線路符號，線路亮色顯示并顯示線路名稱和全部連接的廠站名稱，同時能夠在圖中自動定位。

（6）設備參數查閱與修改。系統可查閱和修改所有設備參數，根據用戶需要記錄設備參數。設備所屬廠站和電壓等級由系統自動導出，開關名稱由主設備名稱自動導出，閘刀編號由開關編號自動導出。

（7）事故處理模塊。發生事故后，可以根據現場運行人員的匯報勾選相應的事故情況，系統則根據勾選的內容做出相應的狀態改變。

此外，還具有操作管理與信息記錄、圖模編輯等功能。

5 結語

調度防誤系統采用網絡拓撲、潮流計算和操作仿真技術，真正實現智能辨識調度操作指令、自動演示、誤操作報警功能，已在溫州電網投入使用。調度防誤系統具有操作票全流程管理和操作防誤功能，是自成一體的完整系統，實現了無紙化調度，更可作為災難備份，起到了防止調度誤操作、減輕調度工作強度、規范調度操作指令的作用，產生了良好的經濟效益和社會效益。

該系統還具備良好的擴展功能，目前正在開發調度員仿真培訓 （DTS）、配網調度防誤系統、地縣一體化防誤系統。結合地縣一體化防誤系統的開發，增加調度員仿真培訓功能，實現地縣聯合演習，可有效提高實用性和經濟性。

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