電網調度智能防誤操作系統的研究與應用

戚思睿，竇 壯，林長盛，敖 榜

（深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000）

1 系統的功能及結構

1.1 系統總體功能

電網調度智能防誤系統主要具備了如下四個方面的功能。第一，具備較為健全的安全約束功能。本系統主要通過信息技術以及SCADA平臺來統一管理所有的操作制度以及工作步驟，其中每個環節都采取了科學的規則來完成相應的安全校驗工作，最大化地防止了人為因素以及電網產生變化而引發相應的誤操作[1]。在該系統中，能夠通過潮流計算以及拓補分析這類方式，根據電網實時數據信息的基本情況，來對工作人員操作過程中電網所產生的變化進行分析，明確設備操作對電網所產生的直接影響，進而獲得相應的校驗結果，如若校驗結果不符合相關標準，那么系統就會拒絕執行誤操作，并將具備一定隱患的操作提醒給工作人員。第二，具備智能生成操作票的功能。通過本系統的應用，能夠讓擬票的過程顯得快捷、方便且準確，所生成的操作票能夠對工作人員的操作進行直接約束，并將下令及操作過程進行詳細的記錄，其中存在實際操作環境以及擬票環境兩種能夠自由切換、互相獨立的環境，工作人員能夠直接點擊接線圖產生相應的操作指令票，且操作不見的名稱能夠與實際SCADA系統相吻合[2]。第三，具備較強的自定義編輯功能。本系統能夠對操作指令票編號規則、新設施種類以及設備語句模型進行自定義編輯，通過這樣的方式能夠讓系統具備更高的應用拓展性，虛擬底線以及不同種類虛擬標識牌都能夠被掛于該系統之中，如有人操作牌、正在檢修牌等。在該系統之中，普通用戶能夠根據自身的需求來自定義定制相應的業務流程，充分迎合用戶的個性化要求。在該系統之中，主要包含了緊急操作以及常規計劃性操作兩種模式，其中常規計劃性操作的步驟如下：擬票--審票--模擬操作-下令-完成操作；而緊急操作的步驟如下：模擬操作-下令-完成操作。第四，該系統具備較為豐富的人機對話功能。在該系統之中，能夠給技術人員提供關鍵的信息，系統出現故障時會予以警示，并且技術人員在進行操作時會自動地儲存相應的操作記錄。在該系統所配備的操作工作站中，能夠通過完善的音響設施來完成預警功能，主要是針對誤操作以語音或文字的方式來進行報警。同時，本系統也能夠對操作語言以及操作動作進行模擬，當圖形的接線方式產生了較大幅度變化時，系統會自動生成相應的操作語言以及操作動作，并對操作全過程進行記錄，這樣相關技術人員就能夠更為便捷地對其進行查詢。本系統在電網調度技術的支撐之下，能夠讓技術人員在遵循電網基本原則的前提之下，嘗試著對本系統相關知識進行學習，在學習的過程之中，能夠用到較為完善的統計報表，有效解決人工統計較為繁瑣這一頑疾。

1.2 高級應用功能

1.2.1 網絡拓補

網絡拓補是電網調度智能防誤操作系統中的高級應用功能，主要是對開關拉合電氣節點的實際變化情況進行歸納與記錄，進而構成形態各異的計算孤島，能夠有效結合系統中的各類模塊。電力網絡主要是由刀閘、斷路器這類開關元件以及變壓器以及線路這類支路元件所組成，這類元件之間的連接點被稱作是“元節點”，而網絡拓補會對開關元件的基本狀態進行搜索，將元節點進行有機集合，形成一個共同的節點，這樣一來多個不含開關元件的連通電氣孤島就應運而生。網絡拓補分析的主要任務是對開關信息的實際變化情況進行及時的處理，對發電場進行合理的分配，計算變電站的用結點數，構成全新的網絡結線，并根據相應注入量來給系統中的應用程序提供有關于接線方式的相應數據信息。電力系統開關信息產生變化，很有可能引發變電站母線所對應的計算節點產生較為明顯的變化，進而導致電網合環、開環并列以及解裂現象，由此能夠看出電力系統拓補分析可以快速且準確地進行復雜的邏輯運算[3]。

1.2.2 調度員潮流

在電網調度智能防誤系統中，具備調度員潮流功能，能夠根據計劃數據、實時數據以及超短期預報數據來對調度員操作過程中的潮流分布進行準確計算。其中各類調度中心僅僅能獲取內網的相關數據，且與自身的管轄范圍息息相關，但在調度員操作之后，潮流分布會遍及整個系統之中，因此調度員潮流應當對外網所作出的貢獻進行充分的考慮，也就是指自身管轄范圍以外的電網。傳統方式是通過簡化過后的模型來模擬出一個高度相似的外網，隨著相關技術水平的不斷提升，外網估計方式以及非簡化的外網得到了較為廣泛的應用。當前本調度中心以及鄰近調度中心間的數據網絡越來越完善，這就標志著調度員潮流的質量有了較大幅度的保障[4]。

