南寧監(jiān)控中心智能操作票系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用

林文彬

（南方電網(wǎng)公司超高壓輸電公司南寧監(jiān)控中心，廣西 南寧 530022）

0 引言

南寧監(jiān)控中心擔(dān)負(fù)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣西境內(nèi)全部20個(gè)交流站點(diǎn)的集中監(jiān)控和操作業(yè)務(wù)，監(jiān)控站點(diǎn)多，操作量大。其以往的OPEN-3000平臺(tái)采用單步開票、單步操作的傳統(tǒng)模式操作效率低，人為責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)高，日漸不能承擔(dān)起眾多站點(diǎn)繁雜的操作任務(wù)。隨著PCS9000平臺(tái)的啟用，智能化操作票系統(tǒng)很好的解決了這一問題。

該系統(tǒng)與南寧監(jiān)控中心調(diào)管的各變電站數(shù)據(jù)同步，可以自動(dòng)識(shí)別各站的接線方式，根據(jù)操作指令快速輸出操作票，正確率極高。本文對(duì)南寧監(jiān)控中心智能操作票系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用進(jìn)行分析說明，主要內(nèi)容包含：系統(tǒng)功能架構(gòu)、制票方式、專家規(guī)則定置、邏輯識(shí)別及校驗(yàn)和程序順控功能[1]。

1 系統(tǒng)功能架構(gòu)

智能操作票系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)架構(gòu)可劃分為三大片區(qū)，分別為數(shù)據(jù)層、邏輯層和表示層：數(shù)據(jù)層經(jīng)由邏輯層與表示層聯(lián)系起來，形成一個(gè)完整的工作流[2-3]。

圖1 智能操作票系統(tǒng)架構(gòu)Fig.1 Intelligent operation order system architecture

數(shù)據(jù)層內(nèi)分三個(gè)數(shù)據(jù)庫，其中專家知識(shí)庫是操作票定制的基礎(chǔ)，它的各項(xiàng)專家規(guī)則是操作語句定制的標(biāo)準(zhǔn)，為制票打下了整體框架；管理數(shù)據(jù)庫中存放有各類臨時(shí)數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)，如臨時(shí)操作票及歷史操作票等；實(shí)時(shí)庫與監(jiān)控系統(tǒng)同步[4]，內(nèi)有各站點(diǎn)運(yùn)行方式模型等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，用于智能開票的邏輯分析與五防校驗(yàn)。

邏輯層是系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵。數(shù)據(jù)層的數(shù)據(jù)輸入到邏輯層，通過邏輯層的各個(gè)模塊進(jìn)行分析處理。用戶操作指令（來自表示層）通過邏輯層代入專家知識(shí)庫中，形成操作項(xiàng)，經(jīng)過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)比對(duì)，快速整合成可執(zhí)行的操作票，十分高效。

表示層為用戶提供操作界面，用以定制及維護(hù)數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容，編輯查看各類操作票及系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

2 制票方式

2.1 傳統(tǒng)開票

智能操作票系統(tǒng)保留了傳統(tǒng)的單步開票及表單制票的兩項(xiàng)功能。單步開票即在圖形上逐一點(diǎn)擊設(shè)備制成操作票；表單制票即直接在操作票模板上輸入操作項(xiàng)生成操作票。兩者的耗時(shí)均較長，同時(shí)由于人工輸入量大，存在出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)[5]。

2.2 智能開票

智能開票功能是該系統(tǒng)的核心功能。需要操作時(shí)，用戶只需輸入一個(gè)操作指令，系統(tǒng)即可自動(dòng)分析識(shí)別受控站接線方式，制出可執(zhí)行的操作票，整個(gè)過程“一鍵”完成，出票速度及正確率都極高，減少了運(yùn)行人員逐個(gè)點(diǎn)擊圖標(biāo)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也方便查驗(yàn)。

圖2以桂林站倒母線操作為例，運(yùn)行人員需將220kV桂渡Ⅰ線2051開關(guān)由#1M母線倒至#2M母線運(yùn)行，則點(diǎn)擊2051開關(guān)圖標(biāo)，在操作菜單中點(diǎn)選“開關(guān)倒母線”。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將指令分解成若干子步驟，將待操作的目標(biāo)設(shè)備逐一列入到表單中。由圖可見系統(tǒng)已識(shí)別出當(dāng)前開關(guān)運(yùn)行在#1M母線，對(duì)應(yīng)生成了倒至#2M母線的操作票，這是源于系統(tǒng)對(duì)接線方式與實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的判斷，類似的識(shí)別功能在不同接線方式上都得以實(shí)現(xiàn)，如3/2開關(guān)方式、單母線方式、三電壓等級(jí)主變等，具有較高的智能度。

