電網調度智能防誤操作系統的研究與應用

廖 威，張雍忠，白建林，張春輝

(云南電網有限責任公司玉溪供電局，云南 玉溪 653100)

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電網調度智能防誤操作系統的研究與應用

廖 威，張雍忠，白建林，張春輝

(云南電網有限責任公司玉溪供電局，云南 玉溪 653100)

〔摘 要〕提出一種基于多層次安全校核的電網調度智能防誤操作系統，利用完善的拓撲防誤技術實現對調度操作票的安全校核，確保調度操作票的正確性。將調度操作票與檢修計劃技術關聯，實現檢修任務狀態對調度操作票的安全管控功能，有效防止誤調度事故，提升調度員工作效率，提高調度管理的安全性、規范性和可靠性。

〔關鍵詞〕電網調度；安全校核；拓撲防誤；智能開票

0　電網現狀及研究意義

隨著電網容量的不斷擴大，設備數量越來越多，網絡結構越來越復雜，設備周期性大、小修和老舊設備改造及新建電網項目使得設備停電檢修工作量成倍增加，需要通過頻繁倒閘操作改變系統的運行方式。為確保電網供電可靠性及安全穩定運行，一般由調度人員憑借豐富經驗和對電網結構運行狀態、調度運行規程的準確把握，開出正確操作任務順序票。目前，誤調度、誤操作等電網操作事故時有發生，所以必須有一套行之有效的技術手段，防止此類事故的發生。

本文提出基于多層次安全校核的電網調度智能防誤操作系統，針對調度檢修任務多、操作票數量大的特點，采用基于設備實時狀態的圖形開票和智能開票方式，提高了調度操作票的工作效率和操作票的規范性；利用多層次安全校核技術對操作票進行安全校核，確保操作票的正確性；將操作票的流轉審核與調度檢修計劃和檢修申請單狀態關聯，實現從檢修計劃制定到調度指令編制、審核、下發、執行的全過程防誤管理。

1　系統設計要求

智能電網的建設目標要求系統具有智能化、自動化、流程化和交互性。在調控一體化的工作模式下，引入具有智能防誤分析、自動化的流程控制，采用交互性約束和提高工作效率的技術手段，形成一套具有調度下令約束、調控遙控約束的工作平臺。系統采用模塊化軟件層次結構，從圖形平臺到操作應用等功能的各個組成部分，全部按模塊化結構進行設計。模塊化的軟件設計結構，確保系統軟件結構清晰、易于部署，豐富的編程接口以及模塊化設計，便于維護和后繼開發以及增添新功能。

2　系統設計方案

電網調度智能防誤操作系統是以電網調度運行防誤操作為主要目的，綜合使用計算機網絡通信、圖形化擬票、指令智能解析、電網拓撲分析、調度規則專家庫等先進軟件技術，集調度操作任務、防誤校驗與指令票管理于一體的綜合支持系統。該系統總體架構如圖1所示。

電網調度智能防誤操作系統包括：操作系統軟件、商用數據庫管理系統軟件、數據通信總線平臺、遵循IEC系列國際標準的電力系統數據庫軟件、應用系統支撐軟件、防誤應用軟件以及附屬軟件。

數據通信總線平臺軟件，是電網調度智能防誤操作系統為上層應用的設計和運行提供的開發平臺和運行環境，為系統的穩定高效運行提供可靠保障。

電力系統數據庫軟件，是面向電力系統應用的完備實時數據庫軟件，采用國際電工委員會(IEC)制定的能量管理系統，應用程序接口標準(EMSAPI)和面向對象的電力設備模型定義，可為智能操作票系統提供充分支持，具有應用級的開放性，實現應用軟件的“即插即用”。

圖1　系統架構示意

應用系統支撐軟件，是為電網調度智能防誤操作系統和其他系統(EMS、OMS、調度指揮平臺系統等)互聯提供通用應用接口和功能的總稱，包括圖形管理子系統、人機界面子系統、報表子系統、系統診斷/維護子系統和與其他系統互聯接口等。應用支撐軟件的建立，使系統移植、升級和維護等方面成本減少，為電力企業應用集成(EAI)的建立奠定了堅實基礎。

防誤應用軟件包括拓撲防誤、防誤規則專家庫、語句生成和分析、操作解析、智能擬票、流程控制、人機界面、操作票管理等，處于此層次的軟件完成了電網調度防誤功能。當電網發生變化時，能方便地增加或減少廠站數量以及修改廠站數據定義。當增加系統的主存、輔存和外部設備時，不需修改程序或應用軟件，系統具有足夠的穩定性和靈活性。

3　 系統數據接口

電網調度智能防誤操作系統作為面向調控中心電網調度運行管理人員的防誤操作輔助支持系統，具備同調控中心其他系統的通用接口功能，最大化地實現信息共享和功能關聯。本系統同其他系統的數據交互如圖2所示。

圖2　數據交互示意

該系統從EMS系統獲取設備實時狀態數據，實現設備狀態同步更新；同時，還支持對EMS系統的遙控操作進行防誤安全校核。

該系統從OMS系統獲取設備檢修計劃及檢修申請單狀態，實現對設備檢修開工、完工情況的安全管控；同時，還支持將已通過防誤安全校核的操作發送到OMS系統進行統一的歸檔管理。

