调度操作票防误管理系统的研究

调度操作票防误管理系统的研究

0基于模型的操作票模拟在能源系统的运行中，日常规划和频繁的触发触发操作改变了系统的运行模式。在各级调度岗位,利用操作票执行电气设备的操作是一项复杂而细致的工作。调度员在编写操作票时难免会受到环境、时间、健康等因素的影响,不可避免地出现差错。该项研究是以电网的实时拓扑信息为基础,建立精确的电网物理模型,将电网操作规则和操作术语构成网络数学模型知识库。以调度自动化系统为数据支撑,在调度操作票防误环境中,通过图形模拟开票,对操作票中的调度令在调度管辖范围内的电网中,进行全系统的图形拓扑校验,实现操作票全流程管理。不但可以大大减轻运行人员的繁重负担,而且可以避免由于操作票的错误带来的操作事故。另外,还可以作为辅助性培训工具,提高运行人员的业务水平。1出合理和关键的操作票防误管理系统(1)调度操作票防误管理系统应当是建立在调度SCADA系统基础上的一个功能,它的操作环境应当是我们调度员每天监视的SCADA的实时环境。调度员是在实际电网的环境下通过在厂站接线图上拉合开关、刀闸、给设备置检修、投退保护等来完成操作票的拟票,无需手写。而调度员对不同操作任务下令操作的指令内容,都是预先进行设定的,这就保证了对于相同的操作任务不论谁下令,调度命令都是一样的。(2)调度员通过在接线图上对设备进行模拟操作就可以完成调度票的拟定。在审核和预发环节,调度操作票防误管理系统将对调度令中的每一项操作步骤在厂站接线图形上进行预演审核,将每一步操作带来的后果演示给调度员看。让调度员直观地看到调度令将会引起设备状态发生什么变化。(3)调度操作票防误管理系统应当建立在SCADA基础数据平台上。只有厂站接线图的拓扑着色正确采集的开关、刀闸位置与现场一致。线路负荷、母线电压等遥测数据准确,反映实际现场负荷的基础上去仿真调度令,通过防误校验才能真正判断出每项调度令是否正确。仿真调度操作票中的调度令时,高级应用的潮流计算会按调度令计算出拉合开关后的潮流分布。让调度员提前看到此项调度令会让电网发生怎样的变化,线路切改倒负荷后潮流流向哪里。(4)调度操作票防误系统中定义的操作规则和操作术语,应当根据调度习惯进行定义,要符合本地区调度运行的要求,它没有一个标准的模板。调度员可以采用图形开票、编写操作票及注释、使用典型模板票等多种方式开票。而且操作票流程管理中,会对每一张操作票从拟票、审核、预发、执行、监护环节进行把关。在整个电网系统拓扑环境中对操作票的正确性进行五防校验。过去的调度员即可拟票又能审票,甚至在操作过程中随意修改正执行票的情况在此是行不通的。这就保证了我们调度令的正确。(5)调度操作票防误系统是在研究态的模式下完成的开票,读取SCADA系统中的实时数据和厂站模型。操作票校验过程中的开关及潮流分布的变化只在操作票环境中显示给调度员看,而不会影响到SCADA系统反映的实时电网数据。2防校验失败原因(1)传统的五防都是基于本站进行的,在本厂站设定设备和设备之间的操作闭锁关系,不能反应出电网中厂、站之间设备的闭锁连接关系。系统五防是对整个系统进行拓扑分析实现的五防方式。它不光考虑了本站的信息,还考虑到与本站相连的对端站信息。对于调度员下令,要考虑整个电网的运行状况。调度令的校验应当在整个调度管辖的电网中进行网络拓扑校验,在校验过程中还要考虑到电网中是否有哪个设备状态和标示牌对调度令有限制,要从电源点考虑到负荷侧的连接关系,要对设备接地情况及失电的区域进行判断。只有远动数据未采集到线路对端的远动信号、不能进行全网五防校验时,防误系统才会采用本站五防校验,校验过程将不再考虑对端厂站的设备状态。