圖2 智能開票圖示Fig.2 Intelligent order diagram

確定生成操作票前，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行一系列的校驗(yàn)過程，給出校驗(yàn)結(jié)果。經(jīng)過校驗(yàn)無誤后，即可一鍵生成操作票。

智能開票可以實(shí)現(xiàn)對(duì)間隔、線路、母線、主變等操作較為復(fù)雜、涉及面較大的設(shè)備進(jìn)行一鍵開票，是因?yàn)樵趯＜規(guī)熘卸ㄖ屏藢?duì)應(yīng)各種接線方式的制票規(guī)則，在輸入操作指令后，系統(tǒng)都能自動(dòng)根據(jù)這些規(guī)則，結(jié)合實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作出邏輯識(shí)別及校驗(yàn)，快速生成操作票。

下面將對(duì)系統(tǒng)的專家規(guī)則的定制以及邏輯識(shí)別校驗(yàn)功能進(jìn)行簡要分析[6-7]。

3 專家規(guī)則定制

我們?cè)谥悄懿僮髌毕到y(tǒng)的專家規(guī)則庫中定制了一套基于《南方電網(wǎng)電氣操作導(dǎo)則》標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)則體系，以圖3為例進(jìn)行分解展示。

圖3 操作指令分解Fig.3 Operation instruction steps

圖中展示了受控站的一個(gè)操作指令分解出的各項(xiàng)子步驟，并對(duì)“百色站合上500kV馬百線S5041開關(guān)”子步驟進(jìn)行逐段分析。圖中列出了各字段的含義，如廠站、間隔、設(shè)備的定義，屆時(shí)系統(tǒng)將根據(jù)這些字段自動(dòng)翻譯，從而呈現(xiàn)出完整的操作語句。子步驟編輯完成后，再制定相應(yīng)的排列規(guī)則，即可完成操作票的編制。

對(duì)于不同站點(diǎn)，其設(shè)備的定義可以批量修改，在同類型的接線形式下，只需要套用同種規(guī)則，就可以將大量的操作票本地化。當(dāng)前南寧監(jiān)控中心定制的主要有3/2開關(guān)、雙母線、單母線、500kV主變等超高壓變電站主流接線方式對(duì)應(yīng)的規(guī)則，通過本地化，完成了20個(gè)站點(diǎn)的操作票編制。隨著電網(wǎng)發(fā)展、變電站接線方式的改進(jìn)，運(yùn)行人員還可以根據(jù)需要修改定制規(guī)則文本，繼續(xù)深化配置，編制出更為全面完善的專家規(guī)則。

4 邏輯識(shí)別及校驗(yàn)

智能操作票系統(tǒng)的畫面、模型與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)同步，可獲取實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)作為當(dāng)前的預(yù)演環(huán)境，開票過程中對(duì)目標(biāo)設(shè)備接線方式和運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別，智能生成操作步驟。如圖4在雙母線倒母操作時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)雙母線運(yùn)行方式進(jìn)行判斷生成操作項(xiàng)，無需寫票人核對(duì)運(yùn)行方式后逐一手動(dòng)點(diǎn)擊設(shè)備開票，防止人為的輸入錯(cuò)誤，提高開票效率。

操作票須進(jìn)行一系列的邏輯防誤校驗(yàn)，通過后方可下發(fā)執(zhí)行。系統(tǒng)支持各種接線方式下的操作防誤校驗(yàn)，并設(shè)置了如開關(guān)刀閘操作順序校驗(yàn)、帶電合地刀校驗(yàn)、帶地刀送電等常規(guī)校驗(yàn)內(nèi)容，并提供單步校驗(yàn)、

圖4 特定規(guī)則定制Fig.4 Sepecial customized rules

動(dòng)態(tài)校驗(yàn)、全部快速校驗(yàn)三種校驗(yàn)方式。在校驗(yàn)過程中，系統(tǒng)將自動(dòng)定位畫面、設(shè)備，流程清晰直觀，便于值班員查驗(yàn)[8]。

