電力調(diào)控物聯(lián)網(wǎng)集中遙控操作智能防誤系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

趙利萍

摘要：現(xiàn)如今，我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，隨著國家電網(wǎng)“大運(yùn)行”體系的建設(shè)及“調(diào)控一體化”運(yùn)行模式的發(fā)展，電力調(diào)度控制中心（調(diào)控中心）與變電運(yùn)行的管理模式也發(fā)生巨大的變化，調(diào)控中心職能除了調(diào)度指令下令外，還需負(fù)責(zé)運(yùn)行到冷備、冷備到運(yùn)行的方式轉(zhuǎn)換操作。為了防止誤操作需要將五防校核技術(shù)應(yīng)用于調(diào)控部門，研究調(diào)控中心的業(yè)務(wù)流程和防誤管理需求，用先進(jìn)有效的管理工具來加強(qiáng)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。在調(diào)控一體化業(yè)務(wù)模式中，大電網(wǎng)跨站操作為防誤校核帶來諸多技術(shù)難題，如何將調(diào)控防誤系統(tǒng)納入調(diào)度D5000平臺，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和接口標(biāo)準(zhǔn)化，也存在諸多問題，為了減輕調(diào)控值班人員的工作量和誤操作，做到指令票智能開票，提高遙控操作安全性，就必須提高數(shù)據(jù)、操作和校核的實(shí)時(shí)性，才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，發(fā)揮調(diào)控一體化運(yùn)行模式帶來的管理和技術(shù)優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：調(diào)控一體化;;防誤操作系統(tǒng);設(shè)計(jì)

引言

隨著三集五大體系改革，國家電網(wǎng)朝著建設(shè)智能電網(wǎng)、堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)方向發(fā)展，大運(yùn)行模式下，電力調(diào)度控制中心（調(diào)控中心）與變電運(yùn)行的管理模式也愈發(fā)朝著集中化、專職化發(fā)展。調(diào)控中心職能除了調(diào)度指令下令外，還需負(fù)責(zé)運(yùn)行到冷備，冷備到運(yùn)行的方式轉(zhuǎn)換操作[[1]，由調(diào)控中心負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程遙控操作，變電運(yùn)行管理部門主要對非自動化設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場的操作。為了操作安全，安監(jiān)部門制定了嚴(yán)格的規(guī)程和管理制度，在很大范圍內(nèi)大大減少了事故的發(fā)生，但是規(guī)章制度無法從技術(shù)上保證人員和設(shè)備的安全，誤操作事故在全國范圍內(nèi)仍時(shí)有發(fā)生。因此，除了從制度上、管理上抓安全外，還必須從技術(shù)上杜絕誤操作，電網(wǎng)的安全運(yùn)行需要有先進(jìn)、有效、實(shí)用的操作系統(tǒng)保證生產(chǎn)的安全。

1必要性分析

1.1電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)的需要

調(diào)控中心負(fù)責(zé)整個(gè)電網(wǎng)的監(jiān)視、遙控、和運(yùn)行，隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，運(yùn)行方式的復(fù)雜性也隨之提高，日常操作量也增加了，在原先調(diào)度部門的日常工作外，新增全網(wǎng)監(jiān)視和遙控操作，調(diào)控部門的職責(zé)越來越重大，工作強(qiáng)度的增加帶來了誤調(diào)度誤操作的風(fēng)險(xiǎn)。電網(wǎng)運(yùn)行和操作環(huán)節(jié)比較多，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)偏差都有可能造成誤操作，可能導(dǎo)致設(shè)備損失、停電事故甚至人身傷亡事故。出現(xiàn)誤操作問題有如下幾個(gè)因素：（1）對電網(wǎng)真實(shí)運(yùn)行方式缺乏全面掌握，無法正確判斷操作的安全性。（2）各層面之間的協(xié)調(diào)出現(xiàn)差錯(cuò)。（3）違反工作規(guī)程或工作流程。因此，需要采取對調(diào)度下令和遙控操作進(jìn)行安全防誤的技術(shù)措施。

