电网调度智能防误操作系统的研究与应用

2020-07-21戚思睿林长盛

通信电源技术 2020年8期

戚思睿，窦壮，林长盛，敖榜

（深圳供电局有限公司，广东深圳 518000）

1 系统的功能及结构

1.1 系统总体功能

电网调度智能防误系统主要具备了如下四个方面的功能。第一，具备较为健全的安全约束功能。本系统主要通过信息技术以及SCADA平台来统一管理所有的操作制度以及工作步骤，其中每个环节都采取了科学的规则来完成相应的安全校验工作，最大化地防止了人为因素以及电网产生变化而引发相应的误操作[1]。在该系统中，能够通过潮流计算以及拓补分析这类方式，根据电网实时数据信息的基本情况，来对工作人员操作过程中电网所产生的变化进行分析，明确设备操作对电网所产生的直接影响，进而获得相应的校验结果，如若校验结果不符合相关标准，那么系统就会拒绝执行误操作，并将具备一定隐患的操作提醒给工作人员。第二，具备智能生成操作票的功能。通过本系统的应用，能够让拟票的过程显得快捷、方便且准确，所生成的操作票能够对工作人员的操作进行直接约束，并将下令及操作过程进行详细的记录，其中存在实际操作环境以及拟票环境两种能够自由切换、互相独立的环境，工作人员能够直接点击接线图产生相应的操作指令票，且操作不见的名称能够与实际SCADA系统相吻合[2]。第三，具备较强的自定义编辑功能。本系统能够对操作指令票编号规则、新设施种类以及设备语句模型进行自定义编辑，通过这样的方式能够让系统具备更高的应用拓展性，虚拟底线以及不同种类虚拟标识牌都能够被挂于该系统之中，如有人操作牌、正在检修牌等。在该系统之中，普通用户能够根据自身的需求来自定义定制相应的业务流程，充分迎合用户的个性化要求。在该系统之中，主要包含了紧急操作以及常规计划性操作两种模式，其中常规计划性操作的步骤如下：拟票--审票--模拟操作-下令-完成操作；而紧急操作的步骤如下：模拟操作-下令-完成操作。第四，该系统具备较为丰富的人机对话功能。在该系统之中，能够给技术人员提供关键的信息，系统出现故障时会予以警示，并且技术人员在进行操作时会自动地储存相应的操作记录。在该系统所配备的操作工作站中，能够通过完善的音响设施来完成预警功能，主要是针对误操作以语音或文字的方式来进行报警。同时，本系统也能够对操作语言以及操作动作进行模拟，当图形的接线方式产生了较大幅度变化时，系统会自动生成相应的操作语言以及操作动作，并对操作全过程进行记录，这样相关技术人员就能够更为便捷地对其进行查询。本系统在电网调度技术的支撑之下，能够让技术人员在遵循电网基本原则的前提之下，尝试着对本系统相关知识进行学习，在学习的过程之中，能够用到较为完善的统计报表，有效解决人工统计较为繁琐这一顽疾。

1.2 高级应用功能

1.2.1 网络拓补

网络拓补是电网调度智能防误操作系统中的高级应用功能，主要是对开关拉合电气节点的实际变化情况进行归纳与记录，进而构成形态各异的计算孤岛，能够有效结合系统中的各类模块。电力网络主要是由刀闸、断路器这类开关元件以及变压器以及线路这类支路元件所组成，这类元件之间的连接点被称作是“元节点”，而网络拓补会对开关元件的基本状态进行搜索，将元节点进行有机集合，形成一个共同的节点，这样一来多个不含开关元件的连通电气孤岛就应运而生。网络拓补分析的主要任务是对开关信息的实际变化情况进行及时的处理，对发电场进行合理的分配，计算变电站的用结点数，构成全新的网络结线，并根据相应注入量来给系统中的应用程序提供有关于接线方式的相应数据信息。电力系统开关信息产生变化，很有可能引发变电站母线所对应的计算节点产生较为明显的变化，进而导致电网合环、开环并列以及解裂现象，由此能够看出电力系统拓补分析可以快速且准确地进行复杂的逻辑运算[3]。