(2)系统拓扑五防是在绘制一、二次设备接线图时自动生成设备之间的连接关系,再按照操作规程的规定建立起设备之间五防闭锁关系,并在数据库中建立起五防操作规则,一旦这种五防闭锁关系和操作规则建立起来后,调度管辖的所有厂站都会按照上述规则进行。不需要针对具体的设备进行维护。(3)调度防误操作管理系统将设备上挂接地牌,视为现场在此设备处挂了接地线。因此在系统拓扑五防校验时要考虑到接地牌对操作令的影响。系统拓扑五防动态的跟踪接地牌设置和删除操作,将接地牌作为接地刀闸进行处理,禁止带接地牌合隔离开关和断路器。(4)操作票防误系统对一次设备进行操作时,会在全系统进行五防拓扑校验,通过五防校验确定此项操作是否符合要求,对校验不通过的调度令给出五防校验失败的原因,如:开关一端带电,一端接地不能合;在系统解、合环时给出提示;此项操作会导致某条母线失电,在对变压器各侧开关、中性点隔离开关进行操作时给出某某母线充电等提示信息;对刀闸的操作五防校验会给出带接地线合刀闸提示,带电分合刀闸提示,倒母线时分合刀闸提示母线侧、负荷侧刀闸操作提示;操作接地刀闸时系统会给出带电合接地刀闸提示、带刀闸合接地刀闸提示、检修牌和接地牌提示、考虑TV电压的合接地刀闸提示信息。让调度员通过给出的信息明白系统五防校验失败的原因。(5)调度操作票审核过程中进行图形校验时,系统会根据操作票中的顺序在接线图中完成拉合开关、刀闸等一次设备的操作,接线图中设备状态会自动变位,接线图中的设备也会根据拓扑着色的原则,在接线图中显示出失电区域或者送电区域。3设计和实施手术规则3.1设备库的生成知识库由两部分组成:设备库和规则库。设备库主要存放电气运行中各运行设备的相关信息。调度操作票系统与调度自动化系统共享系统的图形建模功能,因此设备库可自动生成。设备库分为厂站表、母线表、变压器表和线路表等。设备之间的拓扑连接关系由各表中相关字段来表示。规则库是存储开列操作票的操作经验知识,根据实际运行特点分为变压器规则、线路规则和母线规则等。3.2操作规则、调度一张操作票是针对特定设备和特定操作任务、根据电网安全操作规程、按照规范的操作术语描述设备运行状态的操作令。因此,可以认为操作票是由操作对象、操作任务、操作规则和操作术语4个要素组成。其中:操作对象包括调度管辖的所有一次、二次设备,例如母线、联络线路、开关、保护等;操作任务包括保证电网安全运行的所有运行维护操作,例如XX线路由运行转检修等,不同操作对象的操作任务也不同;操作规则是确保电网安全运行的根本策略,指导操作顺序的制定,需要与实时的电气设备运行状况和电网接线方式、保护密切配合;操作规则模板按设备类型分为母线、开关、变压器、线路、保护和重合闸6类。调度术语是对操作规范的描述,因此操作术语应根据当地调度规则制定的。图1是以母线类为例说明调度令的生成。调度操作防误系统提供了在接线图上选择设备、指定操作任务的功能,程序根据选定的设备进行安全校核和拓扑分析,寻找相关接线形式和设备,查询操作规则库,采用数据驱动的前向推理机制,循环利用操作规则进行推理,逐步匹配形成操作序列,然后通过操作术语翻译成一张符合现场要求的操作票。无论是单项操作任务还是复合操作任务,都能用规则模板动态形成相应的规则库。4系统结构和功能4.1scad系统运行数据分析操作票中的具体操作项目与电网结构及系统运行有直接的关系。调度操作防误系统必须与调度自动化系统有机地联系起来,从SCADA系统接收电网运行实时数据,为操作票智能化的拟票、审核、管理校核提供可信的数据依据,见图2。其中操作票生成模块包括自动开票、智能化手工开票、图形模拟演示和流程化审核管理等功能。4.2scad系统数据库调度防误操作系统是一个跨平台系统,建立在SCADA系统的基础数据之上,其图形模型、数据参数、实时数据都来自于调度自动化的SCADA系统。