該系統支持將已通過防誤安全校核的調度指令發送調度指揮平臺進行下令流轉。

4　 系統主要功能

4.1多平面、多層次的矢量圖形平臺

模塊化的軟件設計結構，使得系統圖形平臺支持各種基礎應用功能，能夠完成拓撲生成和校驗、無級放大、動態數據顯示、帶電狀態著色、圖間跳轉、圖元自定義、設備組合等實用功能。另外，一體化設計使得操作人員可在一個系統上實現所有應用功能，減輕維護人員的工作壓力。

4.2智能推理出票

該系統通過對各種操作進行建模，結合電網的接線方式、運行方式，推理各種操作命令在具體情況下的操作序列，做到智能推理出票。在操作過程中，模擬操作對設備狀態的改變，進而分析操作對電網狀態的影響，結合操作設備的物理屬性，對一、二次設備的操作進行安全把關，對各種危險操作進行報警，增強電網的安全性。

4.3多層次安全校核

該系統支持多層次安全核校，包括智能拓撲防誤校驗、掛牌校驗、二次信息校驗及電網穩態校驗，可根據調度指令編制、流轉審核過程中的不同角色，對不同層次校核結果的需要配置關聯信息顯示，方便工作人員進行指令審核。

在調度下令和執行操作前，強制進行全面安全核校，且必須在安全核校通過后才允許執行操作。

(1)智能拓撲防誤：基于IEC61970標準SVG圖形和CIM模型的智能拓撲防誤校驗，利用抽象接線模型庫、拓撲防誤規則庫，對區域電網進行局部和全局拓撲搜索判斷，不僅可實現開關、刀閘和接地刀閘操作的基本防誤操作，還可支持特殊防誤邏輯，如甩負荷、合環/解環、倒母等操作判斷。

(2)掛牌校驗：該系統支持掛牌防誤校驗，除具備檢修工作牌、保電牌、隔離牌等掛牌類型防誤校驗外，還支持接地牌的動態防誤校驗，利用智能拓撲搜索判斷接地有效區域及接地規則校驗。

(3)二次信息校驗：該系統除了在開票、流轉、審核、執行全過程中對二次壓板狀態進行實時校驗外，還支持二次告警信息的安全校核，如控制回路斷線、SF6氣壓低、彈簧未儲能等告警信息，可根據實際需求配置。該校核結果信息在開票校驗時僅進行提示，且必須強制校核通過后才允許下令。

(4)電網穩態校驗：該系統能對形成校核斷面潮流進行分析計算，判斷基態潮流下的電網越限情況等；可在拓撲防誤校核的基礎上，通過潮流分析進行母線失壓、母線過壓等防誤校核。

4.4電網操作分析

該系統支持在電網拓撲分析基礎上自動生成一次設備的安全校驗規則。在校驗規則中，大到電網運行方式的穩定性分析，小到單個設備操作的安全性校核，都可進行。比如簡單的合刀閘操作，對其安全性進行校驗時，需對電網拓撲進行全面分析，并識別刀閘等電位操作、刀閘對地線的明顯斷開點規則要求等。

4.5操作票與檢修申請單閉環管理安全防誤機制

該系統與檢修申請單對接，形成閉環管理安全防誤機制。通過關聯檢修申請單及其狀態，實現對設備檢修的開工和完工安全管控。操作票、檢修申請單形成一個操作閉環，進一步加強安全防誤機制。

4.6基于安全認證的全過程無紙化操作票管理

該項目研究完善的操作流程控制、管理功能，保證調度操作票從擬票、審核、發布、下令、監護、歸檔、評價形成完整有效的流程閉環管理，做到操作票管理全過程無紙化；同時，該系統對操作票的執行情況具有強大的查詢、統計和分析能力，有助于對操作票執行情況進行跟蹤、分析和考核，及時發現并整改安全隱患，進而真正提高調度操作全過程管理水平。

4.7完善的接口對接

該系統和EMS系統、OMS系統、調度指揮平臺實現接口對接。與EMS系統對接，實現自動獲取圖形、拓撲關系、設備信息、狀態信息等各種數據，做到電網平臺數據免維護；與OMS系統對接，實現操作票與檢修申請單編號關聯；與調度指揮平臺中現有調度操作指令票模塊對接，實現從擬票、審核、發布、下令、監護和歸檔雙向互聯。

5　 結束語

電網調度智能防誤操作系統通過開放的矢量圖形平臺，實現基于設備實時狀態的圖形編制操作票，在擬票過程中提供全面的安全校核方式，保證操作票編制的安全準確。通過工作流平臺，規范業務流程，形成數字化檔案；通過各種形式的統計，為專業管理提供科學決策的依據，提升調控中心工作效率，為電網安全運行、經濟調度提供有效技術保障。

參考文獻：

1 國家能源局.DL/T687—2010微機型防止電氣誤操作系統通用技術條件[S].北京：中國電力出版社，2010.

2 陳梅珍，李陽陽.調控一體化模式下防誤調度、誤操作的措施探討[J].電力安全技術，2012，14(12)：3-5.

廖 威(1983-)，男，高級工程師，主要從事電網調度運行專業管理工作，email：lwynpg_csg@yahoo.cn。

張雍忠(1975-)，男，工程師，主要從事電網調度運行專業管理工作。

白建林(1974-)，男，工程師，主要從事電網調度運行專業管理工作。

張春輝(1983-)，男，工程師，主要從事電力系統調度自動化專業工作。

作者簡介：

收稿日期：2015-11-20。