黑龍江電網(wǎng)基于D5000平臺的調(diào)度操作票系統(tǒng)

胡本然，王海濤，韓金池，張慧琦

(1.黑龍江省電力有限公司 電力調(diào)度控制中心，哈爾濱 150090;2.黑龍江省電力有限公司 電力交易中心，哈爾濱 150090)

目前，智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)(D5000)在省級及以上調(diào)控中心得到了廣泛應(yīng)用。按照國調(diào)一體化平臺建設(shè)要求，操作票系統(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)D5000平臺，能夠與調(diào)度生產(chǎn)管理系統(tǒng)(OMS)、能量管理系統(tǒng)(EMS)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享與數(shù)據(jù)同步，并且應(yīng)具有較高的智能性、易用性、可靠性和防誤能力。黑龍江省調(diào)原有操作票系統(tǒng)廠站主接線圖及各元件信息不能隨電網(wǎng)變化自動更新，只能人工維護(hù)，系統(tǒng)廠站圖形擴(kuò)充維護(hù)困難，拓?fù)潢P(guān)系解析方式也與D5000平臺不同，無法做到信息同步。該平臺可移植性差，無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)跨平臺多級操作，不符合國調(diào)標(biāo)準(zhǔn)操作流程，已經(jīng)不適應(yīng)新時期電網(wǎng)發(fā)展的要求。本文根據(jù)黑龍江電網(wǎng)實(shí)際情況，開發(fā)了基于D5000平臺的調(diào)度票操作票系統(tǒng)，并投入運(yùn)行，取得了較好的效果。

1 系統(tǒng)設(shè)計

該調(diào)度操作票系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)與D5000平臺共享電網(wǎng)數(shù)據(jù)，同OMS系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)交互，并可將操作票系統(tǒng)相關(guān)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行整合，加強(qiáng)了管理的整體性和使用的易用性。在圖形化建模方面，將線路信息、廠站信息通過D5000平臺直接同步，主接線圖由D5000平臺G文件(用描述電網(wǎng)圖形規(guī)范語言編寫的文件)解析生成，電網(wǎng)數(shù)據(jù)實(shí)時更新同步，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的“免維護(hù)”。在操作流程上，與國調(diào)標(biāo)準(zhǔn)流程相一致，便于各節(jié)點(diǎn)信息的查看與審核，提高了倒閘操作的可控性。在安全防誤方面，添加操作票模擬預(yù)演模塊，優(yōu)化防誤告警功能，操作的安全性得到保證。在智能開票和易用性方面，提供多種智能開票模式，能實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜操作的智能成票。

1.1 數(shù)據(jù)需求

系統(tǒng)以D5000資源為基礎(chǔ)，通過整合D5000中的拓?fù)鋷?、圖形庫、設(shè)備庫，利用數(shù)據(jù)仿真平臺接口程序?qū)崿F(xiàn)模型、圖形和實(shí)時數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，保證了操作票系統(tǒng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的正確性和實(shí)時性。通過開發(fā)接口程序獲取OMS系統(tǒng)中的檢修申請單和調(diào)度日志數(shù)據(jù)，方便調(diào)度員自由使用。

1.2 跨區(qū)跨平臺數(shù)據(jù)交互

操作票系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫同步和標(biāo)準(zhǔn)E文本方式實(shí)現(xiàn)與OMS系統(tǒng)的交互，如圖1所示。

圖1 操作票與D5000系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互架構(gòu)圖Fig.1 Chart of operation ticket and D5000 system data interactive

從調(diào)度自動化系統(tǒng)I區(qū)到Ⅲ區(qū)發(fā)送信息采用數(shù)據(jù)庫同步方式實(shí)現(xiàn)，使用達(dá)夢數(shù)據(jù)庫內(nèi)部觸發(fā)機(jī)制并通過正向隔離裝置將數(shù)據(jù)同步到Ⅲ區(qū)數(shù)據(jù)庫中，傳送內(nèi)容主要包括預(yù)令信息、申請及評審信息、回填后的檢修票和調(diào)度日志信息、查詢統(tǒng)計結(jié)果信息、操作票票面內(nèi)容信息。Ⅲ區(qū)向Ⅰ區(qū)發(fā)送內(nèi)容采用標(biāo)準(zhǔn)E文本文件方式實(shí)現(xiàn)，利用FTP傳輸協(xié)議技術(shù)將E文本通過反向隔離裝置轉(zhuǎn)發(fā)到Ⅰ區(qū)指定服務(wù)器上，傳送內(nèi)容主要為現(xiàn)場預(yù)令回填信息、審批及評審結(jié)果信息、檢修票和調(diào)度日志原始信息。

