一種電網(wǎng)調(diào)度智能防誤系統(tǒng)

0引言

近幾年來，陽江電網(wǎng)迅速發(fā)展，自動(dòng)化水平不斷提高。目前已有3座220kV變電站和14座110kV變電站實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化并接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。未來3年內(nèi)，又將有2座220kV變電站和4座110kV變電站接入調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)。界時(shí)，陽江地區(qū)將設(shè)5個(gè)集控中心，其主要的任務(wù)是對所轄區(qū)域電網(wǎng)中各變電站的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)視和對變電站設(shè)備進(jìn)行集中控制。集控中心監(jiān)控系統(tǒng)采取調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方工作站的形式實(shí)現(xiàn)。目前，陽江調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采用的是IES500U調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，包括SCADA系統(tǒng)和PAS高級應(yīng)用系統(tǒng)，其中PAS高級系統(tǒng)應(yīng)用包括狀態(tài)估計(jì)、潮流分析、短路電流計(jì)算、負(fù)荷預(yù)測和AVC。

1問題提出

陽江地區(qū)集控中心的監(jiān)控系統(tǒng)采取調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遠(yuǎn)方工作站的形式實(shí)現(xiàn)，延續(xù)了調(diào)度自動(dòng)化SCADA系統(tǒng)各類功能，為集控中心提供了遙控操作的功能，但此遙控功能基本是一種無約束的操作。這種無約束的遙控操作存在很大的誤操作隱患。這些隱患除電力五防規(guī)定中的誤選操作設(shè)備、帶地刀合閘、帶電掛接地線和接地刀閘、帶負(fù)荷拉合刀閘外，還包括跨步操作、上步?jīng)]有實(shí)際操作完成而操作下一步、違反刀閘操作順序規(guī)定、設(shè)備各側(cè)開關(guān)操作順序規(guī)定等。此外，在實(shí)際操作時(shí)，不易判斷出操作后可能出現(xiàn)的結(jié)果，是造成誤操作的最大隱患。

針對以上問題，有必要開發(fā)一個(gè)電網(wǎng)調(diào)度智能防誤系統(tǒng)，同時(shí)解決電網(wǎng)誤調(diào)度和集控中心遙控誤操作問題。

2系統(tǒng)邏輯構(gòu)成

系統(tǒng)主要邏輯構(gòu)成如圖1所示。

3系統(tǒng)模塊

電網(wǎng)智能防誤系統(tǒng)可同時(shí)對調(diào)度指令和遙控操作進(jìn)行智能防誤，其系統(tǒng)模塊主要包括安全約束子系統(tǒng)、在線擬票子系統(tǒng)、規(guī)則維護(hù)子系統(tǒng)、調(diào)度日志子系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)主要以SCA DA/EMS為依托，運(yùn)行于SCADA系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)機(jī)上。

3.1安全約束子系統(tǒng)

安全約束子系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，用以校核調(diào)度指令票和操作票是否安全，給出輔助決策，其主要安全約束功能有以下5個(gè)方面。

3.1.1實(shí)時(shí)分析性約束

實(shí)時(shí)分析性約束的主要目的是通過電網(wǎng)實(shí)際接線方式和運(yùn)行方式，以及二次設(shè)備的配置情況，分析操作前后的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)行方式合理性給出約束條件或操作提醒，如圖2所示。

3.1.2自定義條件約束

對一些特殊的設(shè)備的操作，可通過自定義條件邏輯來對設(shè)備的操作進(jìn)行約束，其主要目的是滿足設(shè)備操作的特殊性。其判別依據(jù)是用戶自定義的邏輯單元，任何可操作設(shè)備都可通過邏輯表達(dá)式定義約束其操作的邏輯單元，邏輯單元的參數(shù)可以是任何采集的遙信或遙測量，用戶可根據(jù)需求和操作原則自編寫操作邏輯，來形成對操作的約束。

當(dāng)進(jìn)行某設(shè)備的某種操作時(shí)，系統(tǒng)利用當(dāng)前狀態(tài)通過邏輯計(jì)算得到的約束結(jié)果來判斷是否允許操作，如圖3所示。

以邏輯單元作為約束的條件可分為以下幾種類型：

（1）無條件不可操作。操作設(shè)備必須符合設(shè)定的操作條件才能進(jìn)行操作，在沒有設(shè)定操作條件的情況下不能操作。

（2）無條件可操作。不管有無操作條件限制，都可操作，主要滿足常規(guī)的遙控操作。

（3）有條件可操作。沒有設(shè)置操作條件時(shí)，認(rèn)為滿足操作條件，可操作，有設(shè)置操作條件時(shí)要確認(rèn)操作條件通過方可操作。

（4）不可操作。不管有無操作條件，均不能操作，其主要作用是防止誤拉合一些重要的保電單位的供電線路。

3.1.3潮流分析約束

潮流分析約束是通過擬票形成指令序列，在擬票的同時(shí)形成潮流模擬的預(yù)演指令，實(shí)時(shí)將潮流計(jì)算后的信息反映到界面上，如有潮流認(rèn)為的可疑信息（母線失壓、合解環(huán)、并網(wǎng)、越限等），其將作為約束信息以彈出警告框的形式給出提示，輔助調(diào)度員進(jìn)行分析。如圖4所示。

