智能操作票系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

王立偉

（江蘇省電力有限公司南京供電分公司 江蘇省南京市 210019）

1 引言

智能操作票系統(tǒng)的主要功能包括：梳理現(xiàn)有的開票方式，確認調(diào)度操作票的來源，并整合各個來源下的調(diào)度模塊數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)；規(guī)范操作流轉(zhuǎn)過程，在流程上保證電網(wǎng)操作過程的安全可靠合規(guī)；建立健全主動式的安全校核體系，自動收集全網(wǎng)相關(guān)所有的主網(wǎng)設(shè)備操作，全面提升電網(wǎng)操作的安全性；打通電網(wǎng)跨區(qū)的交互通道，提升操作票二三區(qū)數(shù)據(jù)交互及校核類服務(wù)訪問的實時性和可靠性；將操作票系統(tǒng)在數(shù)據(jù)上與其他各個系統(tǒng)模塊進行融合，最大程度上實現(xiàn)模塊之間的數(shù)據(jù)共享，提升調(diào)控工作效率；將各級調(diào)控機構(gòu)之間的操作票系統(tǒng)進行融合，包括不同級別間的操作票、調(diào)控操作票，打造全網(wǎng)操作的協(xié)作及閉環(huán)，提升電網(wǎng)操作效率及安全性；系統(tǒng)建設(shè)是在IEC61970 CIM、SVG標準的指導下進行規(guī)劃與開展的，采用面向服務(wù)的計算機軟件技術(shù)架構(gòu)，對能量管理系統(tǒng)和調(diào)度管理系統(tǒng)的資源進行科學、合理地整合，進而可以實現(xiàn)操作票的智能化生成和自動安全校核功能，并且同時實現(xiàn)調(diào)度關(guān)聯(lián)系統(tǒng)的互聯(lián)和操作流程的閉環(huán)。智能操作票系統(tǒng)建設(shè)過程中將共享使用D5000系統(tǒng)圖形平臺模型、圖形及實時數(shù)據(jù)，用戶不需要重復進行繪圖、建模操作，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)的免維護目標。

2 智能操作票系統(tǒng)建設(shè)目標

本系統(tǒng)中將建設(shè)的主要功能包括操作票擬寫、流轉(zhuǎn)、調(diào)控操作融合、一二次操作票安全防誤、二次操作票圖形開票、操作票查詢統(tǒng)計展示優(yōu)化以及與D5000系統(tǒng)的其他功能模塊的交互接口等。在系統(tǒng)的建設(shè)過程中，在基于免設(shè)備、圖形維護前提下，著重實現(xiàn)以下目標：

2.1 遵循電力行業(yè)標準及企業(yè)相關(guān)規(guī)范，繼承已有的D5000系統(tǒng)的建設(shè)成果

本系統(tǒng)將嚴格遵循電力行業(yè)的相關(guān)標準，滿足國家電網(wǎng)調(diào)控中心D5000系統(tǒng)的建設(shè)需求及相關(guān)的技術(shù)規(guī)范，包括CIM/E和G語言的標準，簡單郵件服務(wù)等規(guī)范和要求。系統(tǒng)將與D5000平臺充分集成，并實現(xiàn)與D5000系統(tǒng)中的各大類應(yīng)用的數(shù)據(jù)共享和服務(wù)調(diào)用。共享數(shù)據(jù)主要包括電網(wǎng)的設(shè)備模型數(shù)據(jù)、電網(wǎng)接線圖以及當前電網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)等；服務(wù)調(diào)用主要包括對潮流校核服務(wù)的調(diào)用、遠方操作相關(guān)服務(wù)的調(diào)用等。

2.2 多種成票方式并存，提升票面規(guī)范及寫票效率

進一步完善成票方式，包括手寫輔助、套用票、術(shù)語寫票、向?qū)ч_票、圖形開票、智能成票 、啟動票自動生成、關(guān)聯(lián)成票等，并實現(xiàn)多種方式的綜合使用，同時，增加二次操作票的圖形開票功能，從而促進操作票擬寫的規(guī)范化，提高調(diào)控操作的工作效率，使調(diào)控人員能夠更加關(guān)注電網(wǎng)控制。

2.3 對電網(wǎng)系統(tǒng)運行的防誤能力進行加強，提高電網(wǎng)運行的安全性

在本系統(tǒng)中，建設(shè)全面的安全防誤體系。安全防誤涉及到電力分詞、語義校核、五防校核、潮流校驗、操作規(guī)則防誤、檢修閉鎖、操作序校核、執(zhí)行情況監(jiān)視、監(jiān)控遠方操作等各個方面，同時，安全防誤功能可以在擬票、流轉(zhuǎn)、執(zhí)行全過程中進行調(diào)用；校核結(jié)果區(qū)分為正常、提醒、告警、閉鎖等多個等級，針對不同級別的校核結(jié)果，系統(tǒng)以不同方式進行提醒，包括語音、提示、閉鎖操作等。從而，在調(diào)控員進行電網(wǎng)操作的全過程實現(xiàn)全方位的安全防誤，進一步提升電網(wǎng)操作的安全性。同時，建設(shè)完善現(xiàn)有的操作票模擬預演和仿真培訓功能，在操作票的操作過程中，可以設(shè)定初始電網(wǎng)狀態(tài)斷面，對操作票的操作過程進行圖形化動態(tài)演示。