调度操作票从“拟票—审核—预发—执行—监护—归档—统计”的整个过程由计算机规范化管理。调度操作涉及两类内容:一次设备操作;二次保护投退。4.2.1图形拓扑结构校验调度操作票开票可选择的开票方式有:单步开票、连续开票、调用典型票。单步开票是其他开票方式的基础。调用典型票则是调用保存到典型票库中的样板票。对所开出的票也有不同的处理方式:(1)仅作为样板票保存到典型票库中;(2)开出票后立即执行,图形变位,票据保存到历史票库中,可供查询;(3)开出票后不执行,即图形不变位,保存等待下一次执行;(4)对开出的票不满意,销毁,图形复位,消除票据记录。任何一种处理方式都涉及到图形变位的问题,因此,调度操作票防误系统必须保存开票时元件的初态和终态。每项调度操作都涉及到电网中一系列相关元件的动作,设备间含有先后次序关系。尤其是对变电站出线的操作,它涉及到对不同厂站元件状态的判断,即其状态改变不仅与本站元件有关,而且与对端站的元件有关。因此,需要通过系统图形拓扑结构校验检查对端厂站的元件状态。通过校验判断该项操作是否正确。若正确,相应的操作项按标准术语被添加到操作票项中,形成操作票的一条语句;当调度操作违反倒闸操作规则、造成设备过载、变电所失电,如:误拉、误合、带负荷拉、合隔离开关、带地线合闸等不符合逻辑的操作时,系统禁止进行拟票操作,并给出错误的提示信息。告诉调度员此项操作带来的后果。如:XXX站全站失电、XX站接地刀在合位禁止合刀闸。调度操作防误系统能够按调度要求自动生成旁路代路、线路转检修、倒母线、主变转检修等操作的任务票,成票过程中自动检测相关设备及接线方式。4.2.2人工操作步骤校核调度操作票的审核分为单步审核和多步审核,但是审核人不能是这张票的拟票人,系统会根据当前的运行方式对选择的操作步骤进行五防校核。在接线图上对操作任务票进行操作校验,自动或手动逐项在系统图上演示,二次设备的操作用文字显示出来;对整个操作票中调度令的模拟操作提供在线防误校核和警告。如果审核人认为某项调度令不符合要求,直接将该操作票退给填票人。当校核通过后,可以发送到下一环节。4.2.3预发程序校核预发环节目的是在执行调度令前,让调度员再次对此项操作票进行审核,做到执行前心中有数,同时再次根据电网目前的实际运行状况对此操作票进行审核,检查调度令是否正确,系统自动判断即将执行的数步操作是否能够安全执行。预发向执行环节提交时首先要判断调度员是否进行了交接班,如果是上一个班作票下一班执行时,系统会在执行前对操作票中的所有步骤进行校核后才能进入到执行环节。如果从拟票到执行整个过程调度员没有变化,那么预发环节中的校核由调度员根据需要自行确定,不是必须的步骤。在操作票的执行过程中,如果某项令不需要再操作,我们可以选择步骤作废。在操作票的该项调度令会标明“此项不执行”的字样,操作过程需要有两个人共同完成,一名调度员下令,另一名有监护权的调度员负责对操作令进行监护。当下达命令不正确或混乱时,监护人应及时提出纠正。回令时,监护人还应审查操作票,避免有遗漏或不妥的地方。调度下令操作完成后SCADA系统实时开关和刀闸的状态会自动在厂站接线图中进行变位,而非实采的开关、刀闸状态会根据操作票中的调度令自动变位。4.2.4操作票分析系统调度票的存储方式有:(1)操作任务票可选择存为典型票;(2)操作任务票可保存为历史票;(3)可以将典型票或历史票导入生成操作任务票。操作票分析、管理工作可以按照时间段、调度员下了多少项令、变电站、操作任务等进行统计。操作票系统可按照多个查询条件(如:编号、操作日期、拟票人、工作内容等)查询操作票,并可进行模糊查询;对查询所得操作票只能浏览,不能进行修改。5操作票防误系统几个月的运行实践证明,智能操作票及