1.2調(diào)控一體下調(diào)度生產(chǎn)業(yè)務(wù)的需要

在調(diào)度中心調(diào)控一體的模式下，分為了調(diào)度層面和調(diào)控層面的工作，調(diào)度下令給現(xiàn)場操作人員，也下令給調(diào)控人員，調(diào)控人員則可在調(diào)控中心直接對設(shè)備進(jìn)行遙控操作，怎樣利用技術(shù)的手段在兩個(gè)層面上增加防誤機(jī)制，值得我們思考研究，同時(shí)如何提高兩個(gè)層面上的工作效率也是迫切的現(xiàn)實(shí)需求。

1.3智能電網(wǎng)建設(shè)的需要

為建設(shè)智能化堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)，提高電網(wǎng)的信息化、自動化水平，在此大背景下，調(diào)控一體化運(yùn)行模式下，必須改進(jìn)原先的以人員經(jīng)驗(yàn)為主的工作模式，引入具有高度智能化、自動化的分析判斷系統(tǒng)，以技術(shù)手段和先進(jìn)的管理工具代替人工勞動，減輕值班人員的勞動強(qiáng)度，提高系統(tǒng)安全性，形成調(diào)度與調(diào)控部門，以及變電站運(yùn)行部門之間相互交互，協(xié)同工作避免誤操作和提高工作效率。

2系統(tǒng)主要技術(shù)

2.1圖模一體化

圖模一體化是指本系統(tǒng)不自己進(jìn)行圖紙繪制，設(shè)備模型和臺賬也不用自己編輯，而是通過調(diào)度自動化總線，從EMS系統(tǒng)接口導(dǎo)入系統(tǒng)所需的圖形文件和設(shè)備模型文件。實(shí)現(xiàn)方式是由調(diào)度自動化系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口，將其SVG格式的接線圖、CIM模型格式的設(shè)備模型文件，以及E文件格式的電網(wǎng)實(shí)時(shí)斷面數(shù)據(jù)導(dǎo)出給調(diào)控一體化防誤系統(tǒng);調(diào)控一體化防誤系統(tǒng)通過分析CIM模型文件及SVG圖形文件，生成本系統(tǒng)所需臺賬數(shù)據(jù)，及設(shè)備屬性、連接關(guān)系，將設(shè)備與SVG的圖元相關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)拓?fù)浞勒`、圖形開票、帶電著色等功能，達(dá)到與調(diào)度自動化系統(tǒng)共用一套圖形、共用一套數(shù)據(jù)的目標(biāo)。對于遙信數(shù)據(jù)，調(diào)度自動化系統(tǒng)定時(shí)導(dǎo)出系統(tǒng)斷面E文件外，還通過104規(guī)約轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)變位遙信。

2.2調(diào)度智能開票

基于電力調(diào)控領(lǐng)域?qū)＜抑R庫，將調(diào)度規(guī)程、規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)驗(yàn)等原理化。利用可配置的腳本分析計(jì)算語言，設(shè)計(jì)了操作指令分析推理模型，實(shí)現(xiàn)智能操作票系統(tǒng)的各類指令輸出、拆解、執(zhí)行、校驗(yàn)等各項(xiàng)功能，使系統(tǒng)具有較高智能化水平、極高的適應(yīng)能力和可擴(kuò)展能力，解決了智能調(diào)控操作票分析中固有的復(fù)雜問題和矛盾問題。智能開票是指調(diào)度員在圖形上點(diǎn)擊某設(shè)備，系統(tǒng)將結(jié)合該設(shè)備當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)以及選擇的目標(biāo)狀態(tài)智生成操作任務(wù)及操作步驟。

2.3調(diào)度智能開票軟件設(shè)計(jì)

