調(diào)度操作防誤管理系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

潘世奇，俞 凱

（溫州電力局通信中心，浙江 溫州 325000）

目前溫州地調(diào)管轄著220 kV變電站21座、主變46臺，110 kV變電所99座、主變180臺以及20多座直調(diào)水（火）電廠。雖然管理上已做了不少工作，但由于眾多的電網(wǎng)設(shè)備和大量多頭“T”接線，仍存在比較大的安全隱患。如果調(diào)度員在擬票、審核以及執(zhí)行過程中稍有疏忽，就有可能造成帶電合接地閘刀（或掛接地線）、帶接地閘刀（或接地線）送電以及帶電拉閘刀等惡性誤調(diào)度事故。調(diào)度員擬訂或執(zhí)行操作票時除憑借自己的知識與經(jīng)驗外，還需要可靠的邏輯程序來把關(guān)。

溫州電網(wǎng)調(diào)度操作防誤管理系統(tǒng)（以下簡稱調(diào)度防誤系統(tǒng)）實現(xiàn)了調(diào)度操作的模擬和誤操作報警，其自動邏輯檢查功能和自動防誤演示功能為調(diào)度員正確、快速地處理事故和防止誤調(diào)度提供了可靠的輔助手段。

1 系統(tǒng)配置

1.1 硬件配置

系統(tǒng)硬件配置見圖1。

（1）數(shù)據(jù)服務(wù)器：用于存放系統(tǒng)數(shù)據(jù)。工作站通過數(shù)據(jù)源連接到服務(wù)器，可得到和存儲所需的數(shù)據(jù)信息。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)示意圖

（2）調(diào)度員工作站：由調(diào)度員使用，運行防誤模擬操作和其它應(yīng)用軟件，應(yīng)用操作模擬、操作票管理以及信息查詢等功能。工作站為單機雙屏，分別顯示模擬圖和操作票，能夠更直觀地將操作票與模擬圖結(jié)合在一起。

（3）查詢機：供相關(guān)人員使用。系統(tǒng)內(nèi)各相關(guān)人員可通過局域網(wǎng)查閱調(diào)度操作進度、相關(guān)調(diào)度資料及設(shè)備運行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

1.2 軟件配置

軟件配置如圖2所示，系統(tǒng)主要由調(diào)度防誤模擬操作子系統(tǒng)、智能操作票子系統(tǒng)和其它輔助子系統(tǒng)組成。系統(tǒng)功能示意見圖3。

圖2 系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 系統(tǒng)主要功能

2 系統(tǒng)研究

2.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲和潮流計算

調(diào)度防誤系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)拓撲和潮流計算技術(shù)。鑒于目前地級調(diào)度機構(gòu)的自動化數(shù)據(jù)采樣覆蓋面及其維護方面的原因，系統(tǒng)不連接實時數(shù)據(jù)源，也不輸入網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，以投入使用時的設(shè)備狀態(tài)來確定初始狀態(tài)。其后狀態(tài)變化通過調(diào)度操作指令票的執(zhí)行和事故處理模塊的應(yīng)用來保證系統(tǒng)與電網(wǎng)實時運行的一致性。網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（線路和變壓器阻抗）采用缺省值，自動置0，構(gòu)成一個無損耗的理想網(wǎng)絡(luò)，平衡節(jié)點自動取平均額定電壓，這樣就可在不輸入任何參數(shù)的情況下實現(xiàn)調(diào)度防誤操作的功能。

調(diào)度防誤系統(tǒng)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)元件（線路、變壓器、斷路器/隔離開關(guān)等）的連接關(guān)系和斷路器/隔離開關(guān)的開合狀態(tài)，形成計算用的節(jié)點-支路模型，建立網(wǎng)絡(luò)拓撲矩陣，并進行邏輯運算。當開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時，又能形成新的節(jié)點-支路模型，進行實時網(wǎng)絡(luò)分析，實現(xiàn)電網(wǎng)中各廠、站聯(lián)絡(luò)的拓撲功能，確定電網(wǎng)中設(shè)備的帶電狀態(tài)。系統(tǒng)中設(shè)有電源和負荷圖元，根據(jù)實際情況在系統(tǒng)圖中配置。電源和負荷不設(shè)置具體數(shù)據(jù)，通過無損耗網(wǎng)絡(luò)形成潮流，并與網(wǎng)絡(luò)拓撲分析的節(jié)點-支路模型相結(jié)合進行潮流計算。

