调度操作防误管理系统的开发和应用

潘世奇，俞 凯

（温州电力局通信中心，浙江 温州 325000）

目前温州地调管辖着220 kV变电站21座、主变46台，110 kV变电所99座、主变180台以及20多座直调水（火）电厂。虽然管理上已做了不少工作，但由于众多的电网设备和大量多头“T”接线，仍存在比较大的安全隐患。如果调度员在拟票、审核以及执行过程中稍有疏忽，就有可能造成带电合接地闸刀（或挂接地线）、带接地闸刀（或接地线）送电以及带电拉闸刀等恶性误调度事故。调度员拟订或执行操作票时除凭借自己的知识与经验外，还需要可靠的逻辑程序来把关。

温州电网调度操作防误管理系统（以下简称调度防误系统）实现了调度操作的模拟和误操作报警，其自动逻辑检查功能和自动防误演示功能为调度员正确、快速地处理事故和防止误调度提供了可靠的辅助手段。

1 系统配置

1.1 硬件配置

系统硬件配置见图1。

（1）数据服务器：用于存放系统数据。工作站通过数据源连接到服务器，可得到和存储所需的数据信息。

图1 系统硬件结构示意图

（2）调度员工作站：由调度员使用，运行防误模拟操作和其它应用软件，应用操作模拟、操作票管理以及信息查询等功能。工作站为单机双屏，分别显示模拟图和操作票，能够更直观地将操作票与模拟图结合在一起。

（3）查询机：供相关人员使用。系统内各相关人员可通过局域网查阅调度操作进度、相关调度资料及设备运行状态等数据。

1.2 软件配置

软件配置如图2所示，系统主要由调度防误模拟操作子系统、智能操作票子系统和其它辅助子系统组成。系统功能示意见图3。

图2 系统软件结构示意图

图3 系统主要功能

2 系统研究

2.1 网络拓扑和潮流计算

调度防误系统采用网络拓扑和潮流计算技术。鉴于目前地级调度机构的自动化数据采样覆盖面及其维护方面的原因，系统不连接实时数据源，也不输入网络参数，以投入使用时的设备状态来确定初始状态。其后状态变化通过调度操作指令票的执行和事故处理模块的应用来保证系统与电网实时运行的一致性。网络参数（线路和变压器阻抗）采用缺省值，自动置0，构成一个无损耗的理想网络，平衡节点自动取平均额定电压，这样就可在不输入任何参数的情况下实现调度防误操作的功能。

调度防误系统根据网络元件（线路、变压器、断路器/隔离开关等）的连接关系和断路器/隔离开关的开合状态，形成计算用的节点-支路模型，建立网络拓扑矩阵，并进行逻辑运算。当开关状态发生变化时，又能形成新的节点-支路模型，进行实时网络分析，实现电网中各厂、站联络的拓扑功能，确定电网中设备的带电状态。系统中设有电源和负荷图元，根据实际情况在系统图中配置。电源和负荷不设置具体数据，通过无损耗网络形成潮流，并与网络拓扑分析的节点-支路模型相结合进行潮流计算。

根据操作前和操作后的2次潮流计算结果，再辅以相关安全操作规则判据，便可实现任何接线方式下的误操作判断功能。譬如对闸刀的误操作判别，系统采取最独特也是最直接的方法：判断在分闸时两端是否等电位，如等电位则允许操作；如不是等电位，再看合闸时是否有电流流过（系统能计算出电流值），若有则是带电操作，属于误操作。同样，利用检查电流的方法，对会造成变电所失电的操作也能够给出警告。

2.2 调度操作指令的智能识别

系统能够智能辨识调度操作票中的操作指令，并在防误模拟系统中自动演示，对违反安全规则的错误操作直接报警，达到防止误调度的目的。要达到智能辨识操作指令的目标，首先要能够分解调度操作指令，一般指令可以分解出操作对象、操作前状态和操作后状态，如：××开关由正母运行改为冷备用、拉开××开关等。经过深入研究与试验，只有从拟票方式中才能找到解决办法。系统提供了2种成票方式，分别为智能成票和短语成票。

智能成票只需在接线图显示的设备上进行模拟操作，就能在操作票上生成相对应的操作指令，该方法方便直观，还可根据电网运行方式通过网络拓扑生成相关设备的操作指令，更加快捷全面。

短语成票既能方便调度员拟票，又能较好解决智能辨识操作指令这一难题，还能规范调度操作指令。调度员拟票时，选择厂站、操作对象和操作状态，构成完整的操作短语。由于厂站、电压等级、设备等都与防误模拟操作系统相关联，所以选择起来非常方便，也为智能辨识创造了条件。

2种成票方式拟定的调度操作指令中的操作对象均与防误模拟图设备相对应，操作状态均与实际的规范要求相对应，因此可实现智能辨识操作指令。为了实现调度操作全过程的智能辨识，需要提供全过程计算机管理环境，因此组建了由“拟票、审核、预令、其他值审核、监护、执行”等6个环节组成的操作票管理系统。