3.1.4檢修計(jì)劃約束（調(diào)度指令票功能使用）

調(diào)度日志中的檢修計(jì)劃與調(diào)度操作指令票之間應(yīng)建立安全約束的關(guān)聯(lián)性，系統(tǒng)可根據(jù)此關(guān)聯(lián)性對調(diào)度員擬票進(jìn)行約束，防止在某一步工作未完成時(shí)就已經(jīng)對工作設(shè)備進(jìn)行下令，并由檢修計(jì)劃及其與指令票間的約束條件來確定是否可以打印調(diào)度操作指令票或執(zhí)行調(diào)度指令票，從而將指令票與檢修計(jì)劃結(jié)合實(shí)現(xiàn)閉環(huán)管理。

3.1.5操作票約束（遙控操作票功能使用）

在電力系統(tǒng)倒閘操作的規(guī)程中規(guī)定了嚴(yán)格的操作流程，其中操作票制度是電力系統(tǒng)常規(guī)的倒閘操作避免誤操作的有力手段。如果能將操作票中的各步驟同實(shí)際操作設(shè)備對應(yīng)起來，那么，在進(jìn)行遙控操作時(shí)，即可通過操作票來對遙控的設(shè)備進(jìn)行操作約束。這種約束充分利用了操作票制度的嚴(yán)格性，即打開已批準(zhǔn)的操作票，經(jīng)過實(shí)時(shí)分析約束、自定義約束和潮流分析檢查通過后，形成“預(yù)操作序列”，在實(shí)際操作時(shí)根據(jù)“預(yù)操作序列”中的當(dāng)前操作步驟和選擇的遙控設(shè)備和狀態(tài)進(jìn)行比較形成“約束結(jié)果”。能夠?qū)崿F(xiàn)的約束有：是否誤選操作設(shè)備、是否跨步操作、上一步是否操作完成（狀態(tài)是否已達(dá)目的狀態(tài)）、操作序列中未操作設(shè)備狀態(tài)是否為操作前狀態(tài)等。

3.2在線擬票子系統(tǒng)

對于一些常規(guī)的多步操作，一般要先書寫操作票，再根據(jù)操作規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行實(shí)際下令。系統(tǒng)在一次接線圖上直接形成操作票，無需人工編寫，通過點(diǎn)擊操作設(shè)備形成操作步驟，可將操作步驟與實(shí)際操作的設(shè)備模型對應(yīng)，因此不僅提高了操作票的生成效率，同時(shí)在形成票時(shí)可根據(jù)實(shí)時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行方式判斷各操作步驟的合理性。各操作步驟在擬票過程中與所涉及的操作設(shè)備形成一一對應(yīng)關(guān)系，解決了操作票步驟描述的識別問題，為得出準(zhǔn)確的約束結(jié)果提供了可能。

同時(shí)，在線操作票功能充分利用了SCADA系統(tǒng)中豐富的設(shè)備模型信息、圖形信息和實(shí)時(shí)采集量值，大大降低了額外的維護(hù)量；信息來源的一致性，使操作票步驟中的設(shè)備信息描述更加準(zhǔn)確；系統(tǒng)所設(shè)計(jì)用戶可自定義標(biāo)準(zhǔn)語句模型和術(shù)語庫，操作票中各類步驟描述有極強(qiáng)擴(kuò)展性和適應(yīng)性，提高了擬票效率，使操作票更加規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。

3.3規(guī)則維護(hù)子系統(tǒng)

規(guī)則維護(hù)子系統(tǒng)是系統(tǒng)的維護(hù)中心，有如下功能：編輯設(shè)備操作對應(yīng)的語句模型；自定義特殊的安全約束規(guī)則；定義各類設(shè)備的綜合令的拆解步驟；定義二次設(shè)備的配置；系統(tǒng)權(quán)限管理。

3.4調(diào)度日志子系統(tǒng)

調(diào)度日志子系統(tǒng)主要有如下幾個(gè)功能：

（1）編輯功能。用戶可編輯如指令票、異常記錄、電話記錄和檢修計(jì)劃等內(nèi)容。并可設(shè)置檢修計(jì)劃與指令票的關(guān)聯(lián)關(guān)系，作為一個(gè)特殊的智能體對指令票的指令進(jìn)行約束。

（2）查詢功能?？蓪λ杏涗浀娜我鈼l件的組合查詢。

（3）自定義模板功能。用戶的需求是動(dòng)態(tài)的，用戶有新的界面需求時(shí)，可通過修改模板實(shí)現(xiàn)，方便用戶進(jìn)行擴(kuò)展。

4總結(jié)

電網(wǎng)調(diào)度智能防誤系統(tǒng)將拓?fù)浞治鏊惴ê臀宸酪?guī)則充分結(jié)合，擴(kuò)大了五防的概念，提高了拓?fù)浞治龅膽?yīng)用；將約束與檢修計(jì)劃結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了調(diào)度管理上的閉環(huán)，降低了誤調(diào)度的可能性；擬票的同時(shí)進(jìn)行潮流計(jì)算分析，為調(diào)度員科學(xué)地分析電網(wǎng)變化帶來了理論依據(jù)，同時(shí)提高了高層應(yīng)用軟件的實(shí)用性。