吳 強 ，殷 偉 ，姜學(xué)寶

(1.華北電力大學(xué)，北京 102206；2.蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004)

隨著調(diào)控一體化工作的推進，蘇州五縣 （市）的110kV電網(wǎng)的調(diào)控權(quán)由縣（市）調(diào)調(diào)度管轄改為蘇州地調(diào)調(diào)度管轄，從而導(dǎo)致日檢修運方安排工作量增大至少100%，而蘇州地調(diào)負責(zé)日檢修運方安排的人員沒有增加。在日檢修運方安排時，需要查閱大量的數(shù)據(jù)，很費時費力。通過運行本系統(tǒng)，可以明顯提高了日檢修運方安排工作效率，減輕日檢修運方員工作強度，以適應(yīng)大量增長的工作任務(wù)。系統(tǒng)通過運行歷史總結(jié)經(jīng)驗形成一套安全校核體系，結(jié)合負荷情況，能夠?qū)θ諜z修運方員的安排內(nèi)容進行安全校核，客觀的評價是否會造成越限、是否會造成110kV變電站同電源供電等。特別是日檢修運方員對新增的各縣（市）的110kV系統(tǒng)需要一個熟悉的過程，在此過程中，稍有疏忽就有可能出現(xiàn)不合理的運行方式，存在安全隱患，通過軟件的校核功能，可以有效消除該隱患。通過本系統(tǒng)的應(yīng)用，使運方安排工作從手工階段過渡到圖形化、智能化階段，符合電網(wǎng)應(yīng)用智能化的趨勢。

1 系統(tǒng)方案及功能

1.1 系統(tǒng)的圖形化管理功能

系統(tǒng)提供了登錄管理、圖形列表查找、鏈路顯示等功能。

（1）系統(tǒng)設(shè)計了日檢修運方員登錄界面，只有認證用戶才能使用本系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)提供變電站、聯(lián)絡(luò)圖目錄列示功能，可以從變電站、聯(lián)絡(luò)圖目錄界面上點擊名稱鏈接到對應(yīng)的一次主接線圖上。從變電站一次主接線圖中也要提供快速鏈接到其他相關(guān)圖形的功能。變電站目錄界面提供按拼音字母查找功能、按輸入查詢的功能等。

（3）系統(tǒng)提供方便、快捷的設(shè)備查找功能，可以通過輸入以“全字匹配”或“包含”等方式方便地查找到所要的目標(biāo)，雙擊目標(biāo)可以自動定位到該設(shè)備。同時，在各畫面之間，通過關(guān)聯(lián)的線路或者設(shè)備可以直接鏈接到相關(guān)的畫面上，方便畫面之間的切換。

（4）系統(tǒng)提供供電支路的單獨顯示功能，通過雙擊或菜單方式，方便地顯示某條線路供電的所有分支及聯(lián)絡(luò)情況，并經(jīng)過裁剪和排版后自動在一屏上顯示，并實現(xiàn)隨著運行方式的變化而變化。系統(tǒng)提供復(fù)雜鏈路的簡化顯示功能，將相關(guān)的連接在一屏上顯示，實現(xiàn)復(fù)雜線路的簡化顯示。

（5）系統(tǒng)具備圖形抓屏移動和放大等功能，將模擬圖中變電站進行分類排列，方便調(diào)度員查找。

（6）提供圖形化年度運行方式和夏季運行方式管理的界面，在此界面上，運方員可以自由地進行運行方式置位，置位完成后，將確認的年度或夏季運行方式保存在數(shù)據(jù)庫，日后可以切換或調(diào)用此運行方式。

1.2 電網(wǎng)運方安排及安全校核功能

（1）運方置位操作功能。提供系統(tǒng)各種設(shè)備（包括開關(guān)、刀閘、線路等設(shè)備）的變位操作菜單，以便運方員根據(jù)自己的意圖進行運行方式的置位。操作內(nèi)容包括開關(guān)運行改為冷備用、熱備用，開關(guān)熱備用改為運行、冷備用，開關(guān)冷備用改為運行、熱備用，拉開、合上刀閘，線路冷備用改為檢修、線路檢修改為冷備用等。

