电网调度智能防误操作系统的研究与应用

廖 威，张雍忠，白建林，张春辉

(云南电网有限责任公司玉溪供电局，云南 玉溪 653100)



电网调度智能防误操作系统的研究与应用

廖 威，张雍忠，白建林，张春辉

(云南电网有限责任公司玉溪供电局，云南 玉溪 653100)

〔摘 要〕提出一种基于多层次安全校核的电网调度智能防误操作系统，利用完善的拓扑防误技术实现对调度操作票的安全校核，确保调度操作票的正确性。将调度操作票与检修计划技术关联，实现检修任务状态对调度操作票的安全管控功能，有效防止误调度事故，提升调度员工作效率，提高调度管理的安全性、规范性和可靠性。

〔关键词〕电网调度；安全校核；拓扑防误；智能开票

0　电网现状及研究意义

随着电网容量的不断扩大，设备数量越来越多，网络结构越来越复杂，设备周期性大、小修和老旧设备改造及新建电网项目使得设备停电检修工作量成倍增加，需要通过频繁倒闸操作改变系统的运行方式。为确保电网供电可靠性及安全稳定运行，一般由调度人员凭借丰富经验和对电网结构运行状态、调度运行规程的准确把握，开出正确操作任务顺序票。目前，误调度、误操作等电网操作事故时有发生，所以必须有一套行之有效的技术手段，防止此类事故的发生。

本文提出基于多层次安全校核的电网调度智能防误操作系统，针对调度检修任务多、操作票数量大的特点，采用基于设备实时状态的图形开票和智能开票方式，提高了调度操作票的工作效率和操作票的规范性；利用多层次安全校核技术对操作票进行安全校核，确保操作票的正确性；将操作票的流转审核与调度检修计划和检修申请单状态关联，实现从检修计划制定到调度指令编制、审核、下发、执行的全过程防误管理。

1　系统设计要求

智能电网的建设目标要求系统具有智能化、自动化、流程化和交互性。在调控一体化的工作模式下，引入具有智能防误分析、自动化的流程控制，采用交互性约束和提高工作效率的技术手段，形成一套具有调度下令约束、调控遥控约束的工作平台。系统采用模块化软件层次结构，从图形平台到操作应用等功能的各个组成部分，全部按模块化结构进行设计。模块化的软件设计结构，确保系统软件结构清晰、易于部署，丰富的编程接口以及模块化设计，便于维护和后继开发以及增添新功能。

2　系统设计方案

电网调度智能防误操作系统是以电网调度运行防误操作为主要目的，综合使用计算机网络通信、图形化拟票、指令智能解析、电网拓扑分析、调度规则专家库等先进软件技术，集调度操作任务、防误校验与指令票管理于一体的综合支持系统。该系统总体架构如图1所示。

电网调度智能防误操作系统包括：操作系统软件、商用数据库管理系统软件、数据通信总线平台、遵循IEC系列国际标准的电力系统数据库软件、应用系统支撑软件、防误应用软件以及附属软件。

数据通信总线平台软件，是电网调度智能防误操作系统为上层应用的设计和运行提供的开发平台和运行环境，为系统的稳定高效运行提供可靠保障。

电力系统数据库软件，是面向电力系统应用的完备实时数据库软件，采用国际电工委员会(IEC)制定的能量管理系统，应用程序接口标准(EMSAPI)和面向对象的电力设备模型定义，可为智能操作票系统提供充分支持，具有应用级的开放性，实现应用软件的“即插即用”。

图1　系统架构示意

应用系统支撑软件，是为电网调度智能防误操作系统和其他系统(EMS、OMS、调度指挥平台系统等)互联提供通用应用接口和功能的总称，包括图形管理子系统、人机界面子系统、报表子系统、系统诊断/维护子系统和与其他系统互联接口等。应用支撑软件的建立，使系统移植、升级和维护等方面成本减少，为电力企业应用集成(EAI)的建立奠定了坚实基础。

防误应用软件包括拓扑防误、防误规则专家库、语句生成和分析、操作解析、智能拟票、流程控制、人机界面、操作票管理等，处于此层次的软件完成了电网调度防误功能。当电网发生变化时，能方便地增加或减少厂站数量以及修改厂站数据定义。当增加系统的主存、辅存和外部设备时，不需修改程序或应用软件，系统具有足够的稳定性和灵活性。

3　 系统数据接口

电网调度智能防误操作系统作为面向调控中心电网调度运行管理人员的防误操作辅助支持系统，具备同调控中心其他系统的通用接口功能，最大化地实现信息共享和功能关联。本系统同其他系统的数据交互如图2所示。

图2　数据交互示意

该系统从EMS系统获取设备实时状态数据，实现设备状态同步更新；同时，还支持对EMS系统的遥控操作进行防误安全校核。

该系统从OMS系统获取设备检修计划及检修申请单状态，实现对设备检修开工、完工情况的安全管控；同时，还支持将已通过防误安全校核的操作发送到OMS系统进行统一的归档管理。

