調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)

楊　福，尹茂林，林　山，馬洪文，金　誼

（國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南　250012）

調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)

楊福，尹茂林，林山，馬洪文，金誼

（國網(wǎng)山東省電力公司濟南供電公司，濟南250012）

遙控誤操作會造成設(shè)備非計劃停運，引發(fā)停電事故，降低電網(wǎng)的供電可靠性。操作票制度是電力系統(tǒng)運行管理中防止誤操作的一種有效安全措施。操作票的正確填寫、審核及執(zhí)行是決定是否發(fā)生誤操作的重要因素。提出一種調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)，建立調(diào)度、監(jiān)控操作票統(tǒng)一管理、統(tǒng)一監(jiān)護(hù)的智能操作票平臺。該系統(tǒng)在濟南電網(wǎng)的實際應(yīng)用驗證了其可以有效提升電網(wǎng)調(diào)控管理水平和電網(wǎng)安全運行水平。

智能操作票系統(tǒng)；調(diào)控一體；遙控；防誤操作；供電可靠性

0　引言

隨著國家電網(wǎng)公司“大運行”體系的不斷推進(jìn)，開關(guān)遙控已成為日常調(diào)控操作中重要的一環(huán)，濟南電網(wǎng)現(xiàn)已實現(xiàn)10～220 kV線路開關(guān)常態(tài)化遠(yuǎn)方遙控。目前，濟南電網(wǎng)正處于快速發(fā)展時期，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運行方式日趨復(fù)雜，設(shè)備操作更為頻繁，操作票擬寫的復(fù)雜程度、頻繁程度及誤操作帶來的損失均顯著增大［1-6］。提出一種調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)，建立與調(diào)控人員習(xí)慣相匹配的操作規(guī)則，調(diào)用電網(wǎng)實時狀態(tài)實現(xiàn)操作票安全審核及遙控操作實時防誤，并依據(jù)多智能體系統(tǒng)（MAS，Multi-agent system）與能量管理系統(tǒng)（EMS）、調(diào)度管理應(yīng)用系統(tǒng)（OMS）建立協(xié)作機制，實現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)間的實時信息交互、操作票全過程數(shù)字化流程管理等功能。

1　系統(tǒng)總體框架

智能體（Agent）是一種具備感知能力、求解能力和協(xié)作能力的實體。多智能體系統(tǒng)（MAS）與單智能體相比，擁有協(xié)作能力、求解能力、可擴充性和容錯率強、求解效率高等多種優(yōu)勢。因此，將MAS系統(tǒng)應(yīng)用至智能操作票系統(tǒng)，可充分利用其協(xié)作能力，解決多系統(tǒng)間的交互、協(xié)調(diào)問題［7-9］。

圖1　調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)

2　系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1實時電網(wǎng)模型

以CIM/XML文件格式從數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)導(dǎo)出電網(wǎng)模型、SVG圖形，經(jīng)過檢測、校驗、解析、整合分析、合并、注冊、入庫等形成基礎(chǔ)模型，作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺。所生成的CIM/XML文件、SVG圖形完全遵循IEC61970標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)EMS系統(tǒng)的電網(wǎng)模型或測點發(fā)生變化時，由數(shù)據(jù)平臺生成新的CIM/XML模型文件，發(fā)送至本系統(tǒng)，實現(xiàn)與EMS模型和數(shù)據(jù)的自動在線同步，避免出現(xiàn)兩套系統(tǒng)分別維護(hù)的情況，節(jié)省人力、財力。