根據(jù)操作前和操作后的2次潮流計算結(jié)果，再輔以相關(guān)安全操作規(guī)則判據(jù)，便可實現(xiàn)任何接線方式下的誤操作判斷功能。譬如對閘刀的誤操作判別，系統(tǒng)采取最獨特也是最直接的方法：判斷在分閘時兩端是否等電位，如等電位則允許操作；如不是等電位，再看合閘時是否有電流流過（系統(tǒng)能計算出電流值），若有則是帶電操作，屬于誤操作。同樣，利用檢查電流的方法，對會造成變電所失電的操作也能夠給出警告。

2.2 調(diào)度操作指令的智能識別

系統(tǒng)能夠智能辨識調(diào)度操作票中的操作指令，并在防誤模擬系統(tǒng)中自動演示，對違反安全規(guī)則的錯誤操作直接報警，達到防止誤調(diào)度的目的。要達到智能辨識操作指令的目標，首先要能夠分解調(diào)度操作指令，一般指令可以分解出操作對象、操作前狀態(tài)和操作后狀態(tài)，如：××開關(guān)由正母運行改為冷備用、拉開××開關(guān)等。經(jīng)過深入研究與試驗，只有從擬票方式中才能找到解決辦法。系統(tǒng)提供了2種成票方式，分別為智能成票和短語成票。

智能成票只需在接線圖顯示的設(shè)備上進行模擬操作，就能在操作票上生成相對應(yīng)的操作指令，該方法方便直觀，還可根據(jù)電網(wǎng)運行方式通過網(wǎng)絡(luò)拓撲生成相關(guān)設(shè)備的操作指令，更加快捷全面。

短語成票既能方便調(diào)度員擬票，又能較好解決智能辨識操作指令這一難題，還能規(guī)范調(diào)度操作指令。調(diào)度員擬票時，選擇廠站、操作對象和操作狀態(tài)，構(gòu)成完整的操作短語。由于廠站、電壓等級、設(shè)備等都與防誤模擬操作系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，所以選擇起來非常方便，也為智能辨識創(chuàng)造了條件。

2種成票方式擬定的調(diào)度操作指令中的操作對象均與防誤模擬圖設(shè)備相對應(yīng)，操作狀態(tài)均與實際的規(guī)范要求相對應(yīng)，因此可實現(xiàn)智能辨識操作指令。為了實現(xiàn)調(diào)度操作全過程的智能辨識，需要提供全過程計算機管理環(huán)境，因此組建了由“擬票、審核、預(yù)令、其他值審核、監(jiān)護、執(zhí)行”等6個環(huán)節(jié)組成的操作票管理系統(tǒng)。

智能辨識操作指令后就可自動演示整個操作過程，審核時就像放錄像一樣，只要按 “前進”、“后退”、“自動”等按鈕就能將全部操作指令在防誤模擬操作系統(tǒng)中演示一遍，可直觀看到每一步操作結(jié)果，有誤操作會立即報警并禁止操作。

系統(tǒng)還提供了Web瀏覽下發(fā)預(yù)令的功能，受令單位（集控站、發(fā)電廠、變電站等）可使用相應(yīng)的用戶名和口令來瀏覽或下載相應(yīng)的調(diào)度操作指令，減輕了調(diào)度員和受令單位的工作量。

3 防誤設(shè)計

正令監(jiān)護執(zhí)行是調(diào)度防誤系統(tǒng)的重點，因此設(shè)計了六重技術(shù)手段來達到防止誤調(diào)度。

（1）操作票正令執(zhí)行前，當值調(diào)度員需要進行復(fù)審。復(fù)審時使用系統(tǒng)的模擬演示功能，將操作票的所有指令在模擬接線圖上運行一次，系統(tǒng)會結(jié)合當前運行方式判斷執(zhí)行此操作票是否會有誤調(diào)度的可能。

（2）在正令執(zhí)行階段，系統(tǒng)會自動對已執(zhí)行完畢的操作指令后五步進行并序防誤，并將結(jié)果以更改指令顏色的形式提示調(diào)度員，有效防止因運行方式臨時調(diào)整或跳步操作引起的誤調(diào)度。同時為調(diào)度員提供可以并序操作的建議，供調(diào)度員參考，以提高操作效率。

（3）當操作調(diào)度員向監(jiān)護調(diào)度員申請執(zhí)行某步操作指令時，系統(tǒng)會再次自動判斷該指令基于當前運行方式下操作是否會發(fā)生誤調(diào)度。判斷為誤調(diào)度指令時，系統(tǒng)會將誤調(diào)度原因通過語音和對話框的形式提示調(diào)度員。

（4）監(jiān)護計算機收到操作請求后，系統(tǒng)自動判斷該指令基于當前運行方式下操作是否會發(fā)生誤調(diào)度。判斷為誤調(diào)度指令時，系統(tǒng)會將誤調(diào)度原因通過語音和對話框的形式提示監(jiān)護調(diào)度員。

