基于拓扑追踪分析的调度术语智能转换方法

吴海雄 廖石江 凌华保

（广东电网有限责任公司珠海供电局，广东珠海519000）

0 引言

随着电网智能化进程的加快，电网设备可靠性进一步提高，运行信息化、可视化手段不断完善，专业技术日趋融合。为了减轻调度日益繁杂的工作任务，杜绝调度员电话排队及“塞车”频发生等现象，电网建设了调度智能指挥平台（简称DICP）。调度智能指挥平台是以电网调度业务为基础构建的专业化指挥平台，是基于调控一体化模式建立的贯通各级调度对象的调度指挥网络交互系统，该系统实现了DICP调度操作票智能出票功能，在一定程度上提高了调度人员的工作效率。但从EMS系统同步过来的设备名称术语与DICP调度操作票使用的设备术语不对应问题，导致操作票智能出票成功率不到10%。根据调查，目前大部分地调不同时间建设的设备因EMS系统历史问题，没有统一使用标准设备双编，加上地调需考虑转供电倒负荷等因素，导致操作票智能出票成功率都不到20%，例如东莞地调。至今除广东中调的操作票智能出票成功率较高之外，大部分地调DICP平台还处于手工拟票状态，原因主要有：

（1）CIM模型文件中的部分设备对象命名不规范，无法满足智能出票的调度术语规范性命名要求；

（2）CIM模型文件中部分设备的连接关系丢失，导致智能开票过程中部分设备元件找不到，不能完整开票，由于数据量庞大，难以通过人工快速排查及修正。

因上述原因，智能出票率不到10%。为使操作票智能出票成功率达到80%以上，本发明针对智能操作票功能模块目前设备术语存在的问题，找出设备命名不规范的数据，并根据调度术语命名规范规则、连接点与设备端点的连接关系，智能转换合成操作票调度术语[1-9]。

1 设计思路

本文研究一种基于拓扑追踪分析的调度术语智能转换方法，实现线路、主变、母线、开关、刀闸等电气设备基于电网模型拓扑追踪分析，智能出票时根据设备状态的改变而使调度术语智能转换，达到智能出票的目的，提升了智能操作票系统的成票准确率及覆盖率，提高了调度员工作效率。

1.1 构建电网拓扑模型，实现设备拓扑算法[10]

（1）端点（Terminal）类：导电设备的电气连接点。端点连接于称为“连接节点（Connectivity Nodes）”的物理连接点，表示每个导电设备的电气连接端点。

（2）连接节点容器（Connectivity Node Container）类：包括了连接节点和拓扑节点的基类（本文不涉及该类）。

（3）连接节点（Connectivity Node）类：连接节点是这样的一些点——在这些点上导电设备的端点通过零阻抗连接在一起。即将两个导电设备的端点接合起来，形成一个连接点，表示两个导电设备之间的电气连接关系。

通过使用Terminal和Connectivity Node，就可以描述整个电网的电气拓扑连接关系。

如某个小型电网的CIM模型的一个片段：

LBS

0

这是一个名字为LBS的负荷开关，有两个端点（Terminal）#50和#51。

APLOAD

1

10

1

0.5

45.7

0.96

1

1

0.3

13.3

1

以一个名字为APLOAD的用电点（Energy Consumer）为例进行说明，它有一个端点（Terminal）#49。

CN11

1

这是一个名字为CN11的连接点（Connectivity Node），它包括了端点#49和#50，表示用电点APLOAD和负荷开关LBS是连接在一起的。

1.2 考虑设备在厂站内的用途

通过广度搜索和深度搜索[1-2]，找到开始设备、目标设备以及中间关联设备，为智能开票提供所有关联设备信息；并通过设备与设备关系和设备电压等级判断设备属于电源侧还是负荷侧，为智能开票提供正确的调度术语，如母联开关、线路开关、主变变高开关、主变变低开关、旁路开关、母联兼旁路开关、线路侧刀闸、线路刀闸、旁路刀闸、母联刀闸等。