2.2操作規(guī)則庫

系統(tǒng)以典型票為基礎(chǔ)，以調(diào)度員、監(jiān)控員的實際工作經(jīng)驗為導(dǎo)航來歸納、整理、總結(jié)操作規(guī)則庫。規(guī)則模板由操作對象、操作任務(wù)、操作規(guī)則、操作術(shù)語4部分組成，操作對象包括調(diào)度管轄范圍內(nèi)所有一次、二次設(shè)備，例如母線、主變、線路、開關(guān)等；操作任務(wù)為調(diào)度操作目的，如“XX線路由運行轉(zhuǎn)檢修”；操作規(guī)則以調(diào)度員日常工作經(jīng)驗為基礎(chǔ)，建立規(guī)律性模型，通過實時分析電網(wǎng)運行狀態(tài)、接線方式等約束條件來指導(dǎo)操作順序的制定；操作術(shù)語則根據(jù)濟南電網(wǎng)的規(guī)范和習(xí)慣制定，所生成的操作票更符合濟南電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)控人員的工作實際和習(xí)慣。

2.3基于專家推理機制的操作票智能生成

操作票生成基于規(guī)則模板的推理機制，推理過程是 “選擇設(shè)備—操作任務(wù)—拓?fù)浞治觥踩：恕ヅ洳僮饕?guī)則—推理控制—翻譯術(shù)語—操作票生成”的匹配過程。調(diào)度員在接線圖上選擇要操作的設(shè)備，并指定操作任務(wù)，程序根據(jù)所選擇的設(shè)備和操作任務(wù)進(jìn)行拓?fù)浞治黾鞍踩：?，查詢操作?guī)則，進(jìn)行循環(huán)推理，將復(fù)雜任務(wù)分解為子任務(wù)，并將子任務(wù)分解為針對開關(guān)等元件的操作指令，最終確定具體的操作序列，并通過術(shù)語翻譯生成符合現(xiàn)場要求的操作票。

2.4基于系統(tǒng)拓?fù)浜挽o態(tài)安全分析的安全校驗

操作票生成過程中會在系統(tǒng)拓?fù)鋱D上自動進(jìn)行模擬預(yù)演，判斷操作是否滿足系統(tǒng)拓?fù)浜挽o態(tài)安全校驗條件，閉鎖不滿足要求的設(shè)備并發(fā)出提示。

輸變電工程環(huán)境敏感因子智能監(jiān)測系統(tǒng)研究與應(yīng)用………………………………… 詹學(xué)磊，上官朝暉，徐桂彬（4-82）

基于“五防”要求建立全網(wǎng)設(shè)備之間的基本邏輯閉鎖關(guān)系，以SCADA系統(tǒng)所采集的實時電網(wǎng)拓?fù)?、?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，分析所采取的操作是否滿足邏輯關(guān)系，從全網(wǎng)角度實現(xiàn)操作防誤校驗，形成“安全防護(hù)網(wǎng)”，保證整個管轄范圍內(nèi)調(diào)度操作的安全防誤。

在電網(wǎng)拓?fù)浞勒`的基礎(chǔ)上，智能調(diào)度操作票系統(tǒng)增加了靜態(tài)安全分析校驗，針對操作步驟進(jìn)行快速在線潮流計算，判斷操作后是否出現(xiàn)功率、電流、電壓等越限，對于不滿足靜態(tài)安全約束的操作發(fā)出警告，并提示安全校核不合格設(shè)備。

2.5調(diào)控一體化管理

調(diào)度操作票生成后由調(diào)度當(dāng)值值長審核通過并發(fā)送預(yù)告。預(yù)告階段，系統(tǒng)可將需監(jiān)控遙控操作的步驟推送至值班監(jiān)控員處，并依據(jù)操作規(guī)則自動生成監(jiān)控操作票；值班監(jiān)控員進(jìn)行遙控操作時，若所選擇的設(shè)備不滿足調(diào)度操作票要求，系統(tǒng)將主動閉鎖該設(shè)備，并發(fā)出警告，避免因選錯間隔造成的遙控誤操作；遙控操作完成后，系統(tǒng)將自動回令至調(diào)度客戶端，實現(xiàn)調(diào)控操作全過程的統(tǒng)一化監(jiān)護(hù)、統(tǒng)一化管理。

