配网图形化运行方式应用

王琳

(云南电网公司昆明供电局，昆明 650011)

配网图形化运行方式应用

王琳

(云南电网公司昆明供电局，昆明 650011)

阐述配网图形化运方安排系统的设计理念、实现方法以及若干技术关键点，对配网图形化运行方式安排进行了应用研究。

配网；图形化；运方安排

0 前言

目前，地区供电局配网检修运方安排时，需要查阅大量的图形数据，为更合理地安排配网运行方式，保障配电网的运行安全，对配网图形化运行方式安排进行了实际应用研究，开发出一套配网图形化运方安排系统，采用基于网络拓扑的运方计划智能生成策略、运方调整方案的优选排序算法、运方安排安全校核算法等技术，实现了基于配网图形化的智能运行方式安排功能。通过信息化技术手段实现运行方式安全校核，提高日常检修运方安排的工作效率。

1 配网图形化运方安排研究

配网图形化运方安排系统由以下功能模块组成：智能运方安排、运方计划安排的数据库存取处理、运方计划安排智能生成策略、运方调整方案的优选排序算法、运方安排安全校核算法、与调度一体化检修管理 (OMS)系统接口。每个功能模块的技术内容如下：

1.1 智能运方安排

运方安排是对未来运行方式进行计划和安排，研究的是配网 “未来态”。该技术内容主要是为运方员提供方便、快捷的图形化操作界面，系统自动截取防误操作系统的运行方式断面，结合目前已经开出的运方安排 (按照时间先后进行自动预置)，为运方人员提供一个图形化的运方安排操作平台，在此平台上，运方人员只要经过简单的鼠标操作和人机交互，即可生成所需的运方安排内容。

1.2 运方计划安排的数据库存取

系统设计了专门用于存储运方计划安排的数据库表，包括：停电设备名称、计划停电时间、对应OMS系统的申请单编号、运方计划安排内容等字段。当系统完成运方计划安排后，再回写至OMS自动存储、保存该运方计划安排的全部内容。在后续进行计划安排时，可以从该数据表中读取并加载。

1.3 运方计划安排智能生成策略

设计开发出一套基于网络拓扑的运方计划智能生成策略，实现不同条件下电网设备的各种运方安排的智能生成。系统根据不同设备、不同操作目的进行设计。电网设备包括断路器、主变、线路、电容器等；操作目的包括停电方式、旁路代方式、合解环方式等。

1.4 运方调整方案的优选排序算法

运方计划安排智能生成过程中，对于合解环操作，可能存在多个合解环路径，为了考察各个合解环路径的可行性和优劣，需要开发运方调整方案的优选排序算法，这个算法是项目的一个技术关键点，它根据图形拓朴结构自动搜索到各个合环点，排除一些不可行的合环点，在剩余的合环点中根据优先排序原则进行筛选和排序，最终将可行的方案按照优先顺序呈现给使用者。通过示例来比较一下工作效率情况：

1.4.1 传统出线断路器检修

1)根据现有图形资料，查看有几个可以合解环的点，平均需要花费5～10分钟。

2)记下所有合解环点对侧的线路，平均需要花费5～10分钟。

3)查看当前该断路器所带线路的负荷情况，1分钟。

4)一一查看所有可以合解环点对侧线路的负荷情况、额定值，必要时，还需要查看对侧线路所在系统主变的负荷情况，甚至要考虑线路、主变三天或七天内的负荷峰值。平均需要10～60分钟。

5)分别对可以合解环的路径进行分析，比较哪个方案更好，最终确定一个最佳方案，需要几个小时。

1.4.2 系统计算

采用系统总的计算时间不会超过1分钟。运方人员只需要在这些方案上一一点击即可查看合解环负荷情况 (包括合环前、合环后、限额等)，节约了大量时间。

1.5 运方安排安全校核算法

实现了运方安排内容的校核，考察运方安排是否满足当前防误模拟屏的防误逻辑，是否会引起设备过载等。主要校核以下内容：一是考察安排的内容是否满足调度倒闸操作规定；二是要保证操作过程中不会发生设备过载；三是对运方安排的设备最终状态进行验证。