1.2.2 调度员潮流

在电网调度智能防误系统中，具备调度员潮流功能，能够根据计划数据、实时数据以及超短期预报数据来对调度员操作过程中的潮流分布进行准确计算。其中各类调度中心仅仅能获取内网的相关数据，且与自身的管辖范围息息相关，但在调度员操作之后，潮流分布会遍及整个系统之中，因此调度员潮流应当对外网所作出的贡献进行充分的考虑，也就是指自身管辖范围以外的电网。传统方式是通过简化过后的模型来模拟出一个高度相似的外网，随着相关技术水平的不断提升，外网估计方式以及非简化的外网得到了较为广泛的应用。当前本调度中心以及邻近调度中心间的数据网络越来越完善，这就标志着调度员潮流的质量有了较大幅度的保障[4]。

1.2.3 无功电压优化

系统会依据电网实际运转情况，综合潮流分析的结果，并考虑到相关调度规章制度及调度员自身的工作经验，来对电网中可控无功电源进行改良与优化，调整相应的变压器分接头，以此来让电网调度智能防误系统能够更为安全、更为经济地运转，使得电压质量得以提升，最大化地减少传输网络中的电能损失。

1.2.4 状态估算

系统能够充分考虑到电网实时测量数据以及相应的网络方程，来对节点复数电压进行全面地估算。一般而言这类数据主要包含了节点是否注入了功、线路及变压器是否注入了功等，通过这样的方式能够让相关技术人员明确系统的基本运转情况，从而结合电网的基本特征来对系统的运行状态进行合理的调整。

1.3 系统结构

本系统主要有硬件及软件结构组成，其中系统硬件结构主要包含了WEB服务器、数据库服务器、应用服务器、一台管理员工作站、数台查询用户工作站以及数台调度员工作站，如图1所示。数据库服务器能够和SCADA系统中的数据服务器相呼应，主要是用于为系统提供实时数据信息；应用服务器主要是指支持整个电网调度智能防误系统正常运转的一个主要服务器，用于对相关数据信息进行储存，并确保不同的工作站能够顺利同步；WEB服务器主要是对历史操作票进行查询以及统计，相关用户必须要经过外网以及防火墙来完成访问；管理员工作站、调度员工作站则主要是指管理人员以及调度人员能够进行管理及使用系统的一个平台。系统软件结构主要包含了安全约束子系统、调度日志子系统、在线拟票子系统以及配置管理子系统，如图2所示。其中，安全约束子系统在本系统中占据了至关重要的地位，主要是对操作票、遥控操作以及调度指令票所具备的安全性进行审核及校对，并根据实际情况给出相应的辅助决策；在线拟票子系统的本质为一个智能操作票系统，具备手动及自动开票功能；配置管理子系统主要是对用户、图形、流程、规则库以及术语库进行管理；调度日志子系统属于一个调度用户操作中心，主要作用是记录编辑、用户查询统计以及自定义应用模板。

2 系统防误约束机制优化策略

图1 系统硬件结构图

在对电网进行操作时，确保设备以及人身的安全是最为基本的要求。系统防误约束机制应当从防止误拉合隔离开关、防止误拉带合接地刀闸、防止误拉合断路器、防止误拉地线合闸以及防止误入带电间隔这几个方面入手，这主要是因为上述情况所产生的操作事故最为频繁，且具备较为恶劣的性质以及较为严重的后果，电网智能调度智能房屋操作系统中的防误约束机制应当重点考虑这类问题。可以在机制中加入“五防逻辑”这一基本理念，具体而言主要是在对一个刀闸或开关进行操作时，应当明确其余设备此时的运转状态，也就是每个设备的开合都应当受到来自于其余设备运转状态的约束，在进行实现时，可以采取“与”或“非”来将运转状态进行连接，形成相应的逻辑公式，如若公式的数值为“1”或“真”时，那么就能够对该设备进行操作，如若公式的数值为“0”或“假”时，就不能对该设备进行操作。系统在转换运转状态时，也应当受到相应规则的约束，在对“运转”“热备用”“冷备用”以及“检修”这四种状态进行转换时，应当根据相关要求严格明确转换顺序，必须要紧密联系，避免跳越现象的出现。发电机出口电压互感器柜和主变低压侧电压互感器及避雷器柜都是直接和母线相连，传统措施是在各开关柜装带电显示器，利用带电显示器的接点闭锁开关柜的柜门。但是实现柜门位置对其他开关的操作闭锁比较困难，因此就需要在柜门装设电编码锁或机械编码锁。当带电时，柜门锁无法打开；在不带电情况下，打开柜门进行检修时，通过微机防误操作系统的规则库可闭锁其他开关的操作，从而确保人身和设备的安全。在转换运转状态时，主要是根据刀闸及开关的“合”及“断”来实现，通过这一机制的应用，能够正确判断开关以及刀闸的实际状态，从而有效防止误操作。