2.6操作過程實時安全校核

操作票執(zhí)行過程中，智能調(diào)度操作票系統(tǒng)根據(jù)SCADA系統(tǒng)中的電網(wǎng)實時遙信信息對所操作設(shè)備及其起止?fàn)顟B(tài)自動進(jìn)行安全校核，對于不符合安全校驗要求的設(shè)備發(fā)出警告，并在EMS系統(tǒng)中予以閉鎖，有效防止了遙控誤操作的發(fā)生。此外，系統(tǒng)提供了遙控操作的雙機監(jiān)護(hù)功能，使得值班長可以對值班監(jiān)控員的遙控操作進(jìn)行監(jiān)護(hù)，有效提高電網(wǎng)遙控操作的安全性。實時防誤處理流程如圖2所示。

圖2　實時防誤處理流程

執(zhí)行是操作票全過程中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，通過實時校核功能，值班調(diào)控人員可以獲取電網(wǎng)操作時的重要實時信息，有助于提高電網(wǎng)操作的安全性。

2.7全過程數(shù)字化流程管理

依據(jù)與OMS系統(tǒng)的協(xié)作機制，操作票執(zhí)行完畢后自動寫入OMS系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)庫，并啟動操作票管理流程：操作票生成后由當(dāng)值副值調(diào)度員對操作票進(jìn)行檢查并發(fā)送至審核，當(dāng)值值長審核通過并發(fā)送至執(zhí)行，執(zhí)行完畢后自動發(fā)送至OMS系統(tǒng)歸檔，實現(xiàn)了從操作票自動生成到歸檔的全過程數(shù)字化流程管理，減少重復(fù)維護(hù)工作量。

3　典型案例

3.1案例分析

以濟南電網(wǎng)220 kV東屯線（220 kV東門站—水屯站）停電為例進(jìn)行驗證。在220 kV水屯站接線圖上右鍵點擊東屯線，并在操作菜單上點擊檢修，即可自動生成東屯線停電的操作票，擬票過程中系統(tǒng)自動進(jìn)行模擬預(yù)演及安全校驗。電網(wǎng)接線圖及操作菜單如圖3所示。

圖3　220 kV水屯站接線

生成的操作票由副值調(diào)度員檢查后發(fā)送至審核，由當(dāng)值值長審核無誤后發(fā)送至調(diào)度預(yù)告。操作票中涉及監(jiān)控遙控操作的部分，可在預(yù)告階段右鍵點擊相關(guān)操作，發(fā)送至監(jiān)控執(zhí)行，即可將調(diào)度預(yù)告自動發(fā)送至值班監(jiān)控員處，并在監(jiān)控員所在系統(tǒng)自動生成監(jiān)控操作票。系統(tǒng)自動生成的操作票及相關(guān)操作菜單如圖4所示，監(jiān)控操作票如圖5所示。

預(yù)告完畢后當(dāng)值調(diào)度員將操作票發(fā)送至執(zhí)行，按照操作票順序逐步下達(dá)指令。執(zhí)行過程中系統(tǒng)依據(jù)電網(wǎng)實時數(shù)據(jù)自動進(jìn)行安全校驗，對于不滿足安全要求的操作及時進(jìn)行提醒。操作完成后由值班調(diào)度員發(fā)送歸檔，并自動寫入OMS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)操作票全過程數(shù)字化流程管理。

圖4　自動生成的調(diào)度操作票

圖5　自動生成的監(jiān)控操作票

3.2實施效果

真正實現(xiàn)了調(diào)控操作票一體化管理，提升了電網(wǎng)調(diào)控的集約化、精益化管理水平，是推進(jìn)“大運行”體系建設(shè)、提高電網(wǎng)調(diào)控工作效率的有效手段。