2 具体实现

线路是连接发电厂和变电站的关键设备（元件），不同于其他设备的是，线路操作涉及了不同厂站的操作。

线路端点分进线端点和出线端点，出线端点即为线路的电源侧，进线端点即为线路的负荷侧，与发电厂连接的端点必然是线路的出线端点（即电源侧）。

如图1所示，线路术语基于拓扑追踪分析的智能转换算法主要实现线路电源侧/负荷侧判定，基于电网拓扑模型广度、深度搜索与线路关联的开关、刀闸、地刀等设备，并根据当前操作的实时状态和电源侧/负荷侧判定结果，或电源侧或负荷侧优先转换开关、刀闸、地刀等设备术语。

首先对选中的设备按构建的电网模型找到线路端点，通过端点找到与连接点连接的厂站及电压等级，再根据线路电源侧/负荷侧判定方法设置线路电源侧和负荷侧。线路电源侧/负荷侧判定方法如下[2-7]：

（1）线路端点连接中存在发电厂连接，与发电厂连接的端点为电源侧，其他端点为负荷侧；

（2）线路端点连接中不存在发电厂连接并且线路连接的变电站电压等级存在差异，与最大电压等级变电站连接的端点为电源侧，其他端点为负荷侧；

（3）线路端点连接中不存在发电厂连接并且线路连接的变电站电压等级不存在差异（即环网），则无法判定电源侧，所有线路端点均视为负荷侧，由调度员进行后期干预。

最后通过广度搜索和深度搜索方法遍历与线路关联的开关、刀闸等，并根据线路电源侧和负荷侧操作优先顺序，将开关命名转换得符合调度术语规范（电压等级+线路名称+编号+开关），例如220 kV珠拱乙线2965开关；将刀闸命名转换得符合调度术语规范（电压等级+线路名称+线路侧+编号+刀闸），例如220 kV国珠甲线线路侧46044刀闸。

母线是厂站内电能汇集和传送的关键设备，母线的失电和充电对厂站内其他设备有着至关重要的作用。在接线图上根据电气用途可将母线分为两种类型，即旁母和主母[2-7]。

母线术语基于拓扑追踪分析的智能转换算法实现母线电源侧/负荷侧判定，基于电网拓扑模型广度、深度搜索与母线关联的开关、刀闸、地刀等设备，并根据当前操作的实时状态和电源侧/负荷侧判定结果，或电源侧或负荷侧优先转换开关、刀闸、地刀等设备术语。

首先调用母线接线类型判定与电气分析算法（根据母线电压）辨别母线是属于旁路母线还是主母以及母线是属于电源则还是负荷侧。电源侧母线和负荷侧母线的判定[2-7]：

（1）在同一变电站内，电压等级最高的为电源侧母线（对于电网而言是受电端），其余母线则为负荷侧（对于电网而言是送点端）。

（2）在厂站内，母线均为负荷侧。

最后通过广度搜索和深度搜索方法遍历与母线关联的开关、刀闸等，并根据母线电源侧和负荷侧操作优先顺序，将开关命名转换得符合调度术语规范（电压等级+母联+编号+开关、电压等级+分段+编号+开关），例如220 kV母联2012开关、220 kV分段2026开关；将连接母线和母联开关的刀闸命名转换得符合调度术语规范（电压等级+母联+母线侧+编号+刀闸），例如220 kV母联Ⅵ母线侧20166刀闸；将连接分段母线的刀闸命名转换得符合调度术语规范（电压等级+分段+母线侧+编号+刀闸），例如220 kV分段Ⅵ母线侧20266刀闸。

图1 交流线术语基于拓扑追踪分析的智能转换算法

3 结论

本文提出了基于拓扑追踪分析的调度术语智能转换方法，通过该转换方法，能够更快速便捷地找出设备命名不规范、设备连接关系丢失的数据，实现设备不同状态之间改变的智能成票，使调度智能出票成功率更高。其技术关键点包括：

（1）拓扑追踪算法通过设备与设备之间物理连接关系，虚拟出连接点与端点的连接关系，实现程序层面的逻辑连接关系。通过连接点追踪设备端点，通过设备端点追踪连接点，再通过连接点追踪其他设备端点，逐层搜索以完成通过设备找到其他相关联的所有设备。

（2）拓扑追踪算法通过广度搜索和深度搜索，找到开始设备、目标设备以及中间关联设备，为智能开票提供所有关联设备信息，并分析设备的状态信息，根据状态的转换，智能转换合成相应的调度术语。

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