1.2.3 無功電壓優化

系統會依據電網實際運轉情況，綜合潮流分析的結果，并考慮到相關調度規章制度及調度員自身的工作經驗，來對電網中可控無功電源進行改良與優化，調整相應的變壓器分接頭，以此來讓電網調度智能防誤系統能夠更為安全、更為經濟地運轉，使得電壓質量得以提升，最大化地減少傳輸網絡中的電能損失。

1.2.4 狀態估算

系統能夠充分考慮到電網實時測量數據以及相應的網絡方程，來對節點復數電壓進行全面地估算。一般而言這類數據主要包含了節點是否注入了功、線路及變壓器是否注入了功等，通過這樣的方式能夠讓相關技術人員明確系統的基本運轉情況，從而結合電網的基本特征來對系統的運行狀態進行合理的調整。

1.3 系統結構

本系統主要有硬件及軟件結構組成，其中系統硬件結構主要包含了WEB服務器、數據庫服務器、應用服務器、一臺管理員工作站、數臺查詢用戶工作站以及數臺調度員工作站，如圖1所示。數據庫服務器能夠和SCADA系統中的數據服務器相呼應，主要是用于為系統提供實時數據信息；應用服務器主要是指支持整個電網調度智能防誤系統正常運轉的一個主要服務器，用于對相關數據信息進行儲存，并確保不同的工作站能夠順利同步；WEB服務器主要是對歷史操作票進行查詢以及統計，相關用戶必須要經過外網以及防火墻來完成訪問；管理員工作站、調度員工作站則主要是指管理人員以及調度人員能夠進行管理及使用系統的一個平臺。系統軟件結構主要包含了安全約束子系統、調度日志子系統、在線擬票子系統以及配置管理子系統，如圖2所示。其中，安全約束子系統在本系統中占據了至關重要的地位，主要是對操作票、遙控操作以及調度指令票所具備的安全性進行審核及校對，并根據實際情況給出相應的輔助決策；在線擬票子系統的本質為一個智能操作票系統，具備手動及自動開票功能；配置管理子系統主要是對用戶、圖形、流程、規則庫以及術語庫進行管理；調度日志子系統屬于一個調度用戶操作中心，主要作用是記錄編輯、用戶查詢統計以及自定義應用模板。

2 系統防誤約束機制優化策略

圖1 系統硬件結構圖

在對電網進行操作時，確保設備以及人身的安全是最為基本的要求。系統防誤約束機制應當從防止誤拉合隔離開關、防止誤拉帶合接地刀閘、防止誤拉合斷路器、防止誤拉地線合閘以及防止誤入帶電間隔這幾個方面入手，這主要是因為上述情況所產生的操作事故最為頻繁，且具備較為惡劣的性質以及較為嚴重的后果，電網智能調度智能房屋操作系統中的防誤約束機制應當重點考慮這類問題?？梢栽跈C制中加入“五防邏輯”這一基本理念，具體而言主要是在對一個刀閘或開關進行操作時，應當明確其余設備此時的運轉狀態，也就是每個設備的開合都應當受到來自于其余設備運轉狀態的約束，在進行實現時，可以采取“與”或“非”來將運轉狀態進行連接，形成相應的邏輯公式，如若公式的數值為“1”或“真”時，那么就能夠對該設備進行操作，如若公式的數值為“0”或“假”時，就不能對該設備進行操作。系統在轉換運轉狀態時，也應當受到相應規則的約束，在對“運轉”“熱備用”“冷備用”以及“檢修”這四種狀態進行轉換時，應當根據相關要求嚴格明確轉換順序，必須要緊密聯系，避免跳越現象的出現。發電機出口電壓互感器柜和主變低壓側電壓互感器及避雷器柜都是直接和母線相連，傳統措施是在各開關柜裝帶電顯示器，利用帶電顯示器的接點閉鎖開關柜的柜門。但是實現柜門位置對其他開關的操作閉鎖比較困難，因此就需要在柜門裝設電編碼鎖或機械編碼鎖。當帶電時，柜門鎖無法打開；在不帶電情況下，打開柜門進行檢修時，通過微機防誤操作系統的規則庫可閉鎖其他開關的操作，從而確保人身和設備的安全。在轉換運轉狀態時，主要是根據刀閘及開關的“合”及“斷”來實現，通過這一機制的應用，能夠正確判斷開關以及刀閘的實際狀態，從而有效防止誤操作。

3 結 論

通過對電網調度智能防誤操作系統的分析，能夠得知這一系統在防止誤調度以及誤操作方面能夠產生較為深遠的作用，有效促進了電網的安全運轉，保證了人民群眾生命財產安全，具備一定的優勢，值得在電力行業之中應用與推廣。