调控一体化模式下的调度操作票应用优化研究

陈 伟

（云南电网有限责任公司昆明供电局，云南昆明 650000）

供电企业对电网调度工作人员较为重视，对其专业技能掌握程度要求较高，编制票据时须严格遵守行业、企业标准并结合自身工作经验及专业的电力知识，完成编制的票据须保证格式规范、内容正确、具有可操作性。如果编制操作调度票采用人工编制，要求页面清晰工整，没有涂改或修正痕迹[1]。采用人工编制方式或基于规则库、电网技能库等简单的自动化工具的编制方式，要求工作人员有丰富的电网调度工作经验、坚实的专业技能，具备耐心谨慎的工作态度。编制过程费时、费力、容错性低，易造成电网调度操作失误，进一步影响电网的运行。随着计算机编程技术的发展，电网调度操作票出票的效率明显提高，可根据具体的工作环境及工作标准对调度操作票进行调整[2]。采用计算机完成调度操作票编制工作，将人力从繁重的编制工作中释放，转投在大局管理及调度规划工作中，提高企业的工作效率、经济效益及服务质量。

随着电网规模日益扩大，一方面，操作票系统过度重视电气设备的连接关系，忽略了电网潮流计算方面的设计[3]，单一设备执行操作命令时，可能造成剩余设备过载，电网整体系统的安全性受到影响；另一方面，错误操作导致的电网、设备等故障，可能造成大面积停电。

本文介绍了调控一体化模式下调度操作票的主要组成部分，对比常规编制的调度操作票系统最优潮流算法，提出了高效的算法选择，并对调控一体化模式下的电网调度防误操作系统进行研究，为调控一体化模式下的调度操作票的正常运行提供参考，为电网的正常运转提供帮助。

1 调控一体化模式下调度操作票概述

调控一体化模式下调度操作票的主要组成部分及功能：

（1）系统维护模块。维护系统基础数据提供，支持后续系统运行。

（2）操作票生成模块。为系统提供具体的开票操作，具备安全校验功能，确保操作项的合理性，对错误信息进行提示。最优潮流优化方法是操作票生成模块的重要组成部分。

（3）流程控制模块。系统的主要组成部分，流程化控制操作票的整个运行周期，包括调度指令票流程、厂站倒闸票等流程。

（4）操作票管理模块。统的核心部分，对开出的操作票进行编号统计，可提供人工开票时需要调用的典型票和历史票。该部分可被自动调用，此情况出现在调度员调用或被流程管理的操作反馈部分。

（5）操作票培训模块。为接受培训的调度员提供软件模块，方便其开票。

2 调控一体化模式下的调度操作票优化研究

2.1 最优潮流优化方法选择

目前，传统的优化方法包括线性规划法、非线性规划法、混合整数规划法及动态规划法等。这些方法对解决最优潮流的部分问题起到决定性作用，且具有各自的优越性及适用范围，但每种方法存在的问题较为突出。线性规划法将系统模型线性化处理，对一些离散型变量进行了与实际情况不相符的连续处理，导致计算结果与实际结果存在较大差异。非线性规划法的优化模型符合实际工况中的数据波动，计算结果精确度较高，但由于非线性的问题，常遇到搜索方向失误、计算处理量大、运算内存要求高、耗时长等问题，提高外部设备运算速度并非最佳解决途径。混合整数规划法的优化步骤共分为两步，导致模型整体的最优性被削弱，且计算处理量大、计算过程复杂度较高，随着维数的增加，计算所需的时间呈指数型增加。动态规划法的适用度低，难以描述实际问题中遇到的动态数学模型，当系统中的状态变量数量增加时，计算复杂程度会出现“维数灾”问题。

随着计算机技术的不断发展，智能算法逐渐成为最优潮流优化问题的主要手段，如模拟退火法、禁忌算法、遗传算法等，但存在部分问题无法解决的情况。模拟退火法的收敛性较好，整体布局精确度较高，但系统规模越大，系统越复杂，计算所需的时间越长。禁忌算法计算耗时相对较短，局部寻优能力强，但初值难以确定，是由于最优潮流问题的约束条件较苛刻。遗传算法解决了传统优化方法处理离散变量精度低、局部最优处理程度低的问题，但寻优耗时长、搜索能力不足，电力系统的规模程度越大，计算时间越长。

综上所述，最优潮流优化方法存在计算精度低、计算复杂度高、计算耗时长的问题。近年来可靠性高、精度高、计算速度快的内点法已广泛应用于各种规模程度大、复杂程度高的线性规划问题，是二次规划及非线性规划问题的主要计算方法。原始内点法计算速度快是因为可选择非内点启动算法，解析过程明朗、结果精度高，且搜索方向为目标函数的导数信息，解决了其他算法搜索难、计算耗时长的问题。原始对偶内点法对信息存储量要求相对较低，由于其采用导纳稀疏阵进行存贮，故算法本身的大量求导、求逆的计算被压缩，提高了程序的运行速度。因此，在最优潮流优化方法选择中应尽量选择原始对偶内点法。