由于各電廠可以通過專線訪問自動化系統(tǒng)Ⅱ區(qū)，為實(shí)現(xiàn)電廠預(yù)令的接收與下達(dá)，需要在Ⅱ區(qū)服務(wù)器上布置電廠專用操作票程序，電廠僅作為終端用戶登錄服務(wù)器使用即可，Ⅱ區(qū)數(shù)據(jù)也可通過數(shù)據(jù)庫同步和E文本傳輸與Ⅲ區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

通過上述措施，系統(tǒng)最終實(shí)現(xiàn)了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)間數(shù)據(jù)同步;通過跨平臺編譯系統(tǒng)，還可實(shí)現(xiàn)Ⅰ區(qū)Linux系統(tǒng)與Ⅲ區(qū)Windows系統(tǒng)共用一套源程序，便于系統(tǒng)的維護(hù)、升級。

2 系統(tǒng)功能

系統(tǒng)主要功能包括:廠站圖形、智能開票、系統(tǒng)維護(hù)、流程管理、模擬預(yù)演、智能回填、防誤校驗等。為了保證接口功能的順利實(shí)現(xiàn)和后期開發(fā)的需要，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上系統(tǒng)采用了模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，系統(tǒng)總體功能模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)總體功能模塊結(jié)構(gòu)圖Fig.2 System overall function module structure diagram

2.1 廠站圖形解析

對于廠站圖形，很多系統(tǒng)都采用圖形化建模系統(tǒng)來完成［1－2］，圖形上的元件及狀態(tài)必須手動維護(hù)，給調(diào)度員和維護(hù)人員帶來繁重的工作。本系統(tǒng)廠站圖形解析模塊與D5000平臺一體化，實(shí)現(xiàn)了廠站圖形與信息的動態(tài)實(shí)時更新。系統(tǒng)編寫接口程序自動讀取D5000平臺的圖形數(shù)據(jù)，動態(tài)呈現(xiàn)給調(diào)度員，實(shí)現(xiàn)廠站圖形維護(hù)自動化。

系統(tǒng)從D5000平臺G文件以及狀態(tài)庫獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，自動構(gòu)建完整廠站接線圖，并從圖中解析出拓?fù)潢P(guān)系，為調(diào)度員智能生成標(biāo)準(zhǔn)操作票提供基礎(chǔ)和保障，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的“免維護(hù)”，減少了維護(hù)工作復(fù)雜度，提高了調(diào)度員的工作效率。

2.2 智能開票模塊

基于系統(tǒng)令和綜合令的智能開票功能，以仿真的方式，根據(jù)規(guī)程規(guī)定的操作原則并結(jié)合黑龍江省操作習(xí)慣，依據(jù)線路接線方式生成模板模型和操作語句模型，存儲在數(shù)據(jù)庫中。在開票時，通過編寫接口獲得操作所涉及廠站的接線方式，以此判定相關(guān)的模板數(shù)據(jù)表，從數(shù)據(jù)庫中匹配出數(shù)據(jù)表后，將操作任務(wù)分為數(shù)個子操作，分別獲得所需的元件信息。根據(jù)調(diào)度員開票思維，將元件信息轉(zhuǎn)換成相關(guān)術(shù)語串聯(lián)起來構(gòu)成一條子指令，數(shù)條子指令串聯(lián)起來完成整個操作任務(wù)，自動生成系統(tǒng)令操作票和綜合令操作票［3－4］。系統(tǒng)利用相似原理也可實(shí)現(xiàn)旁路開關(guān)操作的線路停送電、橋型接線線路停送電、復(fù)雜綜合指令操作等智能成票功能。