智能開票系統(tǒng)的主要功能有：1）間隔分析。根據(jù)矢量圖形連接關(guān)系，分析計(jì)算各個(gè)間隔，判斷間隔的狀態(tài)，及間隔操作的分解。這個(gè)過程分為編輯態(tài)和運(yùn)行態(tài)，編輯態(tài)分析好所有的間隔對象，運(yùn)行態(tài)結(jié)合實(shí)時(shí)設(shè)備數(shù)據(jù)，及模擬開票過程中設(shè)備的狀態(tài)設(shè)置，動態(tài)計(jì)算間隔當(dāng)前狀態(tài)，間隔操作時(shí)，動態(tài)分析操作所需要分解的操作序列。2）智能防誤。這里的智能防誤指間隔操作過程中，判斷是否符合安規(guī)，給出錯(cuò)誤或告警的過程?？梢允褂猛?fù)浞勒`和邏輯公式防誤相結(jié)合的方式，還需要拓?fù)浼夹g(shù)來判斷運(yùn)行方式的告警，如母線失電報(bào)警、合環(huán)同期報(bào)警等等。3）保護(hù)操作和掛牌操作。在合格的調(diào)度指令票開票系統(tǒng)中，這些功能是必不可少的組成部分，保護(hù)操作目前沒有涉及到防誤方面的要求，僅僅是作為一類票項(xiàng)出現(xiàn)在調(diào)度指令票中;但掛牌操作在防誤方面有重要的地位和應(yīng)用。

2.5間隔分析與拓?fù)浞勒`

拓?fù)浞治龅脑砗蛡鹘y(tǒng)的防誤邏輯公式不同，傳統(tǒng)的防誤邏輯是將設(shè)備的操作條件窮舉出來，在這種條件下才允許操作，當(dāng)變電站一次接線圖比較復(fù)雜，出線較多時(shí)，往往一個(gè)設(shè)備的操作公式比較冗長，對于相同的間隔，內(nèi)在重復(fù)情況比較嚴(yán)重，歸根結(jié)底是窮舉法，在調(diào)控防誤領(lǐng)域，由于電網(wǎng)規(guī)模龐大窮舉法不能勝任，因此必須采用拓?fù)浞勒`技術(shù)。拓?fù)浞勒`是從五防的防誤原則出發(fā)，按防誤原則編寫的搜索公式，搜索公式是按設(shè)備的類型及防誤性質(zhì)來判斷的，與設(shè)備編號

無關(guān)，因此拓?fù)浞勒`公式非常簡潔，其規(guī)則也容易理解。通過編寫拓?fù)浞勒`公式和搜索規(guī)則，能夠?qū)崿F(xiàn)基本五防、甩負(fù)荷、解列解環(huán)等功能.基于深度優(yōu)先算法，拓?fù)浞治鰧?shí)現(xiàn)了高速的拓?fù)渌阉?。此外系統(tǒng)還需要定義一套拓?fù)鋵＜規(guī)旌万?qū)動引擎]。專家?guī)彀g隔定義、設(shè)備防誤兩部分，驅(qū)動引擎解析專家?guī)觳⒄{(diào)用拓?fù)渌惴ㄍ瓿捎?jì)算，實(shí)現(xiàn)諸如間隔計(jì)算、間隔運(yùn)行方式判斷及設(shè)備操作校核等業(yè)務(wù)。

結(jié)語

（1>對調(diào)控一體化模式進(jìn)行深入的研究，充分調(diào)研國內(nèi)外調(diào)控和智能電網(wǎng)防誤操作領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀，梳理調(diào)控模式下的主要業(yè)務(wù)功能，按調(diào)控實(shí)際運(yùn)行方式設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)。（2）從防誤系統(tǒng)的發(fā)展趨勢考慮，采用最新的拓?fù)浞治龇勒`技術(shù)，梳理調(diào)度開票業(yè)務(wù)需求，設(shè)計(jì)出基于拓?fù)鋵＜規(guī)斓闹悄荛_票拓?fù)浼夹g(shù)。（3）對系統(tǒng)與調(diào)度自動化系統(tǒng)圖模共享技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，使得系統(tǒng)能夠和自動化系統(tǒng)共用圖形、模型數(shù)據(jù)，大大減輕了調(diào)度中心系統(tǒng)維護(hù)的工作量和可靠性。（4）針對調(diào)控一體化的電網(wǎng)運(yùn)行管理模式要求，設(shè)計(jì)了基于拓?fù)鋵＜規(guī)斓闹悄荛_票功能，此方案使得調(diào)度指令票能夠靈活配置，快速準(zhǔn)確的開票。

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