2.2 电网调度智能防误系统研究

电网调度智能防误系统具有四个主要功能。

第一，具有比较完善的防误操作功能。电网调度智能防误系统由其固定的技术和专业的平台统一管理，系统的所有操作均遵循统一的制度，工作步骤按照其固有的流程进行。系统化的操作保证每一个步骤均可精准完成，从而防止电网信号波动、人为因素、其他原因等影响。该系统具备潮流计算及拓扑分析等辅助方法，完成对电网实时信息的基本控制，根据操作过程中电网的相应变化进行调整，使设备操作结果明确，最终获得校验结果，并与相关标准进行比较。若两者不相符，则拒绝执行这一操作，同时将校验结果反馈给相应的操作人员，提醒肯能存在的操作隐患。

第二，根据实际工作环境完成基本操作票的编制。通过防误系统可以快速、准确地生成拟票，对操作人员的相关工作进行约束管理，记录所下的命令及操作流程，将实际工况与拟票环境有效区分，方便工作人员对两种环境下的操作指令票进行控制。

第三，该系统具备二次以上的自定义编制功能。该系统可以对操作指令票编号方法、新加设备种类、设备语句等按照用户意愿进行重新定义编辑，使该系统应用范围更广泛、更全面，更能满足不同用户的个性化需求，承接各行各业的业务。该系统主要有两种操作模式：紧急操作模式和常规计划性操作模式。紧急操作模式的操作方法为模拟操作、下令、完成操作；常规计划性操作模式的操作方法为拟票、审票、模拟操作、下令、完成操作。

第四，该系统具备预警及记录存储功能。发生故障时，系统通过操作语言或操作动作进行预警，提示技术人员，技术人员在操作时形成操作记录进行存储，以便技术人员在后续工作中进行查询。

电网调度智能防误系统除了上述四个主要功能外，还具有部分高级功能。

（1）网络拓扑功能。电网系统中有刀闸、断路器等开关类元件，网络拓扑主要针对开关类元件进行基本状态搜索，并对元件的实际工作信息进行实时处理，合理分配发电厂资源，传递系统中的应用程序所需的接线方式信息。网络拓扑功能能够完成复杂、繁重的逻辑计算，节省时间，避免因电网系统开关信息变化导致变电站母线、计算节点产生跳跃变化，以避免电网合环、开环并列以及解裂现象，为电网正常运行提供保障。

（2）调度员潮流功能。该功能可根据从设计数据到实际应用数据对工作人员操作时的潮流分布进行准确运算，并可以依据数据分布趋势对未来一段时间的数据进行预估处理。外界环境对整体系统未造成影响时，相关信息数据仅在内网中获取，调度操作仅在自身管辖范围内。当工作人员下达操作指令并进行工作时，整个系统的内部都处于潮流分布，因此，调度员潮流应当充分考虑外网因素。随着计算机及编程技术的不断发展，外网方式受到重视并得到了广泛应用，传统的简化处理相似度较高的外网模型逐渐被取代。相邻调度中心间数据网络日益完善，说明调度员潮流质量不断提高。

（3）无功电压优化及状态估算。该系统以企业电网调度相关章程及操作员的实际工作经验为框架，综合电网的运转实际工况与潮流分析结果，优化可控无功电源的工作状态，更正变压器分接头，提升电压质量，降低电能在电网中的传输损失，使电网调度智能防误系统能够高效节能运转。该系统可通过统计节点、线路及变压器是否有功注入，全面估算节点复数电压。上述估算以电网实际数据、对应时刻的网络方程为基础，明确向技术操作人员展示了系统的运转状态，并根据掌握的电网基本特征及时调整系统的运行参数。

3 结语

本文针对调控一体化模式下的调度操作票进行了详细研究，介绍调控一体化模式下的调度操作票的主要组成部分，并对操作票生成模块中的最优潮流优化方法及电网调度智能防误系统进行了详细分析。其中最优潮流优化方法对比了传统优化方法与智能算法，分析了目前存在的问题，提出了原始对偶内点法的相应优势，即计算时间相对较短、存储消耗小；介绍了电网调度智能防误系统的主要组成部分，同时介绍了电网调度智能防误系统应补充的其他功能。本文为调控一体化模式下的调度操作票优化提供参考，为其实际应用提供资料支持，为电网的正常运行提供帮助。