2.4 拓展操作票的查詢統(tǒng)計分析，促進調(diào)控員對電網(wǎng)的控制

拓展現(xiàn)有的操作票查詢統(tǒng)計功能，建立精細化管理體系對操作各個環(huán)節(jié)進行評價監(jiān)督和管控，從而全面提升調(diào)控操作水平；實現(xiàn)按照操作票對電網(wǎng)設(shè)備歷史操作情況的統(tǒng)計分析，促進相關(guān)人員進一步掌握電網(wǎng)運行情況。

2.5 增強操作票系統(tǒng)與其他業(yè)務(wù)模塊的關(guān)聯(lián)融合，提升調(diào)控工作效率

進一步加強操作票系統(tǒng)與調(diào)度日志、檢修單、穩(wěn)定限額、設(shè)備臺賬等業(yè)務(wù)模塊的信息融合，減少調(diào)控員不必要的重復性記錄，在提升工作效率的同時，提升電網(wǎng)操作的安全性。

2.6 將管理規(guī)定與倒閘操作相結(jié)合，提升精細化管理水平

系統(tǒng)建設(shè)將嚴格參照國調(diào)中心對調(diào)度倒閘操作的流程建設(shè)要求，結(jié)合現(xiàn)狀，實現(xiàn)智能操作票系統(tǒng)與調(diào)度倒閘操作的SOP的融合，同時，在系統(tǒng)中精細化對每個操作步驟的控制，提升操作過程的規(guī)范，并提升調(diào)度員工作效率。

3 智能操作票系統(tǒng)功能架構(gòu)及主要功能設(shè)計

3.1 邏輯架構(gòu)

智能操作票系統(tǒng)是采用B/S模式的多層架構(gòu)系統(tǒng)，大體分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)層和表現(xiàn)層，總體邏輯架構(gòu)如圖1所示。

圖1：操作票總體架構(gòu)

其中數(shù)據(jù)層主要包括拓撲模塊、潮流模塊、圖形模塊、操作票數(shù)據(jù)以及專家規(guī)則庫等。服務(wù)層主要包括潮流服務(wù)、CIM服務(wù)、SVG服務(wù)、掛牌服務(wù)以及靜態(tài)安全分析等，系統(tǒng)服務(wù)層的所有服務(wù)功能都是通過上層智能化技術(shù)來提供的。運用面向服務(wù)的開發(fā)工具與OMS間松耦合，具有顯著的開放性和可擴展性。

系統(tǒng)的表現(xiàn)層主要分為兩大模塊：操作票應(yīng)用和維護工具。

3.2 數(shù)據(jù)架構(gòu)

系統(tǒng)主要需要OMS系統(tǒng)和OMS系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。

3.2.1 OMS系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)及用途

任何系統(tǒng)軟件的開發(fā)都離不開數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)開發(fā)的一個重要性基層功能。智能操作票系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)是建立在OMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫之上的，該系統(tǒng)中的調(diào)度日志、限額管理以及檢修申請等功能都是通過一個數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)的。系統(tǒng)的模塊之間可以通過對數(shù)據(jù)庫的操作進行相互之間的交換。檢修申請數(shù)據(jù)庫用來實現(xiàn)閉合校驗功能；啟動方案管理提供用戶自動提取啟動方案中的關(guān)鍵信息，并按照成票規(guī)則自動生成操作票的過程；智能操作票系統(tǒng)將執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入調(diào)度日志模塊實現(xiàn)調(diào)度日志自動記錄功能；當系統(tǒng)指令執(zhí)行完畢以后，會自動將掛牌信息發(fā)送到EMS系統(tǒng)，從而實現(xiàn)自動掛牌和拆牌功能；提供操作票與SOP系統(tǒng)的對接。

3.2.2 EMS服務(wù)宕機

在EMS服務(wù)器宕機的情況下，設(shè)備模型和二次設(shè)備數(shù)據(jù)從緩存中獲取，基本寫票功能、選擇短語方式寫票、流轉(zhuǎn)；沒有實時潮流、潮流分析服務(wù)，不能顯示實時圖形界面、圖形開票、安全校驗、潮流校驗。

3.2.3 OMS 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器宕機

在OMS數(shù)據(jù)庫服務(wù)器宕機的情況下，可以啟動離線模式，離線模式下可以查看現(xiàn)有系統(tǒng)中的票的本地備份文件，所有的備份文件在智能操作票系統(tǒng)當中都是有專門的模塊對其實現(xiàn)自動安全保護的。