2.3 系統(tǒng)維護(hù)

正常情況下，系統(tǒng)不需要人工維護(hù)，但為適應(yīng)某些特殊情況及調(diào)度管理業(yè)務(wù)的不斷變化，增加了維護(hù)功能以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可拓展性。本系統(tǒng)可維護(hù)數(shù)據(jù)表分為線路維護(hù)、廠站維護(hù)、保護(hù)變更維護(hù)、操作規(guī)定維護(hù)、監(jiān)控關(guān)系維護(hù)、登陸維護(hù)，可對線路維護(hù)單位、廠站旁路代送特殊規(guī)定、電網(wǎng)元件狀態(tài)改變后相關(guān)保護(hù)變更、電網(wǎng)具體操作運(yùn)行規(guī)定提示信息、各級監(jiān)控運(yùn)維機(jī)構(gòu)的組織架構(gòu)、各級調(diào)度系統(tǒng)有受令權(quán)的人員名單進(jìn)行管理。電網(wǎng)非典型數(shù)據(jù)表對操作票的智能生成、操作預(yù)令的下達(dá)和接收起到重要作用。系統(tǒng)基于電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)、關(guān)聯(lián)設(shè)備狀態(tài)和維護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜操作的高度智能成票。

2.4 流程管理模塊

按照國調(diào)最新流程規(guī)范設(shè)計，對操作票進(jìn)行操作任務(wù)評估、擬寫、審核、預(yù)令下達(dá)、計算分析、執(zhí)行、歸檔、評價的全生命周期管理。系統(tǒng)滿足Ⅰ區(qū)智能成票、Ⅲ區(qū)流程管理的要求，同時在操作票各個環(huán)節(jié)提供查詢、轉(zhuǎn)典型票、另存、導(dǎo)出等功能。調(diào)度端操作全部網(wǎng)上流轉(zhuǎn)，廠站端接收預(yù)令通過網(wǎng)絡(luò)接收，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程縱向到底。調(diào)度操作票管理系統(tǒng)的所有客戶端均可運(yùn)行程序訪問系統(tǒng)，將調(diào)控中心專業(yè)處室納入流程管理，促進(jìn)各專業(yè)間的協(xié)同和技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程橫向到邊。

另外，系統(tǒng)滿足國調(diào)標(biāo)準(zhǔn)流程的規(guī)范，流程審計功能可以對操作票各流程節(jié)點(diǎn)執(zhí)行情況進(jìn)行記錄并審計，標(biāo)記超時節(jié)點(diǎn)，并在當(dāng)前節(jié)點(diǎn)超時前進(jìn)行告警提示，提升了對電網(wǎng)倒閘操作的管理水平。

2.5 模擬預(yù)演

模擬預(yù)演模塊是對生成后的票面操作項目進(jìn)行模擬操作，并同步校驗其正確性，對違反標(biāo)準(zhǔn)操作程序或造成惡性誤操作的指令給予告警提示。模擬預(yù)演逐行解析票面，獲取需要操作的相關(guān)元件，從本系統(tǒng)的狀態(tài)庫獲取元件信息，以此取反，將元件恢復(fù)到操作之前的狀態(tài);再按照票面的信息，逐條逐個元件檢查并執(zhí)行信息，根據(jù)元件的狀態(tài)及位置判定其是否符合操作規(guī)定，給予用戶提示;執(zhí)行過程用動畫標(biāo)記出操作元件以及動態(tài)改變其狀態(tài)的過程，票面標(biāo)示出的指令區(qū)域隨指令的改變而動態(tài)滾動，直觀體現(xiàn)了整個操作票的執(zhí)行過程。

另外，模擬預(yù)演模塊加入了拓?fù)渲?、防誤校驗、智能提示信息、操作設(shè)備與檢修票關(guān)聯(lián)比對、特殊操作規(guī)則與系統(tǒng)維護(hù)表比對、安全校核確認(rèn)等功能，用來提示調(diào)度員出現(xiàn)的問題和需要注意的事項，可在操作前及時發(fā)現(xiàn)操作票中的錯誤和疏漏，保證了電網(wǎng)操作的安全。