1.6 与OMS系统接口

实现检修申请的自动获取和智能识别，以及运方安排内容的回写。通过智能识别检修申请内容后，系统自动调用运方安排计划生成策略，最终生成运方批复内容，并回写至OMS系统。接口的方式如下：调度OMS系统通过WebService方式提供接口服务，系统通过调用WebService接口函数来获取检修申请单以及回写最终生成的运方安排内容。

需提供的WebService接口函数有：按照时间区间等参数查询申请单列表，根据查询到的申请单ID获取申请单内容，根据申请单ID回写运方安排内容等。

与调度OMS系统的接口模块也包含了检修申请单智能识别技术，该技术具备以下特点：

1)建立了一个高效的匹配算法，通过高效的匹配算法，将检修申请单上的内容与系统的设备名称进行匹配，在点击获取OMS系统申请单时快速识别，用户不需要等待。在昆明配网方式，每月都会有几百个检修申请，每张申请单上的申请设备都要与系统的设备名称进行匹配，需要高效的匹配算法做保障。

2)设计了识别容错机制。

3)具备多检修任务同时识别的能力。

4)设计了多次识别机制。

2 主要技术路线

2.1 图形拓扑结构分析技术

为了方便使用，将人员的干预降为最低，系统仅通过简单快捷的方法完成不同方式调整目标的运方计划安排，这就需要系统具有全面的设备状态和较强的图形拓朴结构分析能力。

2.2 方案择优排序功能

系统需要开发方式调整方案筛选、合解环最优方案择优排序功能。该功能首先要根据图形拓朴结构自动搜索到各个合环点，再排出几个最优方案供运行方式人员进行决策选择。

系统采用基于网络拓扑的路径搜索技术，读取电网图形，根据设备的连接节点，创建设备之间的连接。根据操作设备对象的连接情况，按照指定的搜索条件找到满足要求的断开点，从而得到物理上可行的供电操作路径。运方计划安排智能生成策略包括了运方调整方案的优选排序算法，这个算法也是项目技术关键点。根据图形拓朴结构自动搜索到各个合环点，先排除一些不可行的合环点，再在剩余的合环点中根据优先排序原则进行筛选和排序，最终将可行的方案按照优先顺序呈现给使用者。它包含两部分内容：排除算法和优选算法。

2.2.1 排除算法

是指不满足给定条件之一时就予以排除。给定条件是根据电网运行条件、调度规程以及配调运方安排经验整理出来的。排除的条件有：禁止合解环的开关 (如未核相)、限电开关或者经过潮流分析估算会造成设备越限等。排除算法的流程图如图1所示。

图1 排除算法流程图

2.2.2 优选排序算法

是对方案进行排序，优先顺序按照电网运行条件、方式变化前后的潮流分布和运方安排经验整理出若干要素，对这些要素设定不同等级的权值，然后对各个方案进行计算，通过权值大小进行排序。

例如：合解环线路是同一母线供电时，进行合解环时潮流相对较小，所有优先级比较高。其它的还有：能保持双电源用户双路电源者优先、开闭所开关优先于柱上开关、负荷比较轻的线路优先、路径近者优先等。根据这些条件的情况来设置优先级，等级越高越优先，权值越大，最后分别计算每个方案的权值总和，权值越大方案的优先级越高。计算权值示例如下：

等级1：负荷电流小于额定值的80%，权值为2∗1 000(R1)。

等级2：两路电源保持，权值为 4∗1 000 (R2)。

等级3：开闭所或变电站开关，权值为8∗1 000(R3)。

等级4：同一母线，权值为16∗1 000(R4)。

等级n：。。。

总权值∑R=R1+R2+R3+R4+…，权值越大越优先。

2.3 安全校核算法

运方安排生成后的安全校核算法的设计与开发。系统按运方安排方式的先后顺序自行逐行校核防误逻辑，同时从实时系统获取变电站线路负荷情况，估算配网负荷重新分配后是否会有设备越限，超过允许值时提出警示。

