配網(wǎng)調(diào)度防誤操作管理的策略研究

摘要：針對(duì)現(xiàn)階段電網(wǎng)調(diào)度防誤操作的發(fā)展要求，對(duì)比不同類型的調(diào)度防誤操作管理系統(tǒng)，闡明了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了新型防誤操作管理策略，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建防誤操作管理系統(tǒng)，明確了技術(shù)構(gòu)架和功能模塊。該系統(tǒng)的建立提高了調(diào)度防誤操作管理的信息化、智能化水平。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)調(diào)度；防誤操作；專家系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌恢悄艹善?/p>

作者簡(jiǎn)介：孟幻（1983-），男，江蘇徐州人，徐州供電公司，電力調(diào)度員，工程師。（江蘇 徐州 221005）

中圖分類號(hào)：TM726 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）29-0209-02

隨著“三集五大”體系建設(shè)，調(diào)度體系功能結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整，電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行集中監(jiān)控和電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)高度融合的一體化調(diào)控體系初步建立，調(diào)度中心管轄設(shè)備的數(shù)量逐步增加，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，倒閘操作日趨頻繁。迅速擴(kuò)大的電網(wǎng)規(guī)模、復(fù)雜多樣的電力設(shè)備、靈活多變的運(yùn)行方式以及不斷提高的供電可靠性要求給調(diào)度工作帶來(lái)了前所未有的壓力和挑戰(zhàn)。然而，保證電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、高效、穩(wěn)定運(yùn)行仍舊是各級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)的中心任務(wù)。

在傳統(tǒng)的配網(wǎng)調(diào)度工作中，調(diào)度員進(jìn)行倒閘操作或者事故處理時(shí)主要依靠自身知識(shí)儲(chǔ)備和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)翻閱、查找相關(guān)資料，針對(duì)電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行方式和設(shè)備運(yùn)行狀況最終確定操作方案。一方面，相關(guān)信息資料是由現(xiàn)場(chǎng)單位提供文本表格式的文件，然后由調(diào)度員分別制作成馬賽克模擬屏、紙質(zhì)圖紙或者CAD及其他格式的圖文件或者紙質(zhì)文本文件進(jìn)行保存。這些信息資料量大、分散，查詢性及修改性較差。另一方面，調(diào)度員在運(yùn)行方式安排、擬寫調(diào)度命令、審核操作票等工作中，主觀因素影響較大，缺乏客觀的安全校核，從而防止誤調(diào)度、誤操作的發(fā)生。

由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)的調(diào)度工作方式已經(jīng)不能滿足調(diào)度業(yè)務(wù)和安全發(fā)展需求，因此，需要采取一種新的方式策略，使得調(diào)度工作符合“三型兩化”現(xiàn)代企業(yè)建設(shè)要求，能夠有效防范可能出現(xiàn)的安全風(fēng)險(xiǎn)，提高調(diào)度工作效率，實(shí)現(xiàn)調(diào)度科學(xué)管理，提升調(diào)度管理信息化水平，確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文將介紹配網(wǎng)調(diào)度防誤操作管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用。

一、研究現(xiàn)狀

1.現(xiàn)狀調(diào)查

現(xiàn)如今，徐州配網(wǎng)調(diào)度共管轄變電站55座（其中220kV變電站14座、110kV變電站31座、35kV變電站15座）、開(kāi)閉所環(huán)網(wǎng)站359座、35kV線路174條、20kV線路8條、10kV線路871條、開(kāi)關(guān)斷路器3308臺(tái)。2012年徐州市區(qū)日最高負(fù)荷202.1萬(wàn)千瓦，比“十一五”開(kāi)端的2006年（87.82萬(wàn)千瓦）增長(zhǎng)130%。調(diào)度員需要掌握每個(gè)設(shè)備的運(yùn)行、變化狀況、負(fù)荷增長(zhǎng)情況，從而為日常調(diào)度工作提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

2.防誤操作管理的現(xiàn)存類型

（1）知識(shí)庫(kù)型防誤操作管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)將大量的調(diào)度操作任務(wù)票按照操作目的、設(shè)備類型、執(zhí)行單位等分類存入數(shù)據(jù)庫(kù)中。倒閘操作時(shí)，調(diào)度員可以根據(jù)檢索條件，查詢到相應(yīng)的典型票或歷史票，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，得到實(shí)際需要的操作任務(wù)票。該系統(tǒng)易操作，易利用，但不具有智能性，缺少防誤管理功能，無(wú)法識(shí)別操作內(nèi)容是否正確。

