基于拓撲追蹤分析的調度術語智能轉換方法

吳海雄 廖石江 凌華保

（廣東電網有限責任公司珠海供電局，廣東珠海519000）

0 引言

隨著電網智能化進程的加快，電網設備可靠性進一步提高，運行信息化、可視化手段不斷完善，專業技術日趨融合。為了減輕調度日益繁雜的工作任務，杜絕調度員電話排隊及“塞車”頻發生等現象，電網建設了調度智能指揮平臺（簡稱DICP）。調度智能指揮平臺是以電網調度業務為基礎構建的專業化指揮平臺，是基于調控一體化模式建立的貫通各級調度對象的調度指揮網絡交互系統，該系統實現了DICP調度操作票智能出票功能，在一定程度上提高了調度人員的工作效率。但從EMS系統同步過來的設備名稱術語與DICP調度操作票使用的設備術語不對應問題，導致操作票智能出票成功率不到10%。根據調查，目前大部分地調不同時間建設的設備因EMS系統歷史問題，沒有統一使用標準設備雙編，加上地調需考慮轉供電倒負荷等因素，導致操作票智能出票成功率都不到20%，例如東莞地調。至今除廣東中調的操作票智能出票成功率較高之外，大部分地調DICP平臺還處于手工擬票狀態，原因主要有：

（1）CIM模型文件中的部分設備對象命名不規范，無法滿足智能出票的調度術語規范性命名要求；

（2）CIM模型文件中部分設備的連接關系丟失，導致智能開票過程中部分設備元件找不到，不能完整開票，由于數據量龐大，難以通過人工快速排查及修正。

因上述原因，智能出票率不到10%。為使操作票智能出票成功率達到80%以上，本發明針對智能操作票功能模塊目前設備術語存在的問題，找出設備命名不規范的數據，并根據調度術語命名規范規則、連接點與設備端點的連接關系，智能轉換合成操作票調度術語[1-9]。

1 設計思路

本文研究一種基于拓撲追蹤分析的調度術語智能轉換方法，實現線路、主變、母線、開關、刀閘等電氣設備基于電網模型拓撲追蹤分析，智能出票時根據設備狀態的改變而使調度術語智能轉換，達到智能出票的目的，提升了智能操作票系統的成票準確率及覆蓋率，提高了調度員工作效率。

1.1 構建電網拓撲模型，實現設備拓撲算法[10]

（1）端點（Terminal）類：導電設備的電氣連接點。端點連接于稱為“連接節點（Connectivity Nodes）”的物理連接點，表示每個導電設備的電氣連接端點。

（2）連接節點容器（Connectivity Node Container）類：包括了連接節點和拓撲節點的基類（本文不涉及該類）。

（3）連接節點（Connectivity Node）類：連接節點是這樣的一些點——在這些點上導電設備的端點通過零阻抗連接在一起。即將兩個導電設備的端點接合起來，形成一個連接點，表示兩個導電設備之間的電氣連接關系。

通過使用Terminal和Connectivity Node，就可以描述整個電網的電氣拓撲連接關系。

如某個小型電網的CIM模型的一個片段：

LBS

0

這是一個名字為LBS的負荷開關，有兩個端點（Terminal）#50和#51。

APLOAD

1

10

1

0.5

45.7

0.96

1

1

0.3

13.3

1

以一個名字為APLOAD的用電點（Energy Consumer）為例進行說明，它有一個端點（Terminal）#49。

CN11

1

這是一個名字為CN11的連接點（Connectivity Node），它包括了端點#49和#50，表示用電點APLOAD和負荷開關LBS是連接在一起的。

1.2 考慮設備在廠站內的用途

通過廣度搜索和深度搜索[1-2]，找到開始設備、目標設備以及中間關聯設備，為智能開票提供所有關聯設備信息；并通過設備與設備關系和設備電壓等級判斷設備屬于電源側還是負荷側，為智能開票提供正確的調度術語，如母聯開關、線路開關、主變變高開關、主變變低開關、旁路開關、母聯兼旁路開關、線路側刀閘、線路刀閘、旁路刀閘、母聯刀閘等。