2.3.1 安全校核原则

1)按方式调整的顺序先后逐个验证。

2)验证结论应与操作方法对应，合解环不能有停电设备发生，停电操作要提供停电范围供核对。

2)校核结束，提供最终保护状态报文供核对。

4)合解环时简单负荷电流计算，合理的调整方式，均不能发生设备越限。

5)验证不能通过时，提供原因报文供分析。

2.3.2 安全校核算法设计

1)在操作执行过程中，检查操作的正确性。按照调度规定，为各种操作设定不同的约束条件，当执行这些操作时，逐一验证操作是否满足约束条件。这些约束条件是依据网络拓扑自动生成的，是系统按照接线方式分析的结果。

2)，在操作执行后，检查操作结果的正确性。按照操作任务目的，检查操作后的状态是否满足任务目的。包括是否会过载、合解环是否会出现得失电情况、是否会导致双电源用户失电、操作执行后设备的最终状态是否正确等。

3)校核时自动提取该运方安排开工时的时间断面进行防误逻辑检查，以验证在时间上存在重叠的多个运方计划安排之间是否存在影响。包含两个内容：一是其它已开运方是否影响到本次运方安排；二是本次运方安排是否对其它已开运方造成影响。校核的结果通过图形化的界面显示出来，对于不满足防误要求的操作给出警告框提示。

2.4 申请单内容的智能识别

系统通过接口直接从OMS系统中读取检修申请单，并智能识别申请单的设备名称、停电区间、停电时间等，从而自动定位至配网拓扑上进行智能生成运方安排。较高的识别率将有助于提升系统的易用性和实用性。

3 应用效果

配网图形化运方安排系统在昆明供电局投入应用后，方式人员通过简单的图形界面点击操作和信息交互，即可生成各种运方安排内容，提高了配网方式人员的劳动生产率。生成运方安排可有两种操作方法，一种是从调度OMS系统自动获取检修申请单，经过系统自动识别 (或手工干预)后由系统根据检修申请单的要求生成；第二种是由运方人员根据需要，直接在图形上点选设备，告知运方安排目的，由计算机自动生成。利用运方安排安全校核算法可对运行方式安排进行校核，及时提醒方式人员可能出现的错误，确保电网安全运行。运方计划安排智能生成过程中，对于合解环操作，可能存在多个合解环路径，为了考察各个合解环路径的可行性和优劣，先排除一些不可行的合环点，在剩余的合环点中根据优先排序进行筛选和排序，最终将可行的方案按照优先顺序呈现给使用者。通过合解环操作、转供电分析，可以减少用户停电时间，有效提高供电可靠性，应用效果良好。

4 结束语

通过配网图形化运方安排的研究应用，使得运方安排工作具备一定的智能化水平，通过图形化方式生成运方安排内容，同时对运方安排内容进行安全校核，为运方人员拟写的运行方式安排提供一种客观的辅助分析和校核手段，改变了以往完全凭经验主观判断的状况，可有效防止误安排运行方式事件的发生。通过本项目的研究应用，使运方安排工作从手工阶段逐步过渡到图形化、信息化阶段，顺应了当前智能电网的发展潮流，为确保电网安全、提高供电可靠性提供了技术保障。

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[4] 田野，李爱清，等.基于OMS系统的调控一体化检修管理[J].供用电，2013，157：84-87.

Research on Graphical Distribution Network's Application in Arrangement of Operation Mode

WANG Lin
(Yunnan Kunming Power Supply Bureau，Kunming 650011)

The article elaborate the design idea of system、implementary method and some technical key points about graphical distribution network’s Application in Arrangement of operation mode in Kunming，and research of application in graphical distribution network’s arrangement of operation mode.

distribution network；graphical；arrangement of operation mode

TM76

B

1006-7345(2014)04-0096-05

2014-03-18

王琳 (1968)，女，高级工程师，云南电网公司昆明供电局，从事调度管理、自动化、调度信息化方面研究工作 (e-mail) kmyuer＠163.com。