（2）仿真型防誤操作管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用圖形化技術(shù)，仿真模擬電網(wǎng)系統(tǒng)接線。調(diào)度員在執(zhí)行任務(wù)時(shí)可在系統(tǒng)圖上直接點(diǎn)選設(shè)備，然后選擇操作內(nèi)容（如投入、停用等）。系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行規(guī)則檢查，對(duì)于規(guī)則檢查通過(guò)的操作形成任務(wù)票，對(duì)未通過(guò)的操作給出提示。該系統(tǒng)使用起來(lái)一目了然，設(shè)備操作直觀，具備一定的防誤操作功能，但由于操作規(guī)則的狹義性，使得安全校核僅局限于單一設(shè)備，不能涉及全電網(wǎng)的智能校驗(yàn)，缺乏自動(dòng)檢查機(jī)制和生成策略。

（3）專家系統(tǒng)型防誤操作管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)運(yùn)用產(chǎn)生式規(guī)則作為知識(shí)的表示方式，通過(guò)運(yùn)用不同程序段或者遵循開(kāi)關(guān)控制邏輯表示實(shí)現(xiàn)防誤操作。此類系統(tǒng)具有一定的智能性，由于推理機(jī)的加入，使得操作內(nèi)容可以自動(dòng)生成。但是，由于開(kāi)發(fā)語(yǔ)言圖形功能問(wèn)題，整體效果不逼真，界面不太友好。同時(shí)，程序?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜，可移植性、通用性較差。

二、防誤操作管理的研究?jī)?nèi)容

針對(duì)上述類型防誤操作管理系統(tǒng)存在的問(wèn)題，借鑒優(yōu)點(diǎn)，運(yùn)用現(xiàn)有新技術(shù)，結(jié)合實(shí)際工作需要，本文提出了基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆勒`判斷、智能成票和鏈路顯示的防誤操作管理策略。建立起一套完整的電網(wǎng)調(diào)度維護(hù)、模擬、開(kāi)票共享平臺(tái)，為調(diào)度員提供了友好的圖形化界面，以直觀的方式描述電網(wǎng)元件的形狀、狀態(tài)以及連接關(guān)系等記錄它們的名稱、類型、電壓等級(jí)等信息。預(yù)置了全面的一次系統(tǒng)設(shè)備的防誤邏輯判斷，對(duì)違反調(diào)度操作規(guī)程的操作發(fā)出警告，對(duì)一些特殊情況或重要操作給出提示框或確認(rèn)對(duì)話框，確保調(diào)度指令的正確性。同時(shí)，提供基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞娜悄荛_(kāi)票功能，輔以點(diǎn)圖成票、手工開(kāi)票、按典型票開(kāi)票、按歷史票開(kāi)票等功能，提高調(diào)度員的工作效率，并設(shè)計(jì)了操作票的安全校核算法，提升調(diào)度指令票的安全性，真正做到了人機(jī)聯(lián)合把關(guān)，為調(diào)度安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

1.基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞姆勒`判斷

系統(tǒng)在進(jìn)行防誤邏輯判斷的時(shí)候，是按照?qǐng)D形接線方式進(jìn)行拓?fù)浞治觥⒉捎脭?shù)學(xué)推理的方式實(shí)現(xiàn)的，而不是采用人為設(shè)置規(guī)則或者專家?guī)斓姆绞健＿@樣的好處在于調(diào)度員不必維護(hù)規(guī)則庫(kù)，只要按照?qǐng)D形接線繪制完成就可以了，極大地減少系統(tǒng)的維護(hù)量。防誤功能分兩類：第一類是防誤閉鎖功能，指對(duì)違反調(diào)規(guī)和安規(guī)的操作的禁止功能；第二類是防誤提醒功能。

2.鏈路顯示技術(shù)

系統(tǒng)提供復(fù)雜鏈路的簡(jiǎn)化顯示功能，將相關(guān)連接線路在一屏上顯示，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜線路的簡(jiǎn)化顯示，并實(shí)現(xiàn)隨著運(yùn)行方式的變化而變化，包括相關(guān)鏈路、送電鏈路和本線鏈路等。存在同桿線路管理的情況下還可以顯示同桿鏈路。

3.智能操作票生成功能

系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全智能成票、點(diǎn)圖成票、按典型票成票、按歷史票成票、手工擬票等五種開(kāi)票方式，其中全智能成票方式是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞牟僮髌敝悄苌刹呗浴Ｖ悄艹善绷鞒倘鐖D1所示。

應(yīng)用了合解環(huán)倒電路徑搜索技術(shù)、合解環(huán)倒電方案優(yōu)選排序算法以及操作任務(wù)票安全校核算法。無(wú)論多復(fù)雜的配電網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)都能夠按照指定的操作目的和操作方式輕松計(jì)算出最優(yōu)的運(yùn)方計(jì)劃，生成調(diào)度操作任務(wù)票。

