一種電網(wǎng)調度智能防誤系統

0引言

近幾年來(lái)，陽(yáng)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)現綜合自動(dòng)化并接入調度自動(dòng)化系統。未來(lái)3年內，又將有2座220kV變電站和4座110kV變電站接入調度自動(dòng)化系統。界時(shí)，陽(yáng)江地區將設5個(gè)集控中心，其主要的任務(wù)是對所轄區域電網(wǎng)中各變電站的運行狀況進(jìn)行監視和對變電站設備進(jìn)行集中控制。集控中心監控系統采取調度自動(dòng)化系統遠方工作站的形式實(shí)現。目前，陽(yáng)江調度自動(dòng)化系統采用的是IES500U調度自動(dòng)化系統，包括SCADA系統和PAS高級應用系統，其中PAS高級系統應用包括狀態(tài)估計、潮流分析、短路電流計算、負荷預測和AVC。

1問(wèn)題提出

陽(yáng)江地區集控中心的監控系統采取調度自動(dòng)化系統遠方工作站的形式實(shí)現，延續了調度自動(dòng)化SCADA系統各類(lèi)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(wú)約束的操作。這種無(wú)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定中的誤選操作設備、帶地刀合閘、帶電掛接地線(xiàn)和接地刀閘、帶負荷拉合刀閘外，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定、設備各側開(kāi)關(guān)操作順序規定等。此外，在實(shí)際操作時(shí)，不易判斷出操作后可能出現的結果，是造成誤操作的最大隱患。

針對以上問(wèn)題，有必要開(kāi)發(fā)一個(gè)電網(wǎng)調度智能防誤系統，同時(shí)解決電網(wǎng)誤調度和集控中心遙控誤操作問(wèn)題。

2系統邏輯構成

系統主要邏輯構成如圖1所示。

3系統模塊

電網(wǎng)智能防誤系統可同時(shí)對調度指令和遙控操作進(jìn)行智能防誤，其系統模塊主要包括安全約束子系統、在線(xiàn)擬票子系統、規則維護子系統、調度日志子系統。整個(gè)系統主要以SCA DA/EMS為依托，運行于SCADA系統的節點(diǎn)機上。

3.1安全約束子系統

安全約束子系統是整個(gè)系統的核心部分，用以校核調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(guò)電網(wǎng)實(shí)際接線(xiàn)方式和運行方式，以及二次設備的配置情況，分析操作前后的運行狀態(tài)，根據運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

對一些特殊的設備的操作，可通過(guò)自定義條件邏輯來(lái)對設備的操作進(jìn)行約束，其主要目的是滿(mǎn)足設備操作的特殊性。其判別依據是用戶(hù)自定義的邏輯單元，任何可操作設備都可通過(guò)邏輯表達式定義約束其操作的邏輯單元，邏輯單元的參數可以是任何采集的遙信或遙測量，用戶(hù)可根據需求和操作原則自編寫(xiě)操作邏輯，來(lái)形成對操作的約束。

當進(jìn)行某設備的某種操作時(shí)，系統利用當前狀態(tài)通過(guò)邏輯計算得到的約束結果來(lái)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(lèi)型：

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

（2）無(wú)條件可操作。不管有無(wú)操作條件限制，都可操作，主要滿(mǎn)足常規的遙控操作。

（3）有條件可操作。沒(méi)有設置操作條件時(shí)，認為滿(mǎn)足操作條件，可操作，有設置操作條件時(shí)要確認操作條件通過(guò)方可操作。

（4）不可操作。不管有無(wú)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(xiàn)路。

3.1.3潮流分析約束

潮流分析約束是通過(guò)擬票形成指令序列，在擬票的同時(shí)形成潮流模擬的預演指令，實(shí)時(shí)將潮流計算后的信息反映到界面上，如有潮流認為的可疑信息（母線(xiàn)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，輔助調度員進(jìn)行分析。如圖4所示。

3.1.4檢修計劃約束（調度指令票功能使用）

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

3.1.5操作票約束（遙控操作票功能使用）

在電力系統倒閘操作的規程中規定了嚴格的操作流程，其中操作票制度是電力系統常規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)際操作設備對應起來(lái)，那么，在進(jìn)行遙控操作時(shí)，即可通過(guò)操作票來(lái)對遙控的設備進(jìn)行操作約束。這種約束充分利用了操作票制度的嚴格性，即打開(kāi)已批準的操作票，經(jīng)過(guò)實(shí)時(shí)分析約束、自定義約束和潮流分析檢查通過(guò)后，形成“預操作序列”，在實(shí)際操作時(shí)根據“預操作序列”中的當前操作步驟和選擇的遙控設備和狀態(tài)進(jìn)行比較形成“約束結果”。能夠實(shí)現的約束有：是否誤選操作設備、是否跨步操作、上一步是否操作完成（狀態(tài)是否已達目的狀態(tài)）、操作序列中未操作設備狀態(tài)是否為操作前狀態(tài)等。

3.2在線(xiàn)擬票子系統

對于一些常規的多步操作，一般要先書(shū)寫(xiě)操作票，再根據操作規程的規定進(jìn)行實(shí)際下令。系統在一次接線(xiàn)圖上直接形成操作票，無(wú)需人工編寫(xiě)，通過(guò)點(diǎn)擊操作設備形成操作步驟，可將操作步驟與實(shí)際操作的設備模型對應，因此不僅提高了操作票的生成效率，同時(shí)在形成票時(shí)可根據實(shí)時(shí)電網(wǎng)運行方式判斷各操作步驟的合理性。各操作步驟在擬票過(guò)程中與所涉及的操作設備形成一一對應關(guān)系，解決了操作票步驟描述的識別問(wèn)題，為得出準確的約束結果提供了可能。

同時(shí)，在線(xiàn)操作票功能充分利用了SCADA系統中豐富的設備模型信息、圖形信息和實(shí)時(shí)采集量值，大大降低了額外的維護量；信息來(lái)源的一致性，使操作票步驟中的設備信息描述更加準確；系統所設計用戶(hù)可自定義標準語(yǔ)句模型和術(shù)語(yǔ)庫，操作票中各類(lèi)步驟描述有極強擴展性和適應性，提高了擬票效率，使操作票更加規范、標準。

3.3規則維護子系統

規則維護子系統是系統的維護中心，有如下功能：編輯設備操作對應的語(yǔ)句模型；自定義特殊的安全約束規則；定義各類(lèi)設備的綜合令的拆解步驟；定義二次設備的配置；系統權限管理。

3.4調度日志子系統

調度日志子系統主要有如下幾個(gè)功能：

（1）編輯功能。用戶(hù)可編輯如指令票、異常記錄、電話(huà)記錄和檢修計劃等內容。并可設置檢修計劃與指令票的關(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(xún)功能?？蓪λ杏涗浀娜我鈼l件的組合查詢(xún)。

（3）自定義模板功能。用戶(hù)的需求是動(dòng)態(tài)的，用戶(hù)有新的界面需求時(shí)，可通過(guò)修改模板實(shí)現，方便用戶(hù)進(jìn)行擴展。

4總結

電網(wǎng)調度智能防誤系統將拓撲分析算法和五防規則充分結合，擴大了五防的概念，提高了拓撲分析的應用；將約束與檢修計劃結合，實(shí)現了調度管理上的閉環(huán)，降低了誤調度的可能性；擬票的同時(shí)進(jìn)行潮流計算分析，為調度員科學(xué)地分析電網(wǎng)變化帶來(lái)了理論依據，同時(shí)提高了高層應用軟件的實(shí)用性。