3.3 功能架構(gòu)

在功能架構(gòu)上，智能防誤操作系統(tǒng)以平臺+組件的方式進行建設(shè)，總共包括九個部分。數(shù)據(jù)訪問部件：以服務(wù)組件的形式提供系統(tǒng)調(diào)用，統(tǒng)一訪問各類數(shù)據(jù)接口：數(shù)據(jù)庫、實時庫、文件、服務(wù)、E文件、G文件等；CIM處理部件：從各類來源獲取設(shè)備模型，并存儲到內(nèi)存中進行處理，結(jié)合實時狀態(tài)進行靜態(tài)和動態(tài)拓撲分析，以服務(wù)形式提供調(diào)用接口；圖形部件：獲取和展示EMS系統(tǒng)中維護的CIM/G格式的圖形，并提供圖元的可擴展操作；成票部件：提供調(diào)度、監(jiān)控、廠站的各種操作票成票手段和形式，并保證開票的方便性；流程部件：提供操作票的流轉(zhuǎn)功能、以及在流轉(zhuǎn)的過程中，與各個外部系統(tǒng)、外部模塊的對接；校核部件：提供操作票各種校核功能，包含當前提供的各類校核，并開放校核的拓展接口；統(tǒng)計分析部件：提供操作票本級以及對下級單位的多維度查詢統(tǒng)計功能，并能進行自定義擴展；日志中心：提供操作票系統(tǒng)在使用過程中的各類日志記錄，以便于在后期進行問題排查定位；管理中心：提供操作票系統(tǒng)相關(guān)的管理功能，以便于在離線、培訓等模式下進行使用，促進系統(tǒng)的可靠性和易用性。

4 智能操作票系統(tǒng)功能的實現(xiàn)

操作票系統(tǒng)將以O(shè)MS為操作票開票和流轉(zhuǎn)前端主載體，以EMS為圖模數(shù)共享和安全校驗服務(wù)后臺輔支撐的總體設(shè)計方案。

在智能操作票系統(tǒng)設(shè)計總體方案當中，智能操作票系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)之間的松散耦合通過標準服務(wù)調(diào)用方式來實現(xiàn)，智能操作票系統(tǒng)和和OMS系統(tǒng)之間還可以實現(xiàn)一體化運行功能。這個總體設(shè)計方案把系統(tǒng)的前端承載設(shè)計在了OMS之上，其主要目的是為了實現(xiàn)在系統(tǒng)運行的過程當中更好地滿足人機交互變化的需求。改設(shè)計方案利用先進的開發(fā)工具實現(xiàn)了系統(tǒng)當中各種計算資源和數(shù)據(jù)信息的標準化、規(guī)范化服務(wù)，這樣可以將系統(tǒng)在開發(fā)和測試運行過程當中對EMS系統(tǒng)所造成的不良影響降至最低。

該設(shè)計方案在技術(shù)上具有以下優(yōu)點：

（1）對EMS系統(tǒng)影響小。操作票系統(tǒng)和EMS系統(tǒng)二者是相對獨立存在的狀態(tài)。對EMS系統(tǒng)而言，并不是直接進行訪問，而是通過調(diào)用某一服務(wù)來對其進行訪問，在項目進行的過程當中以及項目完成以后，如果對操作票系統(tǒng)進行更改并不會對EMS系統(tǒng)產(chǎn)生任何影響。智能操作票系統(tǒng)各項服務(wù)功能的實現(xiàn)都是通過調(diào)用所需的服務(wù)模塊來實現(xiàn)了，這樣就不用直接訪問EMS系統(tǒng)，避免了對EMS系統(tǒng)所造成的影響。即使是對相關(guān)項目進行改動也不好對EMS系統(tǒng)造成任何影響。直接與EMS系統(tǒng)打交道的服務(wù)比較固定，項目進展后期不會頻繁修改服務(wù)。

（2）快速投入基本功能。目前已具備完善的手工擬票、審核、網(wǎng)上預發(fā)等操作票基本功能，能夠滿足盡快投入操作票系統(tǒng)基本功能替換現(xiàn)有系統(tǒng)的要求。

（3）服務(wù)可以為其它系統(tǒng)所用。為系統(tǒng)提供的相關(guān)EMS服務(wù)建立后，不僅可為操作票系統(tǒng)所使用，其他系統(tǒng)如果需要使用到EMS的資源和功能同樣可以透過這些已有服務(wù)來獲取。由于服務(wù)是Web Service形式提供的，因此可以為其他系統(tǒng)所調(diào)用。

5 結(jié)語

智能操作票系統(tǒng)遵循國調(diào)中心相關(guān)規(guī)范，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)控運行的實際情況，以提升電網(wǎng)運行管理水平為目標，強化電網(wǎng)調(diào)控操作的規(guī)范性，深入推進調(diào)控操作業(yè)務(wù)的優(yōu)化，提高電網(wǎng)調(diào)控操作效率。