（2）運方分析、校核功能。運方分析、校核功能通過校核算法來體現(xiàn)，對運方手工置位的運行方式通過該算法來分析，給出校核的結(jié)論。該算法需要總結(jié)運方員進行運行安排的工作經(jīng)驗，需要針對不同的運行方式、不同接線方式整理出影響運方安排合理性、合理性的若干要素，對這些要素進行分析研究后形成計算機算法[1，2]。在運方員進行置位操作后，按照當(dāng)前實時數(shù)據(jù)（匯總折算后的數(shù)據(jù)）進行安全校核。

是否有設(shè)備越限（主變、線路等），根據(jù)實時數(shù)據(jù)的匯總 （統(tǒng)計最近一個月或其他實效內(nèi)的最大負荷），結(jié)合線路或主變的最高限額進行校核，看該運行方式下是否存在設(shè)備越限的情況（接近限額的80%也給出提醒）。是否會造成110kV變電站 （如某變電站1號、2號主變）同電源供電。若某110kV變電站同電源供電，則可能會因為上級電源故障而造成全站失電，需要盡量避免。這也是本系統(tǒng)重點校核的內(nèi)容。

（3）運方安排數(shù)據(jù)的存儲管理。存儲每個設(shè)備的運方安排記錄，在下一次進行該設(shè)備運方安排時，可以調(diào)取，自動執(zhí)行其運方調(diào)整步驟，并按照當(dāng)前實時數(shù)據(jù)進行安全校核，實現(xiàn)歷史記錄的重復(fù)使用。

（4）歷史運方的調(diào)用和自動置位。存儲已發(fā)生的運方安排，并可以檢索并調(diào)用，對未來態(tài)已經(jīng)存儲的運方安排按照時間順序自動置位，實現(xiàn)運方安排的連續(xù)性和預(yù)置功能。

（5）年度運方的存儲和調(diào)用管理。有些運方安排是建立在年度運方的基礎(chǔ)上，而不是當(dāng)前系統(tǒng)的實際運行方式，故系統(tǒng)提供了年度運方的存儲和調(diào)用管理，提供圖形化年度運行方式管理的界面，在此界面上，運方員可以自由地進行年度運行方式置位，置位完成后，自動將確認的年度運行方式保存在數(shù)據(jù)庫。在需要查看年度運行方式時，通過按鈕可以切換至年度運行方式顯示模式，并可在此模式下進行相應(yīng)運方安排工作。

（6）夏季運方的存儲和調(diào)用管理。同上述（5），提供夏季運方的存儲和調(diào)用管理，以方便運方員查看夏季運行方式及開展相應(yīng)的運方安排工作。

1.3 系統(tǒng)用戶權(quán)限及數(shù)據(jù)庫管理功能

（1）用戶和權(quán)限管理，包括用戶及權(quán)限認證管理。

（2）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置管理，包括電壓等級顏色、系統(tǒng)備份參數(shù)設(shè)置等。

（3）數(shù)據(jù)備份管理，實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫定時異地全備份功能，可以將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)以文件方式備份至服務(wù)器之外的計算機上，可以設(shè)定時間，每天定時備份。提供備份數(shù)據(jù)的恢復(fù)工具，方便數(shù)據(jù)恢復(fù)[1]。

（4）數(shù)據(jù)統(tǒng)計查詢等功能，提供多種統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢，如年度各主變或線路等最大負荷等（通過讀取實時系統(tǒng)的參數(shù)來獲得），為運方員或其他相關(guān)人員提供一些常用的查詢統(tǒng)計功能[1]。

2 系統(tǒng)設(shè)計方法

2.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1.1 硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)硬件為運方員配置專用的工作站計算機，接入地調(diào)的調(diào)度防誤操作系統(tǒng)所在的三區(qū)網(wǎng)絡(luò)，運方安排工作生成的數(shù)據(jù)存儲在調(diào)度防誤操作系統(tǒng)的服務(wù)器中。為了保證數(shù)據(jù)工作的網(wǎng)絡(luò)安全性，通過硬件防火墻為系統(tǒng)提供網(wǎng)絡(luò)防護。硬件運行結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件運行結(jié)構(gòu)圖

