基于一次接線圖的變電站智能操作票系統設計

胡兆華,閆 麟,曹董宏

（1．深圳供電局有限公司，廣東 深圳 518000；2．南方電網深圳數字電網研究院有限公司，廣東 深圳 518053）

1 引言

操作票是指在電力系統中進行電氣操作的書面依據，其主要作用在于防止出現帶地線合閘、合隔離開關、帶負荷、誤合、誤拉等錯誤操作。隨著計算機和通信技術的不斷發展，變電站操作票管理的數字化水平日益提升，實時更新的系統數據為操作票管理的圖模自動同步提供了有力的支持，同時也為智能開票、系統免維護奠定了堅實的基礎。智能操作票系統的應用將在更大程度上提高一次接線圖數據的使用效率，推動操作票調度工作向高可靠性、強通用性和高度智能化的方向發展[1-3]。本次研究所提出的變電站智能操作票系統以一次接線圖為主要數據來源，數據資料易獲取，可通過預先設計好的校核規則實現針對電網系統的遙控防誤校核。

2 變電站智能操作票系統硬件結構設計

本次研究所設計的變電站智能操作票系統在硬件結構上主要由兩臺調度臺工作站、兩臺監控臺工作站和兩臺系統服務器所組成，系統服務器負責從EMS系統和SCADA 系統中獲取變電站設備運行狀態信息和電網實時運行數據。出于變電站對于操作票在遠程控制方面的需求，變電站智能操作票系統還需要借助通信程序連接調控中心的變電站一體化防誤閉鎖系統和自動化監控系統，基本結構如圖1所示。

3 系統軟件結構

本次研究所設計的變電站智能操作票系統在軟件結構上主要由用戶層、應用層、服務層、數據層所組成。其中系統層具體包括操作票庫、數據庫、系統知識庫和外接EMS/SCAD 數系統；應用層具體包括操作票管理模塊、系統工作平臺以及維護管理模塊；用戶層具體包括操作票調度員管理模塊、系統管理員管理模塊以及其他用戶管理模塊。系統整體結構如圖2所示。

4 遙控防誤校核

4.1 常見誤操作

誤操作一：進入錯誤的操作界面，由于不同變電站的操作畫面相似，因此管理人員可能會進入錯誤的變電站操作界面并對開關或閘刀實施操作；

誤操作二：對于刀閘或開關的錯誤操作[4-6]。

4.2 校核規則設計

本次研究以變電站“五防”規則為基礎對校核規則進行設計。由于刀閘和開關是兩個最主要的遙控操作對象，因此本次研究重點對刀閘和開關進行防誤校核的規則設計。

建立如公式(1)所示的防誤校核規則形式。

在公式(1)中，在Dve0～Dve1均為1 的情況下說明防誤校核正確，Dve0指的是操作設備自身滿足的邏輯關系條件，具體形式可通過如下公式表達。

公式(2)將某項操作內容中的操作設備名稱記為DveName；將實際執行時正確操作對象的設備名稱記為ActName；將操作設備當前的位置狀態記為CurSt，該狀態通過1與0加以表示(1代表合閘，0代表分閘)；將操作設備的目標位置狀態記為TarSt；代表異或運算[7-10]。

根據公式(2)能夠發現，只有在TarSt和CurSt位置狀態不同，且ActName與DveName相同的情況下，才會滿足Dve0=1。

在公式(1)中，Dvei(i=1，2，…，n)指的是操作設備執行某項操作時相關聯的第i個電氣設備邏輯關系條件，具體形式可通過如下公式表達。

公式(3)將操作設備要執行某項操作內容時相關聯的第i個電氣設備名稱記為DveNamei；將操作內容實際執行時相關聯的第i個電氣設備名稱記為ActNamei，該狀態通過1與0加以表示(1代表合閘，0代表分閘)；將第i個電氣設備的要求位置狀態記為ReqSti，～代表取反運算[11-13]。

根據公式(3)能夠發現，只有在ReqSti和CurSti位置狀態相同，且ActNamei與DveNamei相同的情況下，才會滿足Dvei為真。

4.3 校核規則可用性驗證

校核規則可用性驗證的實物對象如圖3所示，開關51位置狀態為分閘，接下來將其調整至冷備用狀態，對開關兩側刀閘實施操作，依次將511 刀閘、512 刀閘、513 刀閘拉開，并針對第一次操作的設備邏輯進行分析，分析結果如表1所示。

表1 設備邏輯分析表

4.4 校核功能設計

遙控防誤校核是變電站智能操作票系統的一項核心功能，本次研究出于電網運行安全方面的考慮，在對倒閘操作票實施遠程遙控之前，首先要針對操作票實施防誤校核處理，具體流程如圖4所示。

5 系統智能開票的實現

5.1 智能開票

本次研究以某110kV線路為例對開票過程進行展示，該電網的一次接線圖如圖5所示。

在一次接線圖中單擊“選擇任務”→奔登線，操作界面會自動彈出如圖6所示的“選擇操作任務”窗口。

5.2 遙控操作票

系統針對操作指令票進行推理轉化后可得到如圖7所示的遙控操作票，操作人員可以通過調度自動化監控系統實施遙控操作。

5.3 防誤校核

在遙控操作票中點擊“自動校核”，系統會根據校核規則和校核流程自動對操作票實施校核，若校核結果正確，界面會彈出遙控防誤校核對話框，若校核結果錯誤則需要點擊“詳細信息”獲取錯誤原因信息。

6 結束語

本文對基于一次接線圖的變電站智能操作票系統進行了詳細的設計，提出了操作票生成與防誤操作的具體方案。在未來的研究工作中，還需要進一步加強立體圖形技術在該系統中的應用并適當簡化界面操作流程，提高該系統在實際應用中的便利性。