配電網調度操作票智能生成探討*

摘 要：配電網的接線方式越來越復雜，調度操作票的制定越來越頻繁，調度員越來越難于掌控這日益復雜的配電網系統，配電網的安全穩定運行問題顯得日益嚴峻。文章針對配電網的上述特點，探討了配電網調度操作票智能生成的間隔分析、潮流方向識別等關鍵技術，采用專家系統的方式實現了配電網調度操作票的智能生成，便于輔助調度員減輕工作強度、提高工作效率，有效防止誤調度事故，提升配電網安全管理水平。

關鍵詞：配電網；智能生成；調度操作票；綜合防誤

1 概述

在智能電網建設的大背景下，電力系統的數字化及自動化技術得到了一定的提升。然而，電網調度越來越頻繁，調度操作票制定越來越多，調度員因專業技術、運行經驗、外部環境等因素很難應對這日益變化的電網系統[1-2]。為滿足電網的安全穩定運行，電力生產和調度部門對電網調度操作票系統自動化、智能化和實用化的需求日益迫切。整個電網可分為主網和配電網，主網的接線方式比較規范，易于區分，且每種接線方式內的設備連接可以采用不同的間隔結構來區分，間隔內設備間的操作序列相對比較固定，易于自動生成電氣倒閘操作票，自八十年代中期以來，經過電網調度領域的研究人員和運行人員不斷改進，主網調度操作票智能生成系統已經日趨完善，達到了實用化的水平[3-5]。而配電網（文章中主要指10kV線路，以下相同）牽涉的人員廣，設備類型多樣，接線方式比較復雜、多變、不規范，且每種接線方式內的設備連接錯綜復雜，很難用固定的間隔結構來區分，給配電網調度操作票智能生成系統的開發帶來了很大的困難。文章針對配電網的上述特點，借鑒主網調度操作票智能生成系統的開發模式，將對配電網調度操作票智能生成的關鍵技術進行一些有益的探索并實現配電網調度操作票的智能生成。

2 關鍵技術

操作票的智能生成一般采用專家系統技術[6-7]，結合電網操作規則及經驗構成的規則庫和知識庫，開出符合電網操作規程的操作系列[8-10]，其中如何將知識庫與規則庫有機的結合起來，是操作票智能生成的關鍵。知識庫也可稱事實庫，是基于電氣一次接線圖的設備基本信息和拓撲連接信息，也包括設備運行的實時信息。構建知識庫是整個操作票智能生成系統的基礎，文章把從一次接線圖中歸納總結出符合電網操作規則的固定結構作為間隔知識的過程，稱為間隔分析；把從一次接線圖中識別出設備的電流流向過程，稱為設備潮流方向的識別。

2.1 間隔分析

間隔是由若干相互關聯的設備與設備之間的連接而組成的設備集合。在電網一次接線方式中，一個標準的間隔一般由一個斷路器、兩個隔離開關及兩個接地開關組成，該類間隔在主網中比較常見，在配電網中比較少見。盡管配電網結構及運行方式復雜多變，還是存在一些其它固定的結構組合，如柱上斷路器與隔離開關、柜內負荷開關與接地開關、支路隔離開關與熔斷絲等，相應的間隔模型結構如圖1所示。

配電網的接線方式錯綜復雜，如鏈型接線、T型接線、輻射型接線、環網型接線、單環網接線、雙環網接線、n供一備接線、多分段n聯絡型接線等，每種接線方式中即使存在某些間隔結構，但各間隔結構間沒有明顯的區分標志，比如環網柜間聯絡間隔、饋線上分段器間隔等，因此很難從配電網的一次接線圖中識別出間隔結構來。針對配電網結構，給出了如下三種區分間隔的方式：

（1）常用間隔繪制：在一次接線圖的繪制過程中，采用固定間隔一次繪制的方式，并保存相應的間隔信息；（2）繪制間隔標志：在一次接線圖繪制過程中，在固定間隔間繪制間隔標志，通過識別最近間隔標志來確定間隔結構；（3）手動設置：開票前手動設置間隔結構。