點圖即可智能生成規(guī)范操作票指令，實現(xiàn)防誤智能成票，操作簡單、可靠；操作過程實時安全校驗，避免了誤操作情況的發(fā)生。

建立了與EMS、OMS系統(tǒng)的協(xié)作機制。與EMS系統(tǒng)協(xié)作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)實時自動同步，減少了維護(hù)工作量，并操作票執(zhí)行過程中進(jìn)行實時校驗，閉鎖不符合安全要求的設(shè)備，防止誤操作的發(fā)生；與OMS系統(tǒng)協(xié)作，實現(xiàn)操作票全過程數(shù)字化流程管理，提高了調(diào)控運行管理的規(guī)范化、精益化程度。

智能操作票系統(tǒng)節(jié)約調(diào)控人員的開票時間，減輕工作強度，使其可將精力集中至電網(wǎng)安全、經(jīng)濟運行中深層次的問題，提高了電網(wǎng)運行的安全性、可靠性。

4　結(jié)語

提出一種基于多智能體系統(tǒng)的調(diào)控一體智能防誤操作票系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實現(xiàn)電網(wǎng)實時模型、點圖一鍵成票、調(diào)控一體管理、遙控實時防誤、數(shù)字化流程管理等多種功能。應(yīng)用表明，該系統(tǒng)能夠有效減輕調(diào)控人員的工作強度，提高電網(wǎng)調(diào)控的精益化管理水平和電網(wǎng)安全運行水平。

［1］錢凌，郭鋒.基于EMS和DTS系統(tǒng)的智能操作票系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2008，32（23）：100-103.

［2］徐俊杰，趙京虎.基于SCADA系統(tǒng)的地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度操作票系統(tǒng)的設(shè)計［J］.電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2010，38（13）：104-112.

［3］張旭明，張焰，侯鳳嶺，等.基于事例的地區(qū)電網(wǎng)操作票專家系統(tǒng)的推理和預(yù)言防誤研究［J］.繼電器，2007，35（24）：26-30.

［4］張建國，劉智廣，陸杏全，等.電網(wǎng)調(diào)度智能化檢修牌和操作票系統(tǒng)的設(shè)計與實踐［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28（7）：78-81.

［5］徐俊杰，許先鋒，杜紅衛(wèi)，等.電網(wǎng)智能操作票管理系統(tǒng)［J］.電力自動化設(shè)備，2009，29（11）：98-101.

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［7］周明，任建文，李庚銀，等.基于多智能體的電網(wǎng)調(diào)度操作票指導(dǎo)系統(tǒng)研究與實現(xiàn)［J］.中國電機工程學(xué)報，2004，24（4）：58-62.

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［9］周明，林靜懷，楊桂鐘，等.新型智能電網(wǎng)調(diào)度操作票自動生成與管理系統(tǒng)［J］.電力系統(tǒng)自動化，2004，28（11）：71-74.

Integrative Dispatching and Control Operation-tickets System

YANG Fu，YIN Maolin，LIN Shan，MA Hongwen，JIN Yi
（State Grid Jinan Power Supply Company，Jinan 250012，China）

Incorrect operation can cause unplanned outage of equipment，blackout accident，and reduce the power supply reliability.Operation-ticket institution is an effectivemeasure to prevent incorrect operation in the power system operation.The correctness of operation-tickets is an important factor to determine whether the error occurred.An integrative dispatching and controlling operation-tickets system is proposed，which building a platform for unified management and supervision of dispatching and control operation-tickets.The practical application in Jinan power grid verifies that it can effectively improve themanagementand safety level of power dispatching and control.

intelligent operation-tickets system；integrative dispatching and control；remote control；anti-misoperation；power supply reliability

TM73

A

1007－9904（2016）03－0009－03

2015-10-28

楊福（1987），男，從事電網(wǎng)調(diào)控工作；

尹茂林（1965），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)控工作；

林山（1977），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)控工作；

馬洪文（1974），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)控工作；

金誼（1972），男，工程師，從事電網(wǎng)調(diào)控工作。