（5）當監(jiān)護調(diào)度員同意執(zhí)行該指令后，系統(tǒng)會將監(jiān)護計算機的防誤結(jié)果和操作計算機的防誤結(jié)果一起顯示到操作計算機的防誤結(jié)果窗口，操作調(diào)度員可以直接查看2個結(jié)果并做相應(yīng)的比較。

（6）當調(diào)度員向現(xiàn)場運行人員發(fā)布正令并填寫相應(yīng)的“受令人”、“受令時間”時，系統(tǒng)仍會對該條指令進行防誤判斷。如判斷為誤調(diào)度的操作指令，將無法填寫內(nèi)容，同時系統(tǒng)會彈出對話框要求調(diào)度員填寫強制操作的理由，在最后時刻提醒調(diào)度員不能操作該指令。

六重技術(shù)手段環(huán)環(huán)相扣，在視覺、聽覺上多次提醒調(diào)度員防止因注意力不集中而漏過防誤的提醒，達到“聲光結(jié)合、多次提醒、全程監(jiān)護、不可發(fā)令、杜絕事故”的效果。

4 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)的一次接線圖上包含了調(diào)度管轄的所有設(shè)備（包括一次和二次設(shè)備），對于不同類型的設(shè)備，可以進行不同的模擬操作。調(diào)度員通過模擬操作能夠知道每一步操作的結(jié)果，當操作違反安全規(guī)則造成變電所或母線失電、設(shè)備無保護運行時，即刻給出告警信息，為調(diào)度員操作增加了安全保障。模擬操作時，系統(tǒng)自動形成操作記錄信息，顯示在操作列表中，方便查看操作內(nèi)容。

（1）對一次設(shè)備的操作，系統(tǒng)能自動識別模擬圖上所有設(shè)備的當前狀態(tài)，直接選擇所需的狀態(tài)，模擬設(shè)備狀態(tài)自動做出相應(yīng)的變更。

（2）對繼電保護和自動裝置，系統(tǒng)針對不同的設(shè)備類型設(shè)置了典型保護，并自動取對應(yīng)的保護狀態(tài)。選擇所需的狀態(tài)，實現(xiàn)模擬操作和狀態(tài)防誤功能。

（3）對掛牌操作，系統(tǒng)會在一次設(shè)備變更為檢修狀態(tài)時，自動在相應(yīng)的設(shè)備上掛牌（檢修、接地等）。此外，還可以掛保電牌、缺陷牌等。

（4）變電所或母線失電報警。如果操作造成變電所或母線失電，系統(tǒng)將告警，并在信息欄中列出，直至恢復(fù)正常。

（5）顯示線路連接情況及定位。點擊線路符號，線路亮色顯示并顯示線路名稱和全部連接的廠站名稱，同時能夠在圖中自動定位。

（6）設(shè)備參數(shù)查閱與修改。系統(tǒng)可查閱和修改所有設(shè)備參數(shù)，根據(jù)用戶需要記錄設(shè)備參數(shù)。設(shè)備所屬廠站和電壓等級由系統(tǒng)自動導(dǎo)出，開關(guān)名稱由主設(shè)備名稱自動導(dǎo)出，閘刀編號由開關(guān)編號自動導(dǎo)出。

（7）事故處理模塊。發(fā)生事故后，可以根據(jù)現(xiàn)場運行人員的匯報勾選相應(yīng)的事故情況，系統(tǒng)則根據(jù)勾選的內(nèi)容做出相應(yīng)的狀態(tài)改變。

此外，還具有操作管理與信息記錄、圖模編輯等功能。

5 結(jié)語

調(diào)度防誤系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)拓撲、潮流計算和操作仿真技術(shù)，真正實現(xiàn)智能辨識調(diào)度操作指令、自動演示、誤操作報警功能，已在溫州電網(wǎng)投入使用。調(diào)度防誤系統(tǒng)具有操作票全流程管理和操作防誤功能，是自成一體的完整系統(tǒng)，實現(xiàn)了無紙化調(diào)度，更可作為災(zāi)難備份，起到了防止調(diào)度誤操作、減輕調(diào)度工作強度、規(guī)范調(diào)度操作指令的作用，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

該系統(tǒng)還具備良好的擴展功能，目前正在開發(fā)調(diào)度員仿真培訓 （DTS）、配網(wǎng)調(diào)度防誤系統(tǒng)、地縣一體化防誤系統(tǒng)。結(jié)合地縣一體化防誤系統(tǒng)的開發(fā)，增加調(diào)度員仿真培訓功能，實現(xiàn)地縣聯(lián)合演習，可有效提高實用性和經(jīng)濟性。

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