2.6 智能回填檢修票、調(diào)度日志

回填檢修票是從操作票中智能提取操作人員和操作時間數(shù)據(jù)，填寫至檢修票中，使調(diào)度員在系統(tǒng)上就可以完成OMS系統(tǒng)中檢修票的填寫，方便辦理檢修票開工及終結(jié)手續(xù)?；靥钫{(diào)度日志是指系統(tǒng)可與OMS系統(tǒng)中的調(diào)度日志數(shù)據(jù)交互，根據(jù)操作任務(wù)自動生成相應(yīng)術(shù)語，寫入調(diào)度日志，保證了操作記錄的正確性。

該模塊解決了Ⅰ、Ⅲ區(qū)間數(shù)據(jù)無法正常交互的問題。正常Ⅰ、Ⅲ區(qū)之間存在物理隔離，Ⅰ區(qū)到Ⅲ區(qū)的數(shù)據(jù)可以通過達(dá)夢數(shù)據(jù)庫傳輸，但Ⅲ區(qū)到Ⅰ區(qū)的數(shù)據(jù)無法傳輸。為此，本系統(tǒng)采用Linux定時器技術(shù)，隔一段時間，Ⅲ區(qū)向Ⅰ區(qū)發(fā)送寫好的E文件，完成一次數(shù)據(jù)交互，這樣既保證完成回填檢修票和調(diào)度日志功能，又能保證系統(tǒng)的安全性。

2.7 防誤校驗

防誤校驗?zāi)K是按照電網(wǎng)調(diào)度操作票智能推理知識庫和電網(wǎng)調(diào)度智能防誤規(guī)則庫的規(guī)則，根據(jù)黑龍江電網(wǎng)實(shí)際情況加以拓展，以為各種成票方式及模擬預(yù)演提供更多安全校驗方法的功能。

防誤校驗將電網(wǎng)元件及間隔的各種合理狀態(tài)存到防誤規(guī)則庫中，包括開關(guān)、刀閘、接地刀閘的操作“五防”要求、3/2接線拉合開關(guān)順序、單元接線與橋型接線操作原則等［5－6］，以保證在智能成票過程中，操作過程滿足規(guī)程規(guī)定。在操作票保存和模擬預(yù)演時，系統(tǒng)根據(jù)操作指令比對防誤規(guī)則數(shù)據(jù)庫中允許的元件標(biāo)準(zhǔn)操作狀態(tài)，如不相符，系統(tǒng)會給出提示，要求調(diào)度員修改相應(yīng)的信息。

系統(tǒng)還具有其他防誤校驗措施，如安全分析師計算校驗是在操作之前核查操作流程中安全分析師是否同意操作;檢修票校驗是判斷檢修票中是否有相關(guān)停送電設(shè)備，若沒有則給予提示，調(diào)度員可自主選擇是否操作。

3 應(yīng)用情況

2014年1月，調(diào)度操作票系統(tǒng)在黑龍江省調(diào)正式投運(yùn)，且運(yùn)行穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了與D5000平臺一體化，電網(wǎng)數(shù)據(jù)共享;實(shí)現(xiàn)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)間數(shù)據(jù)交互;建立了調(diào)度可維護(hù)的電網(wǎng)底層數(shù)據(jù)表，能實(shí)現(xiàn)多種復(fù)雜情況的智能成票;滿足國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)流程;具備安全性、易用性強(qiáng)的多種實(shí)用功能。提高了調(diào)度人員的工作效率，保證了電網(wǎng)倒閘操作的正確性和安全性。

4 結(jié)語

通過上述的介紹，該系統(tǒng)的應(yīng)用加強(qiáng)了對操作中各流程節(jié)點(diǎn)的監(jiān)督和考核，實(shí)現(xiàn)了倒閘操作全周期閉環(huán)管理，為黑龍江省調(diào)度系統(tǒng)長周期安全運(yùn)行奠定了夯實(shí)基礎(chǔ)。

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