其中，運方工作站要求配置內(nèi)存4 G以上、雙CPU（2.0 G以上主頻）、硬盤150 G以上、獨立顯卡（顯存512 M及以上）。防火墻設(shè)備要求采用千兆網(wǎng)防火墻，要具有強大的病毒過濾功能，包括網(wǎng)頁防毒、電子郵件防毒、文件傳輸防毒、病毒過濾日志等；提供URL訪問控制、抗攻擊設(shè)置、防火墻日志等防火墻功能；基于路由的SSL VPN，在通過IP層面的連接充分保障應(yīng)用兼容的同時，還提供了細粒度的訪問控制，保證用戶的全網(wǎng)訪問。

2.1.2 軟件架構(gòu)設(shè)計

系統(tǒng)軟件主要包括“大運行”體系下地區(qū)電網(wǎng)運行方式輔助分析軟件及2個接口程序（與OMS系統(tǒng)、與SCADA系統(tǒng)），“大運行”體系下地區(qū)電網(wǎng)運行方式輔助分析軟件通過讀取地調(diào)已有的調(diào)度防誤操作系統(tǒng)圖模數(shù)據(jù)，為運方員提供一個圖形化運方工作界面，與OMS系統(tǒng)接口實現(xiàn)從OMS系統(tǒng)讀取申請單及運方批復(fù)內(nèi)容的回寫，與SCADA系統(tǒng)的接口實現(xiàn)從SCADA系統(tǒng)在三區(qū)的鏡像服務(wù)器中讀取準(zhǔn)實時數(shù)據(jù)，用于顯示和分析計算[1]。系統(tǒng)軟件架構(gòu)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)軟件架構(gòu)圖

2.2 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計和實現(xiàn)

2.2.1 邏輯校核專家算法的研發(fā)

該技術(shù)內(nèi)容實現(xiàn)了運方安排內(nèi)容的校核，考察運方安排是否滿足當(dāng)前防誤模擬屏的防誤邏輯，是否會引起設(shè)備過載等。主要校核的內(nèi)容一是考察安排的內(nèi)容是否滿足調(diào)度倒閘操作規(guī)定；二是要保證在操作過程中不能發(fā)生設(shè)備過載；三是對運方安排的設(shè)備最終狀態(tài)進行驗證[2]。

同時，安全校核遵循的原則：（1）按方式調(diào)整的順序先后自行逐行驗證，不需要人工干預(yù)。（2）驗證結(jié)論應(yīng)與操作方法對應(yīng)，停電操作要提供停電范圍供核對。（3）合解環(huán)后經(jīng)過合解環(huán)潮流分析估算和簡單負荷電流計算，合理的調(diào)整方式，均不能發(fā)生設(shè)備越限。

安全校核算法設(shè)計思路：（1）在操作執(zhí)行過程中，檢查操作的正確性，即防誤邏輯檢查。按照調(diào)度倒閘操作規(guī)定，為各種操作設(shè)定不同的約束條件，當(dāng)執(zhí)行這些操作的時候，逐一驗證操作是否滿足這些約束條件。這些約束條件是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓撲自動生成的，不是維護的、指定的，是計算機按照接線方式分析的結(jié)果。（2）在操作執(zhí)行后，檢查操作結(jié)果的正確性。按照操作任務(wù)目的，來檢查操作后的狀態(tài)是否滿足任務(wù)目的。包括是否會過載、合解環(huán)是否會出現(xiàn)得失電情況、是否有保電任務(wù)、操作執(zhí)行后設(shè)備的最終狀態(tài)是否正確等。（3）校核時自動取該運方安排開工時的時間斷面進行防誤邏輯檢查，以保證能夠驗證在時間上存在重疊的多個運方計劃安排之間是否存在影響。包含的內(nèi)容一是其他已開運方是否影響到本次運方安排；二是本次運方安排是否對其他已開運方造成影響。