智能辨识操作指令后就可自动演示整个操作过程，审核时就像放录像一样，只要按 “前进”、“后退”、“自动”等按钮就能将全部操作指令在防误模拟操作系统中演示一遍，可直观看到每一步操作结果，有误操作会立即报警并禁止操作。

系统还提供了Web浏览下发预令的功能，受令单位（集控站、发电厂、变电站等）可使用相应的用户名和口令来浏览或下载相应的调度操作指令，减轻了调度员和受令单位的工作量。

3 防误设计

正令监护执行是调度防误系统的重点，因此设计了六重技术手段来达到防止误调度。

（1）操作票正令执行前，当值调度员需要进行复审。复审时使用系统的模拟演示功能，将操作票的所有指令在模拟接线图上运行一次，系统会结合当前运行方式判断执行此操作票是否会有误调度的可能。

（2）在正令执行阶段，系统会自动对已执行完毕的操作指令后五步进行并序防误，并将结果以更改指令颜色的形式提示调度员，有效防止因运行方式临时调整或跳步操作引起的误调度。同时为调度员提供可以并序操作的建议，供调度员参考，以提高操作效率。

（3）当操作调度员向监护调度员申请执行某步操作指令时，系统会再次自动判断该指令基于当前运行方式下操作是否会发生误调度。判断为误调度指令时，系统会将误调度原因通过语音和对话框的形式提示调度员。

（4）监护计算机收到操作请求后，系统自动判断该指令基于当前运行方式下操作是否会发生误调度。判断为误调度指令时，系统会将误调度原因通过语音和对话框的形式提示监护调度员。

（5）当监护调度员同意执行该指令后，系统会将监护计算机的防误结果和操作计算机的防误结果一起显示到操作计算机的防误结果窗口，操作调度员可以直接查看2个结果并做相应的比较。

（6）当调度员向现场运行人员发布正令并填写相应的“受令人”、“受令时间”时，系统仍会对该条指令进行防误判断。如判断为误调度的操作指令，将无法填写内容，同时系统会弹出对话框要求调度员填写强制操作的理由，在最后时刻提醒调度员不能操作该指令。

六重技术手段环环相扣，在视觉、听觉上多次提醒调度员防止因注意力不集中而漏过防误的提醒，达到“声光结合、多次提醒、全程监护、不可发令、杜绝事故”的效果。

4 系统功能

系统的一次接线图上包含了调度管辖的所有设备（包括一次和二次设备），对于不同类型的设备，可以进行不同的模拟操作。调度员通过模拟操作能够知道每一步操作的结果，当操作违反安全规则造成变电所或母线失电、设备无保护运行时，即刻给出告警信息，为调度员操作增加了安全保障。模拟操作时，系统自动形成操作记录信息，显示在操作列表中，方便查看操作内容。

（1）对一次设备的操作，系统能自动识别模拟图上所有设备的当前状态，直接选择所需的状态，模拟设备状态自动做出相应的变更。

（2）对继电保护和自动装置，系统针对不同的设备类型设置了典型保护，并自动取对应的保护状态。选择所需的状态，实现模拟操作和状态防误功能。

（3）对挂牌操作，系统会在一次设备变更为检修状态时，自动在相应的设备上挂牌（检修、接地等）。此外，还可以挂保电牌、缺陷牌等。

（4）变电所或母线失电报警。如果操作造成变电所或母线失电，系统将告警，并在信息栏中列出，直至恢复正常。

（5）显示线路连接情况及定位。点击线路符号，线路亮色显示并显示线路名称和全部连接的厂站名称，同时能够在图中自动定位。

（6）设备参数查阅与修改。系统可查阅和修改所有设备参数，根据用户需要记录设备参数。设备所属厂站和电压等级由系统自动导出，开关名称由主设备名称自动导出，闸刀编号由开关编号自动导出。

（7）事故处理模块。发生事故后，可以根据现场运行人员的汇报勾选相应的事故情况，系统则根据勾选的内容做出相应的状态改变。

此外，还具有操作管理与信息记录、图模编辑等功能。

5 结语

调度防误系统采用网络拓扑、潮流计算和操作仿真技术，真正实现智能辨识调度操作指令、自动演示、误操作报警功能，已在温州电网投入使用。调度防误系统具有操作票全流程管理和操作防误功能，是自成一体的完整系统，实现了无纸化调度，更可作为灾难备份，起到了防止调度误操作、减轻调度工作强度、规范调度操作指令的作用，产生了良好的经济效益和社会效益。

该系统还具备良好的扩展功能，目前正在开发调度员仿真培训 （DTS）、配网调度防误系统、地县一体化防误系统。结合地县一体化防误系统的开发，增加调度员仿真培训功能，实现地县联合演习，可有效提高实用性和经济性。

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