2 具體實現

線路是連接發電廠和變電站的關鍵設備（元件），不同于其他設備的是，線路操作涉及了不同廠站的操作。

線路端點分進線端點和出線端點，出線端點即為線路的電源側，進線端點即為線路的負荷側，與發電廠連接的端點必然是線路的出線端點（即電源側）。

如圖1所示，線路術語基于拓撲追蹤分析的智能轉換算法主要實現線路電源側/負荷側判定，基于電網拓撲模型廣度、深度搜索與線路關聯的開關、刀閘、地刀等設備，并根據當前操作的實時狀態和電源側/負荷側判定結果，或電源側或負荷側優先轉換開關、刀閘、地刀等設備術語。

首先對選中的設備按構建的電網模型找到線路端點，通過端點找到與連接點連接的廠站及電壓等級，再根據線路電源側/負荷側判定方法設置線路電源側和負荷側。線路電源側/負荷側判定方法如下[2-7]：

（1）線路端點連接中存在發電廠連接，與發電廠連接的端點為電源側，其他端點為負荷側；

（2）線路端點連接中不存在發電廠連接并且線路連接的變電站電壓等級存在差異，與最大電壓等級變電站連接的端點為電源側，其他端點為負荷側；

（3）線路端點連接中不存在發電廠連接并且線路連接的變電站電壓等級不存在差異（即環網），則無法判定電源側，所有線路端點均視為負荷側，由調度員進行后期干預。

最后通過廣度搜索和深度搜索方法遍歷與線路關聯的開關、刀閘等，并根據線路電源側和負荷側操作優先順序，將開關命名轉換得符合調度術語規范（電壓等級+線路名稱+編號+開關），例如220 kV珠拱乙線2965開關；將刀閘命名轉換得符合調度術語規范（電壓等級+線路名稱+線路側+編號+刀閘），例如220 kV國珠甲線線路側46044刀閘。

母線是廠站內電能匯集和傳送的關鍵設備，母線的失電和充電對廠站內其他設備有著至關重要的作用。在接線圖上根據電氣用途可將母線分為兩種類型，即旁母和主母[2-7]。

母線術語基于拓撲追蹤分析的智能轉換算法實現母線電源側/負荷側判定，基于電網拓撲模型廣度、深度搜索與母線關聯的開關、刀閘、地刀等設備，并根據當前操作的實時狀態和電源側/負荷側判定結果，或電源側或負荷側優先轉換開關、刀閘、地刀等設備術語。

首先調用母線接線類型判定與電氣分析算法（根據母線電壓）辨別母線是屬于旁路母線還是主母以及母線是屬于電源則還是負荷側。電源側母線和負荷側母線的判定[2-7]：

（1）在同一變電站內，電壓等級最高的為電源側母線（對于電網而言是受電端），其余母線則為負荷側（對于電網而言是送點端）。

（2）在廠站內，母線均為負荷側。

最后通過廣度搜索和深度搜索方法遍歷與母線關聯的開關、刀閘等，并根據母線電源側和負荷側操作優先順序，將開關命名轉換得符合調度術語規范（電壓等級+母聯+編號+開關、電壓等級+分段+編號+開關），例如220 kV母聯2012開關、220 kV分段2026開關；將連接母線和母聯開關的刀閘命名轉換得符合調度術語規范（電壓等級+母聯+母線側+編號+刀閘），例如220 kV母聯Ⅵ母線側20166刀閘；將連接分段母線的刀閘命名轉換得符合調度術語規范（電壓等級+分段+母線側+編號+刀閘），例如220 kV分段Ⅵ母線側20266刀閘。

圖1 交流線術語基于拓撲追蹤分析的智能轉換算法

3 結論

本文提出了基于拓撲追蹤分析的調度術語智能轉換方法，通過該轉換方法，能夠更快速便捷地找出設備命名不規范、設備連接關系丟失的數據，實現設備不同狀態之間改變的智能成票，使調度智能出票成功率更高。其技術關鍵點包括：

（1）拓撲追蹤算法通過設備與設備之間物理連接關系，虛擬出連接點與端點的連接關系，實現程序層面的邏輯連接關系。通過連接點追蹤設備端點，通過設備端點追蹤連接點，再通過連接點追蹤其他設備端點，逐層搜索以完成通過設備找到其他相關聯的所有設備。

（2）拓撲追蹤算法通過廣度搜索和深度搜索，找到開始設備、目標設備以及中間關聯設備，為智能開票提供所有關聯設備信息，并分析設備的狀態信息，根據狀態的轉換，智能轉換合成相應的調度術語。

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