（1）合解環(huán)倒電路徑搜索技術(shù)。根據(jù)當(dāng)前運(yùn)行方式，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治觯詣?dòng)搜索物理上可行的供電路徑。

（2）合解環(huán)倒電方案優(yōu)選排序算法。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌阉骷夹g(shù)獲取理論上的供電方案，實(shí)際上有些并不一定合理，因此，系統(tǒng)采用優(yōu)選排序算法對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化。排除不合理方案，篩選、排序備選方案。

排除算法就是指不滿足給定規(guī)則之一時(shí)就予以排除。給定規(guī)則是根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行方式、調(diào)規(guī)安規(guī)以及調(diào)度經(jīng)驗(yàn)整理出來(lái)的。排除的條件有：禁止合解環(huán)的開(kāi)關(guān)（未核相的等）、限電開(kāi)關(guān)或者經(jīng)過(guò)潮流分析估算會(huì)造成設(shè)備越限等。排除的流程圖如圖2所示。

優(yōu)選算法就是對(duì)可行的方案進(jìn)行排序，算法對(duì)優(yōu)選條件設(shè)置了不同等級(jí)的權(quán)值，然后對(duì)各個(gè)方案計(jì)算其權(quán)值，通過(guò)權(quán)值大小進(jìn)行排序。

（3）操作任務(wù)票安全校核算法。該算法實(shí)現(xiàn)了操作任務(wù)票的校核，考查該操作任務(wù)票在執(zhí)行時(shí)是否滿足當(dāng)前防誤模擬屏的防誤邏輯，是否會(huì)引起設(shè)備過(guò)載等。主要校核以下內(nèi)容：一是考查操作任務(wù)票的內(nèi)容是否滿足調(diào)度倒閘操作規(guī)定；二是要保證在操作過(guò)程中不能發(fā)生設(shè)備過(guò)載；三是對(duì)操作結(jié)束后的設(shè)備最終狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證。

（4）多任務(wù)圖形更新技術(shù)。系統(tǒng)的圖形管理模塊應(yīng)具有預(yù)先存儲(chǔ)、預(yù)更新功能，根據(jù)實(shí)際情況將未來(lái)的電網(wǎng)接線方式修改并保存為“更新任務(wù)”，并可以同時(shí)保存多個(gè)“更新任務(wù)”，在需要更新時(shí)調(diào)出所需的“更新任務(wù)”進(jìn)行更新，這樣調(diào)度員可以合理安排自己的時(shí)間，預(yù)先進(jìn)行圖形維護(hù)，并可以保證系統(tǒng)圖形的及時(shí)更新，不會(huì)造成圖形更新滯后或者超前的現(xiàn)象。

三、防誤操作管理的系統(tǒng)架構(gòu)

1.系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)在技術(shù)架構(gòu)上分為業(yè)務(wù)中心、支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)中心、硬件平臺(tái)等四層，其中業(yè)務(wù)中心提供了諸多應(yīng)用功能。支撐平臺(tái)包括了操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、Web服務(wù)的支持、數(shù)字化的電網(wǎng)模型和一些接口服務(wù)，數(shù)據(jù)中心主要是要對(duì)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行處理（存儲(chǔ)或讀取），硬件平臺(tái)定義了系統(tǒng)的基本硬件組成。系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)如表1所示。

2.系統(tǒng)的功能架構(gòu)

系統(tǒng)從功能上主要分五個(gè)模塊：防誤操作管理模塊、智能操作票模塊、Web圖形服務(wù)模塊、圖形管理模塊和其他管理功能模塊，如圖1所示：

以上的功能模塊主要是由系統(tǒng)提供的調(diào)度管理軟件、圖元編輯器、圖形編輯軟件、聯(lián)機(jī)通訊程序、Web服務(wù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)系統(tǒng)提供的軟件可以完成圖元繪制、圖紙建立、修改、刪除以及在這些圖紙上的模擬預(yù)演操作、開(kāi)操作票及安全校核等工作。

3.系統(tǒng)的硬件構(gòu)成

系統(tǒng)從硬件上可以劃分成系統(tǒng)服務(wù)器、調(diào)度員工作站、圖形編輯工作站、其他用戶工作站等模塊。

四、結(jié)論

綜上所述，開(kāi)展配網(wǎng)調(diào)度防誤操作管理的策略研究，提出了配網(wǎng)防誤操作系統(tǒng)的研制內(nèi)容、設(shè)計(jì)方法以及架構(gòu)模式，實(shí)現(xiàn)了智能成票、拓?fù)浞勒`、安全校核、優(yōu)選方案等控制目標(biāo)。該系統(tǒng)的應(yīng)用滿足了實(shí)際工作需要，提高了防誤操作管理水平，為確保電網(wǎng)安全、優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)支持。

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（責(zé)任編輯：王祝萍）