前兩種方式需要在一次接線圖繪制過程中完成，后一種方式在開票前按需設置即可。

配電網的設備類型多種多樣，如開關類型，根據作用可分為斷路器、負荷開關；根據功能可分為饋線開關、聯絡開關、分段開關、分支開關；根據電氣端數可分為兩端點開關、三端點開關、四端點開關。配電網主要由架空線路和電纜線路組成，架空線路主要由柱上設備及架空線路段組成，電纜線路主要由配電站房與電纜段組成，其中配電站房包括環網柜、開關站、開閉所、配電房、分支箱等，根據配電網線路組成將間隔分成兩大類：站內間隔與架空間隔，站內間隔分為站內開關間隔及站內母聯間隔，架空間隔分為架空聯絡間隔、架空分段間隔、架空分支間隔，配電網間隔分類如圖2所示。

2.2 潮流方向識別

據電網操作規則，為進一步減少誤操作、誤調度的發生，電氣設備的倒閘操作需要按一定的順序執行，比如送電操作時，應先合上電源側隔離開關，后合上負荷側隔離開關；停電操作時，應先拉開負荷側隔離開關，后拉開電源側隔離開關。因此，在操作票智能生成中需要考慮設備的潮流方向，不同的潮流方向生成的操作系列不同，如何識別設備的潮流方向也是操作票智能生成成敗的關鍵之一。針對配電網的線路結構，給出了如下三種識別設備潮流方向的方式：

（1）基于數據采集和監控系統（簡稱SCADA系統）的實時潮流信息：從SCADA系統直接獲取設備的潮流信息，依據流經設備的電流正負判斷設備潮流方向的正負；（2）實時潮流計算分析：從SCADA系統獲取潮流計算所需的設備信息及實時狀態信息，進行實時潮流計算，根據潮流分析結果信息識別設備潮流方向；（3）以供電電源的遠近為依據：對單供電電源點的設備，以距供電電源點最近端至遠端為潮流正向，反之為負向。對多供電電源點的環路設備，在無法從SCADA系統獲取潮流信息及不能進行實時潮流計算的情況下，需結合配調人員的經驗進行判斷識別。

3 實現與應用

借鑒主網比較成熟的操作票智能生成系統實現方式，文章的配電網線路調度票智能生成系統采用專家系統方式。知識庫主要是設備的基本信息及來自SCADA系統的實時信息，包括系統實時分析的間隔信息和潮流方向信息；規則庫是從電網操作運行規程、操作規定和操作員運行經驗中總結、歸納和提煉出來的規則信息，其中最主要的是“五防”規則，文章根據配電網實際運行的特點，總結出設備調度狀態規則、開關操作規則、操作任務匹配規則，間隔模板規則；推理機制為正向推理，采用產生式表示法，根據配電網的設備類型及調度規程，分為開關規則推理、負載規則推理、線段規則推理、母線規則推理。具體的專家系統實現結構如圖3所示。

文章采用圖形開票的方式，整個操作系列的生成流程如圖4所示。

基于公司現有的配網智能一體化綜合防誤系統，間隔分析采用手動設置與自動分析相結合的方式，潮流方向以母線流出或距物理連接電源點的近端至遠端為正向，在離線狀態下，以貴州六盤水配網一次接線圖的“楊雙III回”線路為例，進行調度指令操作票開列，如圖5所示，開列出符合電網操作規程的操作序列，如圖6所示。

4 結束語

配電網結構復雜多變，配電管理水平滯后，給配電網調度操作票生成系統的開發帶來了不少難度。文章對配電網調度操作票智能生成的間隔分析、潮流方向識別等關鍵技術進行了有益的探討，并采用專家系統的方式實現了配電網調度操作票的智能生成，便于輔助調度員減輕工作強度、提高工作效率，有效防止誤調度事故，提升配電網安全管理水平。

參考文獻

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作者簡介：黃建林（1976-），男，江西新干人。高級工程師，工學碩士，從事電力安全技術研究與開發。

劉國勇（1975-），男，江西永新人。高級工程師，主要從事電力安全技術研究與開發。