舉例說明蘇州運方安排時重點考慮的是否會造成變電站同電源供電的判別，該判別最為復(fù)雜，系統(tǒng)在設(shè)計時采用了四層邏輯分析。例如金山變1號主變檢修，只剩2號主變在運行的時候，要檢查2號主變供電范圍內(nèi)的所有110kV變電站是否存在同電源供電的情況。例如：檢查新升變的1號、2號主變是否都由金山2號主變供電的，假如是，要提出提醒，新升變1號、2號主變是金山變2號主變同一電源供電，運行方式不合理。其關(guān)鍵就是在運方安排后檢查新升變的2臺主變是由同一電源供電的。首先搜索到這2臺主變供電的110kV母線，假如是同一母線供的，且正好另一母線在檢修（無電狀態(tài)），則提示。假如不是同一母線，再向上追溯是否是某220kV變電站的同一主變供電，假如是，而且該220kV變電站的另一臺主變在檢修，則提示；假如不是同一主變供電，再向上追溯是否是某220kV同一母線供電的，假如是，且該變電站的另一條220kV母線在檢修，則提示；假如不是220kV同一母線供電，則再向上追溯，看是否是220kV同一條線路供電的，假如是，且該變電站其他的220kV線路正在檢修，則提示。總共是4級搜索，220kV線路以上就不再考察了。另外邏輯校核算法還判斷運方安排是否滿足調(diào)度防誤邏輯，包括是否存在檢修的情況、是否會造成保電用戶失電等。

2.2.2 運方安排未來研究態(tài)的正確置位

該技術(shù)內(nèi)容主要是為運方員提供方便、快捷的使用界面。這個界面是一個圖形化的操作界面，圖形數(shù)據(jù)取的是當(dāng)天實時 《防誤型調(diào)度模擬屏管理系統(tǒng)》的斷面，在此斷面上，將前面已經(jīng)生成的運方計劃按照時間先后依次置位，形成最終圖形界面，運方人員可以在此界面上再生成新的運方計劃安排，按照停電時間插入到已有的運方計劃安排中，也可以手工切換到任一已生成的運方計劃安排的斷面。

在任一時間斷點來看，已經(jīng)安排好的檢修申請和還需要處理的檢修申請的量都是很大的，靠運方人員記憶已處理的檢修申請很難，在進行的運方安排時又必須兼顧已經(jīng)安排好的檢修申請，運方人員在處理互相有時間制約、互相有影響的檢修申請時，必須要預(yù)先清楚的知道申請停電時間時的狀態(tài)，傳統(tǒng)的工作方式要做到預(yù)先知道很費力，只能靠運方人員的記憶和思考。而通過計算機來處理就很方便。在設(shè)計新的運方計劃時，系統(tǒng)自動將時間斷面切換到新的計劃停電時間斷面，將在此時間斷面之前已處理的檢修申請內(nèi)容全部進行置位，從而給使用人員一個超前的圖形化界面，使用人員這時候看到的運行方式就是將要設(shè)計的運方計劃開始前的狀態(tài)。

2.2.3 智能匹配技術(shù)的開發(fā)

主要是有兩方面使用此技術(shù)，一是與調(diào)度自動化（SCADA）系統(tǒng)的接口，一是與調(diào)度管理（OMS）系統(tǒng)的接口。從SCADA系統(tǒng)或OMS系統(tǒng)讀取的信息要通過設(shè)備名稱與本系統(tǒng)進行匹配[3]。例如：開關(guān)、線路等通過三方面要素進行匹配，變電站名稱、編號、命名，只有這三點全部正確才能匹配上，本系統(tǒng)從OMS系統(tǒng)或文件中讀取申請單后，使用文字智能識別技術(shù)對申請單上的內(nèi)容進行智能識別，從而獲得正確的停電設(shè)備名稱、調(diào)度批準(zhǔn)停電時間、是否檢修操作和備注說明等信息。在軟件正確識別后，點擊“生成運方安排”按鈕，即可以自動調(diào)用日檢修運方安排生成模塊，進入運方生成流程。

3 系統(tǒng)應(yīng)用效果

3.1 系統(tǒng)圖形化提高工作效率

隨著調(diào)控一體化的推進，蘇州五縣（市）的110kV部分的調(diào)控權(quán)將劃歸蘇州地調(diào)，從而導(dǎo)致日檢修安排工作量增大至少100%，而蘇州地調(diào)前負責(zé)日檢修和運方安排的人員沒有增加。在日檢修運方安排時，需要查閱大量的數(shù)據(jù)，很費時費力。通過本系統(tǒng)，能夠明顯地提高日檢修運方安排工作效率，減輕運方員工作強度，以適應(yīng)大量增長的工作任務(wù)（增加了蘇州各縣、市管轄的110kV部分）。