该系统支持将已通过防误安全校核的调度指令发送调度指挥平台进行下令流转。

4　 系统主要功能

4.1多平面、多层次的矢量图形平台

模块化的软件设计结构，使得系统图形平台支持各种基础应用功能，能够完成拓扑生成和校验、无级放大、动态数据显示、带电状态着色、图间跳转、图元自定义、设备组合等实用功能。另外，一体化设计使得操作人员可在一个系统上实现所有应用功能，减轻维护人员的工作压力。

4.2智能推理出票

该系统通过对各种操作进行建模，结合电网的接线方式、运行方式，推理各种操作命令在具体情况下的操作序列，做到智能推理出票。在操作过程中，模拟操作对设备状态的改变，进而分析操作对电网状态的影响，结合操作设备的物理属性，对一、二次设备的操作进行安全把关，对各种危险操作进行报警，增强电网的安全性。

4.3多层次安全校核

该系统支持多层次安全核校，包括智能拓扑防误校验、挂牌校验、二次信息校验及电网稳态校验，可根据调度指令编制、流转审核过程中的不同角色，对不同层次校核结果的需要配置关联信息显示，方便工作人员进行指令审核。

在调度下令和执行操作前，强制进行全面安全核校，且必须在安全核校通过后才允许执行操作。

(1)智能拓扑防误：基于IEC61970标准SVG图形和CIM模型的智能拓扑防误校验，利用抽象接线模型库、拓扑防误规则库，对区域电网进行局部和全局拓扑搜索判断，不仅可实现开关、刀闸和接地刀闸操作的基本防误操作，还可支持特殊防误逻辑，如甩负荷、合环/解环、倒母等操作判断。

(2)挂牌校验：该系统支持挂牌防误校验，除具备检修工作牌、保电牌、隔离牌等挂牌类型防误校验外，还支持接地牌的动态防误校验，利用智能拓扑搜索判断接地有效区域及接地规则校验。

(3)二次信息校验：该系统除了在开票、流转、审核、执行全过程中对二次压板状态进行实时校验外，还支持二次告警信息的安全校核，如控制回路断线、SF6气压低、弹簧未储能等告警信息，可根据实际需求配置。该校核结果信息在开票校验时仅进行提示，且必须强制校核通过后才允许下令。

(4)电网稳态校验：该系统能对形成校核断面潮流进行分析计算，判断基态潮流下的电网越限情况等；可在拓扑防误校核的基础上，通过潮流分析进行母线失压、母线过压等防误校核。

4.4电网操作分析

该系统支持在电网拓扑分析基础上自动生成一次设备的安全校验规则。在校验规则中，大到电网运行方式的稳定性分析，小到单个设备操作的安全性校核，都可进行。比如简单的合刀闸操作，对其安全性进行校验时，需对电网拓扑进行全面分析，并识别刀闸等电位操作、刀闸对地线的明显断开点规则要求等。

4.5操作票与检修申请单闭环管理安全防误机制

该系统与检修申请单对接，形成闭环管理安全防误机制。通过关联检修申请单及其状态，实现对设备检修的开工和完工安全管控。操作票、检修申请单形成一个操作闭环，进一步加强安全防误机制。

4.6基于安全认证的全过程无纸化操作票管理

该项目研究完善的操作流程控制、管理功能，保证调度操作票从拟票、审核、发布、下令、监护、归档、评价形成完整有效的流程闭环管理，做到操作票管理全过程无纸化；同时，该系统对操作票的执行情况具有强大的查询、统计和分析能力，有助于对操作票执行情况进行跟踪、分析和考核，及时发现并整改安全隐患，进而真正提高调度操作全过程管理水平。

4.7完善的接口对接

该系统和EMS系统、OMS系统、调度指挥平台实现接口对接。与EMS系统对接，实现自动获取图形、拓扑关系、设备信息、状态信息等各种数据，做到电网平台数据免维护；与OMS系统对接，实现操作票与检修申请单编号关联；与调度指挥平台中现有调度操作指令票模块对接，实现从拟票、审核、发布、下令、监护和归档双向互联。

5　 结束语

电网调度智能防误操作系统通过开放的矢量图形平台，实现基于设备实时状态的图形编制操作票，在拟票过程中提供全面的安全校核方式，保证操作票编制的安全准确。通过工作流平台，规范业务流程，形成数字化档案；通过各种形式的统计，为专业管理提供科学决策的依据，提升调控中心工作效率，为电网安全运行、经济调度提供有效技术保障。

参考文献：

1 国家能源局.DL/T687—2010微机型防止电气误操作系统通用技术条件[S].北京：中国电力出版社，2010.

2 陈梅珍，李阳阳.调控一体化模式下防误调度、误操作的措施探讨[J].电力安全技术，2012，14(12)：3-5.

廖 威(1983-)，男，高级工程师，主要从事电网调度运行专业管理工作，email：lwynpg_csg@yahoo.cn。

张雍忠(1975-)，男，工程师，主要从事电网调度运行专业管理工作。

白建林(1974-)，男，工程师，主要从事电网调度运行专业管理工作。

张春辉(1983-)，男，工程师，主要从事电力系统调度自动化专业工作。

作者简介：

收稿日期：2015-11-20。