用戶還可根據(jù)需要自行定制邏輯規(guī)則，如圖4所示。該功能是在常規(guī)校驗(yàn)規(guī)則之下的一個(gè)有效補(bǔ)充，為部分特殊的接線方式或設(shè)備進(jìn)行專門定制，使得操作票更具有針對(duì)性，邏輯校驗(yàn)更為全面細(xì)致。

5 程序順控功能

經(jīng)過三審、五防校驗(yàn)通過的操作票即可下發(fā)執(zhí)行。以往在執(zhí)行操作票時(shí)，運(yùn)行人員需要花費(fèi)大量時(shí)間點(diǎn)選設(shè)備及輸入驗(yàn)證信息，若點(diǎn)錯(cuò)設(shè)備、輸錯(cuò)信息容易造成操作流程斷續(xù)，有誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。

為了提高操作票執(zhí)行的準(zhǔn)確性連續(xù)性，在智能操作票系統(tǒng)中開發(fā)了程序順控功能，該功能可以由計(jì)算機(jī)程序控制，自動(dòng)執(zhí)行操作票中的步驟，與智能開票功能搭配使用時(shí)大大提高倒閘操作效率。

圖5為操作票執(zhí)行界面。在操作執(zhí)行流程中，有三種模式可供值班員選擇。

（1）傳統(tǒng)單步操作。即每一步都由操作人在監(jiān)控界面上點(diǎn)選設(shè)備，在監(jiān)護(hù)人的監(jiān)護(hù)下完成。在該模式下，點(diǎn)選設(shè)備、輸入驗(yàn)證信息的步驟頻繁切換，占掉了整個(gè)操作流程的大部分時(shí)間，且準(zhǔn)確性、連續(xù)性不佳；

圖5 操作執(zhí)行界面Fig.5 Operation execution interface

（2）半自動(dòng)操作。該功能由電腦程序自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)設(shè)備，生成操作流并下發(fā)執(zhí)行。每一個(gè)操作項(xiàng)執(zhí)行前將彈出確認(rèn)畫面，經(jīng)確認(rèn)后即可執(zhí)行該步操作，執(zhí)行后同樣彈出確認(rèn)畫面以確認(rèn)完成質(zhì)量。半自動(dòng)操作減少了人工點(diǎn)選設(shè)備及輸入驗(yàn)證信息的流程，值班員可以把精力集中到確認(rèn)信息及執(zhí)行操作上。

（3）自動(dòng)操作。由計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)完成整個(gè)執(zhí)行流程，無需人工參與。該模式實(shí)現(xiàn)了操作票的“一鍵執(zhí)行”，是一種智能化較高的功能。

6 性能評(píng)價(jià)

總結(jié)智能操作票系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別接線方式生成操作步驟，無需操作人逐一手動(dòng)輸入，提高開票速度；（2）操作步驟在系統(tǒng)專家?guī)熘猩?，正確率高，減少人為輸入錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)，減少誤操作；（3）系統(tǒng)靈活性強(qiáng)，用戶可按需求制定各種接線方式下的制票規(guī)則，不斷深化規(guī)則配置，使之更完善更全面；（4）操作步驟與實(shí)時(shí)系統(tǒng)模型關(guān)聯(lián)，便于五防校驗(yàn)及預(yù)演；（5）優(yōu)化操作票執(zhí)行流程，提高連續(xù)性及準(zhǔn)確性。

其缺點(diǎn)如下：（1）操作票的生成依賴計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，如系統(tǒng)出錯(cuò)或?qū)＜規(guī)於x錯(cuò)誤將導(dǎo)致票面上的錯(cuò)誤，可能造成誤操作；（2）數(shù)據(jù)量較舊系統(tǒng)更為龐雜，對(duì)后期維護(hù)要求更高；（3）長期使用智能開票將使運(yùn)行值班員疏于練習(xí)，業(yè)務(wù)水平下降。

7 結(jié)論

南寧監(jiān)控中心于2017年獨(dú)立運(yùn)作，在2018年接入廣西區(qū)內(nèi)20個(gè)超高壓站點(diǎn)進(jìn)行集中監(jiān)控。在此關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)上，智能操作票系統(tǒng)的開發(fā)及應(yīng)用顯著提高了運(yùn)行操作效率，降低人為責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)，保障電網(wǎng)的穩(wěn)定，解放生產(chǎn)力，對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)有推動(dòng)作用。