例如某出線斷路器檢修。運方安排時若采用合解環(huán)方式來進行，運方人員傳統(tǒng)的做法是：（1）根據(jù)現(xiàn)有圖形資料，查看有幾個可以合解環(huán)的點，平均通常需要花費5～10 min。（2）記下所有合解環(huán)點對側(cè)的線路，平均通常需要花費5～10 min。（3）查看當(dāng)前該斷路器所帶線路的負荷情況，1 min。（4）查看所有可以合解環(huán)點對側(cè)線路的負荷情況、額定值，必要時，還需要查看對側(cè)線路所在系統(tǒng)主變的負荷情況，甚至要考慮線路、主變?nèi)旎蚱咛靸?nèi)的負荷峰值。平均通常需要10～60 min。（5）最后分別來對可以合解環(huán)的路徑進行分析哪個方案比較好 （通常也會憑借經(jīng)驗判斷），最終確定一個最佳方案。這一步若是仔細分析、計算，可能需要花上數(shù)小時。

所以綜合以上幾步的時間，對于支線較多的復(fù)雜線路，若用嚴(yán)肅、規(guī)范、可靠的態(tài)度去做，可能需要幾個小時。即便是憑借經(jīng)驗，也需要核對很多資料，花費的時間也很多。然而，采用系統(tǒng)軟件，從流程開始到最終運方安排方案的生成，最多只需要幾分鐘，甚至更少。且計算機處理的數(shù)據(jù)：（1）在圖形上查看可以合解環(huán)的路徑，并進行手工模擬置位操作，平均不超過1 min（通過相關(guān)鏈路顯示功能，可以清晰地查看相關(guān)的連接清冷）。（2）得出所有合解環(huán)點對側(cè)的線路，平均不超過1 s。（3）獲取當(dāng)前該開關(guān)所帶線路的負荷，通過接口程序去OPEN3000實時系統(tǒng)查詢，不超過1 s。（4）獲取所有可以合解環(huán)點對側(cè)線路的負荷情況、額定值，以及對側(cè)線路所在系統(tǒng)主變的負荷情況，不超過1 s。（5）對該合解環(huán)的路徑方案進行防誤和潮流分析驗證，不超過10 s。

軟件總計算時間不會超過2 min。因此，通過系統(tǒng)來驗證合解環(huán)方案具有較高的效率，能夠有效地提高運方安排的工作效率和安全性。

3.2 系統(tǒng)自動化提升日運方安排安全性

系統(tǒng)通過總結(jié)經(jīng)驗形成一套校核體系，結(jié)合負荷情況，能夠?qū)\方員的安排內(nèi)容進行安全校核，客觀的評價是否會造成越限、是否會造成110kV變電站同電源供電等。特別是運方員對新增的各縣局的110kV系統(tǒng)需要一個熟悉的過程，在此過程中，稍有疏忽就有可能出現(xiàn)不合理的運行方式，存在安全隱患，通過軟件的校核功能，可以消除該隱患。

3.3 系統(tǒng)智能化提升調(diào)度管理水平

通過系統(tǒng)應(yīng)用，使運方安排工作從手工階段過渡到圖形化、智能化階段，符合電網(wǎng)應(yīng)用智能化趨勢[3]。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)目前已經(jīng)在江蘇省電力公司蘇州供電公司的地調(diào)部門投入使用，為運方人員擬寫的運行方式安排提供了一種客觀的輔助分析和校核手段，改變了以往完全憑經(jīng)驗主觀判斷的狀況，為保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟、優(yōu)質(zhì)運行提供了科學(xué)的服務(wù)手段。今后，在此系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還需進一步開發(fā)智能應(yīng)用，使計算機能夠按不同操作場所或按不同先后順序，自動生成一套正確的、科學(xué)合理的日檢修運方安排，實現(xiàn)運方調(diào)整的最優(yōu)方案。這樣既能確保運行方式安排科學(xué)合理，又能極大地減輕日檢修運方人員的工作強度、提高工作效率，從而進一步提高電網(wǎng)安全運行水平。

[1]李于劍.Visual C++實踐與提高(圖形圖像編程篇)[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[2]王世禎.電網(wǎng)調(diào)度運行技術(shù)[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，1997.

[3]王成山，王守相，郭 力.我國智能配電技術(shù)展望[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2010，04（1）：7-12.