南宁监控中心智能操作票系统的开发及应用

林文彬

（南方电网公司超高压输电公司南宁监控中心，广西 南宁 530022）

0 引言

南宁监控中心担负南方电网超高压输电公司广西境内全部20个交流站点的集中监控和操作业务，监控站点多，操作量大。其以往的OPEN-3000平台采用单步开票、单步操作的传统模式操作效率低，人为责任风险高，日渐不能承担起众多站点繁杂的操作任务。随着PCS9000平台的启用，智能化操作票系统很好的解决了这一问题。

该系统与南宁监控中心调管的各变电站数据同步，可以自动识别各站的接线方式，根据操作指令快速输出操作票，正确率极高。本文对南宁监控中心智能操作票系统的开发及应用进行分析说明，主要内容包含：系统功能架构、制票方式、专家规则定置、逻辑识别及校验和程序顺控功能[1]。

1 系统功能架构

智能操作票系统架构如图1所示。

系统架构可划分为三大片区，分别为数据层、逻辑层和表示层：数据层经由逻辑层与表示层联系起来，形成一个完整的工作流[2-3]。

图1 智能操作票系统架构Fig.1 Intelligent operation order system architecture

数据层内分三个数据库，其中专家知识库是操作票定制的基础，它的各项专家规则是操作语句定制的标准，为制票打下了整体框架；管理数据库中存放有各类临时数据及历史数据，如临时操作票及历史操作票等；实时库与监控系统同步[4]，内有各站点运行方式模型等实时数据，用于智能开票的逻辑分析与五防校验。

逻辑层是系统智能化的关键。数据层的数据输入到逻辑层，通过逻辑层的各个模块进行分析处理。用户操作指令（来自表示层）通过逻辑层代入专家知识库中，形成操作项，经过实时数据比对，快速整合成可执行的操作票，十分高效。

表示层为用户提供操作界面，用以定制及维护数据库中的内容，编辑查看各类操作票及系统数据。

2 制票方式

2.1 传统开票

智能操作票系统保留了传统的单步开票及表单制票的两项功能。单步开票即在图形上逐一点击设备制成操作票；表单制票即直接在操作票模板上输入操作项生成操作票。两者的耗时均较长，同时由于人工输入量大，存在出错的风险[5]。

2.2 智能开票

智能开票功能是该系统的核心功能。需要操作时，用户只需输入一个操作指令，系统即可自动分析识别受控站接线方式，制出可执行的操作票，整个过程“一键”完成，出票速度及正确率都极高，减少了运行人员逐个点击图标出错的风险，同时也方便查验。

图2以桂林站倒母线操作为例，运行人员需将220kV桂渡Ⅰ线2051开关由#1M母线倒至#2M母线运行，则点击2051开关图标，在操作菜单中点选“开关倒母线”。系统会自动将指令分解成若干子步骤，将待操作的目标设备逐一列入到表单中。由图可见系统已识别出当前开关运行在#1M母线，对应生成了倒至#2M母线的操作票，这是源于系统对接线方式与实时数据的判断，类似的识别功能在不同接线方式上都得以实现，如3/2开关方式、单母线方式、三电压等级主变等，具有较高的智能度。

图2 智能开票图示Fig.2 Intelligent order diagram

确定生成操作票前，系统会进行一系列的校验过程，给出校验结果。经过校验无误后，即可一键生成操作票。

智能开票可以实现对间隔、线路、母线、主变等操作较为复杂、涉及面较大的设备进行一键开票，是因为在专家库中定制了对应各种接线方式的制票规则，在输入操作指令后，系统都能自动根据这些规则，结合实时数据作出逻辑识别及校验，快速生成操作票。

下面将对系统的专家规则的定制以及逻辑识别校验功能进行简要分析[6-7]。

3 专家规则定制

我们在智能操作票系统的专家规则库中定制了一套基于《南方电网电气操作导则》标准的规则体系，以图3为例进行分解展示。

图3 操作指令分解Fig.3 Operation instruction steps

图中展示了受控站的一个操作指令分解出的各项子步骤，并对“百色站合上500kV马百线S5041开关”子步骤进行逐段分析。图中列出了各字段的含义，如厂站、间隔、设备的定义，届时系统将根据这些字段自动翻译，从而呈现出完整的操作语句。子步骤编辑完成后，再制定相应的排列规则，即可完成操作票的编制。

