一种电网调度智能防误系统

0引言

近几年来，阳江电网迅速发展，自动化水平不断提高。目前已有3座220kV变电站和14座110kV变电站实现综合自动化并接入调度自动化系统。未来3年内，又将有2座220kV变电站和4座110kV变电站接入调度自动化系统。界时，阳江地区将设5个集控中心，其主要的任务是对所辖区域电网中各变电站的运行状况进行监视和对变电站设备进行集中控制。集控中心监控系统采取调度自动化系统远方工作站的形式实现。目前，阳江调度自动化系统采用的是IES500U调度自动化系统，包括SCADA系统和PAS高级应用系统，其中PAS高级系统应用包括状态估计、潮流分析、短路电流计算、负荷预测和AVC。

1问题提出

阳江地区集控中心的监控系统采取调度自动化系统远方工作站的形式实现，延续了调度自动化SCADA系统各类功能，为集控中心提供了遥控操作的功能，但此遥控功能基本是一种无约束的操作。这种无约束的遥控操作存在很大的误操作隐患。这些隐患除电力五防规定中的误选操作设备、带地刀合闸、带电挂接地线和接地刀闸、带负荷拉合刀闸外，还包括跨步操作、上步没有实际操作完成而操作下一步、违反刀闸操作顺序规定、设备各侧开关操作顺序规定等。此外，在实际操作时，不易判断出操作后可能出现的结果，是造成误操作的最大隐患。

针对以上问题，有必要开发一个电网调度智能防误系统，同时解决电网误调度和集控中心遥控误操作问题。

2系统逻辑构成

系统主要逻辑构成如图1所示。

3系统模块

电网智能防误系统可同时对调度指令和遥控操作进行智能防误，其系统模块主要包括安全约束子系统、在线拟票子系统、规则维护子系统、调度日志子系统。整个系统主要以SCA DA/EMS为依托，运行于SCADA系统的节点机上。

3.1安全约束子系统

安全约束子系统是整个系统的核心部分，用以校核调度指令票和操作票是否安全，给出辅助决策，其主要安全约束功能有以下5个方面。

3.1.1实时分析性约束

实时分析性约束的主要目的是通过电网实际接线方式和运行方式，以及二次设备的配置情况，分析操作前后的运行状态，根据运行方式合理性给出约束条件或操作提醒，如图2所示。

3.1.2自定义条件约束

对一些特殊的设备的操作，可通过自定义条件逻辑来对设备的操作进行约束，其主要目的是满足设备操作的特殊性。其判别依据是用户自定义的逻辑单元，任何可操作设备都可通过逻辑表达式定义约束其操作的逻辑单元，逻辑单元的参数可以是任何采集的遥信或遥测量，用户可根据需求和操作原则自编写操作逻辑，来形成对操作的约束。

当进行某设备的某种操作时，系统利用当前状态通过逻辑计算得到的约束结果来判断是否允许操作，如图3所示。

以逻辑单元作为约束的条件可分为以下几种类型：

（1）无条件不可操作。操作设备必须符合设定的操作条件才能进行操作，在没有设定操作条件的情况下不能操作。

（2）无条件可操作。不管有无操作条件限制，都可操作，主要满足常规的遥控操作。

（3）有条件可操作。没有设置操作条件时，认为满足操作条件，可操作，有设置操作条件时要确认操作条件通过方可操作。

（4）不可操作。不管有无操作条件，均不能操作，其主要作用是防止误拉合一些重要的保电单位的供电线路。

3.1.3潮流分析约束

潮流分析约束是通过拟票形成指令序列，在拟票的同时形成潮流模拟的预演指令，实时将潮流计算后的信息反映到界面上，如有潮流认为的可疑信息（母线失压、合解环、并网、越限等），其将作为约束信息以弹出警告框的形式给出提示，辅助调度员进行分析。如图4所示。

3.1.4检修计划约束（调度指令票功能使用）

调度日志中的检修计划与调度操作指令票之间应建立安全约束的关联性，系统可根据此关联性对调度员拟票进行约束，防止在某一步工作未完成时就已经对工作设备进行下令，并由检修计划及其与指令票间的约束条件来确定是否可以打印调度操作指令票或执行调度指令票，从而将指令票与检修计划结合实现闭环管理。

3.1.5操作票约束（遥控操作票功能使用）

在电力系统倒闸操作的规程中规定了严格的操作流程，其中操作票制度是电力系统常规的倒闸操作避免误操作的有力手段。如果能将操作票中的各步骤同实际操作设备对应起来，那么，在进行遥控操作时，即可通过操作票来对遥控的设备进行操作约束。这种约束充分利用了操作票制度的严格性，即打开已批准的操作票，经过实时分析约束、自定义约束和潮流分析检查通过后，形成“预操作序列”，在实际操作时根据“预操作序列”中的当前操作步骤和选择的遥控设备和状态进行比较形成“约束结果”。能够实现的约束有：是否误选操作设备、是否跨步操作、上一步是否操作完成（状态是否已达目的状态）、操作序列中未操作设备状态是否为操作前状态等。

3.2在线拟票子系统

对于一些常规的多步操作，一般要先书写操作票，再根据操作规程的规定进行实际下令。系统在一次接线图上直接形成操作票，无需人工编写，通过点击操作设备形成操作步骤，可将操作步骤与实际操作的设备模型对应，因此不仅提高了操作票的生成效率，同时在形成票时可根据实时电网运行方式判断各操作步骤的合理性。各操作步骤在拟票过程中与所涉及的操作设备形成一一对应关系，解决了操作票步骤描述的识别问题，为得出准确的约束结果提供了可能。

同时，在线操作票功能充分利用了SCADA系统中丰富的设备模型信息、图形信息和实时采集量值，大大降低了额外的维护量；信息来源的一致性，使操作票步骤中的设备信息描述更加准确；系统所设计用户可自定义标准语句模型和术语库，操作票中各类步骤描述有极强扩展性和适应性，提高了拟票效率，使操作票更加规范、标准。

3.3规则维护子系统

规则维护子系统是系统的维护中心，有如下功能：编辑设备操作对应的语句模型；自定义特殊的安全约束规则；定义各类设备的综合令的拆解步骤；定义二次设备的配置；系统权限管理。

3.4调度日志子系统

调度日志子系统主要有如下几个功能：

（1）编辑功能。用户可编辑如指令票、异常记录、电话记录和检修计划等内容。并可设置检修计划与指令票的关联关系，作为一个特殊的智能体对指令票的指令进行约束。

（2）查询功能。可对所有记录的任意条件的组合查询。

（3）自定义模板功能。用户的需求是动态的，用户有新的界面需求时，可通过修改模板实现，方便用户进行扩展。

4总结

电网调度智能防误系统将拓扑分析算法和五防规则充分结合，扩大了五防的概念，提高了拓扑分析的应用；将约束与检修计划结合，实现了调度管理上的闭环，降低了误调度的可能性；拟票的同时进行潮流计算分析，为调度员科学地分析电网变化带来了理论依据，同时提高了高层应用软件的实用性。