对于不同站点，其设备的定义可以批量修改，在同类型的接线形式下，只需要套用同种规则，就可以将大量的操作票本地化。当前南宁监控中心定制的主要有3/2开关、双母线、单母线、500kV主变等超高压变电站主流接线方式对应的规则，通过本地化，完成了20个站点的操作票编制。随着电网发展、变电站接线方式的改进，运行人员还可以根据需要修改定制规则文本，继续深化配置，编制出更为全面完善的专家规则。

4 逻辑识别及校验

智能操作票系统的画面、模型与监控系统实时同步，可获取实时数据作为当前的预演环境，开票过程中对目标设备接线方式和运行状态进行识别，智能生成操作步骤。如图4在双母线倒母操作时，系统自动对双母线运行方式进行判断生成操作项，无需写票人核对运行方式后逐一手动点击设备开票，防止人为的输入错误，提高开票效率。

操作票须进行一系列的逻辑防误校验，通过后方可下发执行。系统支持各种接线方式下的操作防误校验，并设置了如开关刀闸操作顺序校验、带电合地刀校验、带地刀送电等常规校验内容，并提供单步校验、

图4 特定规则定制Fig.4 Sepecial customized rules

动态校验、全部快速校验三种校验方式。在校验过程中，系统将自动定位画面、设备，流程清晰直观，便于值班员查验[8]。

用户还可根据需要自行定制逻辑规则，如图4所示。该功能是在常规校验规则之下的一个有效补充，为部分特殊的接线方式或设备进行专门定制，使得操作票更具有针对性，逻辑校验更为全面细致。

5 程序顺控功能

经过三审、五防校验通过的操作票即可下发执行。以往在执行操作票时，运行人员需要花费大量时间点选设备及输入验证信息，若点错设备、输错信息容易造成操作流程断续，有误操作的风险。

为了提高操作票执行的准确性连续性，在智能操作票系统中开发了程序顺控功能，该功能可以由计算机程序控制，自动执行操作票中的步骤，与智能开票功能搭配使用时大大提高倒闸操作效率。

图5为操作票执行界面。在操作执行流程中，有三种模式可供值班员选择。

（1）传统单步操作。即每一步都由操作人在监控界面上点选设备，在监护人的监护下完成。在该模式下，点选设备、输入验证信息的步骤频繁切换，占掉了整个操作流程的大部分时间，且准确性、连续性不佳；

图5 操作执行界面Fig.5 Operation execution interface

（2）半自动操作。该功能由电脑程序自动识别目标设备，生成操作流并下发执行。每一个操作项执行前将弹出确认画面，经确认后即可执行该步操作，执行后同样弹出确认画面以确认完成质量。半自动操作减少了人工点选设备及输入验证信息的流程，值班员可以把精力集中到确认信息及执行操作上。

（3）自动操作。由计算机程序自动完成整个执行流程，无需人工参与。该模式实现了操作票的“一键执行”，是一种智能化较高的功能。

6 性能评价

总结智能操作票系统，其优点如下：（1）系统自动识别接线方式生成操作步骤，无需操作人逐一手动输入，提高开票速度；（2）操作步骤在系统专家库中生成，正确率高，减少人为输入错误的风险，减少误操作；（3）系统灵活性强，用户可按需求制定各种接线方式下的制票规则，不断深化规则配置，使之更完善更全面；（4）操作步骤与实时系统模型关联，便于五防校验及预演；（5）优化操作票执行流程，提高连续性及准确性。

其缺点如下：（1）操作票的生成依赖计算机系统，如系统出错或专家库定义错误将导致票面上的错误，可能造成误操作；（2）数据量较旧系统更为庞杂，对后期维护要求更高；（3）长期使用智能开票将使运行值班员疏于练习，业务水平下降。

7 结论

南宁监控中心于2017年独立运作，在2018年接入广西区内20个超高压站点进行集中监控。在此关键时间点上，智能操作票系统的开发及应用显著提高了运行操作效率，降低人为责任风险，保障电网的稳定，解放生产力，对智能电网的建设有推动作用。