宋 健，滕井玉

(1.沈陽工程學(xué)院,遼寧沈陽110136；2.南京南瑞繼保電氣有限公司,江蘇南京211102)

隨著電網(wǎng)建設(shè)速度加快，運行人員相對減少，分?jǐn)偟矫總€運行人員的工作隨之增加。如何解決由于運行人員減少與運行壓力增大之間的矛盾，是變電運行亟需解決的一大課題。文獻(xiàn)[1-4]對操作票生成系統(tǒng)進(jìn)行了研究，從不同的方面為操作票生成提出了方法，但是沒有考慮程序化操作，對倒母操作、二次設(shè)備的程序化操作也沒有提出很好的解決方案。程序化操作的應(yīng)用，可以減少大量的中間環(huán)節(jié)，提高倒閘操作效率，同時在很大程度上避免了人為因素的誤操作，為變電站安全運行提供可靠保障。在工程實施過程中，程序化操作步驟的定義是個繁瑣易出錯的過程，為減少開票環(huán)節(jié)的錯誤、提高開票效率，開發(fā)了智能操作票生成和管理系統(tǒng)。智能操作票生成和管理系統(tǒng)充分利用高性能計算機強大的圖形化界面功能和資深運行人員豐富的運行經(jīng)驗，根據(jù)運行方式安排和電網(wǎng)實際運行情況正確編寫各種類型的操作票，運行人員只需進(jìn)行簡單的鼠標(biāo)操作就可開出操作票。

1 系統(tǒng)特點

該系統(tǒng)是1套包括操作票生成和管理的綜合應(yīng)用系統(tǒng)，具有智能開票、防誤校驗、操作票管理、統(tǒng)計分析等功能，主要特點如下所示。

（1）智能性。系統(tǒng)通過規(guī)則推理能自動開出絕大部分日常運行所需要的操作票，隨著規(guī)則庫的不斷積累，出票正確率將會越來越高，從而可以減輕運行人員出票的壓力，幫助運行人員提高出票的正確性，更好地做好防誤判斷，提高運行人員的操作水平。

（2）自我學(xué)習(xí)。智能操作票生成和管理系統(tǒng)具有自我學(xué)習(xí)能力。對于相似的間隔進(jìn)行相同操作時，不需要對每個間隔都一步步地擬寫操作票，可選擇一個典型的間隔進(jìn)行開票，然后通過自我學(xué)習(xí)，可以得到和這一間隔具有相同功能的其他間隔的操作票，避免了重復(fù)勞動，極大地減少了工作量。

（3）多種操作步驟類型。智能操作票生成和管理系統(tǒng)在開票時除了可以生成遙控操作步驟、置數(shù)操作步驟、電腦鑰匙操作步驟、提示操作步驟外，還可生成順控操作步驟。執(zhí)行順控步驟時不需到運行界面上執(zhí)行，可在操作票系統(tǒng)的執(zhí)行窗口直接執(zhí)行。

（4）多種開票方式。具備多種開票方式，如圖形開票、手工開票、典型票開票、智能開票等。多種開票方式互為補充，運行人員可針對具體任務(wù)具體分析，選擇最快捷的方式進(jìn)行開票。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該系統(tǒng)由3層體系組成，分別為表示層、邏輯層、數(shù)據(jù)層。

2.1 表示層

表示層面向用戶，由操作票系統(tǒng)主界面、維護(hù)定制界面、圖形系統(tǒng)構(gòu)成。運行人員在操作票系統(tǒng)主界面上進(jìn)行開票、執(zhí)行、管理等日常操作，是最常用的人機界面。運行人員在維護(hù)定制界面上進(jìn)行個性化的定制工作，例如，編輯打印模板，錄入專家知識庫，配置不同角色的權(quán)限等。圖形系統(tǒng)反應(yīng)當(dāng)前SCADA系統(tǒng)的實時狀態(tài)。通過在接線圖上對設(shè)備的鼠標(biāo)操作，選取合適的操作任務(wù)形成操作票。圖形開票是開票的最常用方式，具有方便、快捷、直觀的特點。

2.2 邏輯層

邏輯層是應(yīng)用功能的實現(xiàn)層，由操作票生成、高級應(yīng)用分析、圖形交互接口、實時系統(tǒng)接口等模塊構(gòu)成。

（1）操作票生成。由推理機模塊、防誤校驗、多任務(wù)沖突校驗、模擬預(yù)演等功能模塊構(gòu)成，是智能操作票生成和管理系統(tǒng)的核心模塊。

（2）高級應(yīng)用分析。對當(dāng)前SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浞治?，獲取當(dāng)前操作對象的拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

（3）圖形交互接口。通過圖形交互接口和圖形系統(tǒng)進(jìn)行交互，得到操作對象、操作任務(wù)等信息。

（4）實時系統(tǒng)接口。在操作時，通過實時系統(tǒng)接口獲取當(dāng)前SCADA系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)。操作票系統(tǒng)將從SCADA系統(tǒng)獲取的遙測、遙信等實時數(shù)據(jù)作為開票和執(zhí)行的基礎(chǔ)。

2.3 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層由專家知識庫、管理數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫構(gòu)成。專家知識庫包括操作規(guī)則庫、操作術(shù)語庫、防誤規(guī)則庫等信息。管理數(shù)據(jù)庫包括操作票記錄、權(quán)限數(shù)據(jù)等管理信息。實時數(shù)據(jù)庫包括SCADA實時數(shù)據(jù)庫和拓?fù)鋷臁?/p>

3 系統(tǒng)功能

3.1 智能開票

在畫面上選擇需操作的設(shè)備和操作任務(wù)，根據(jù)設(shè)備本身及相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)，通過匹配操作規(guī)則庫，系統(tǒng)自動得出一系列的操作序列，智能地生成1張完整的操作票。智能開票可以描述為以下3個步驟：

(1)根據(jù)畫面上選擇的設(shè)備和操作任務(wù)到典型票庫中查找，如果匹配到典型票，則裝載典型票，保存為未審票；如果沒有匹配到典型票，執(zhí)行第2步。

(2)根據(jù)在畫面上選擇的設(shè)備和操作任務(wù)到已校驗的順控流程定義庫中查找，如果匹配到順控流程定義，則裝載順控流程定義，擬票人根據(jù)具體任務(wù)進(jìn)行編輯，如添加提示步驟，然后保存為未審票；如果沒有匹配到順控流程定義，執(zhí)行第3步。

(3)根據(jù)在畫面上選擇的設(shè)備和操作任務(wù)到操作規(guī)則庫中查找操作規(guī)則、操作術(shù)語，得到這個特定任務(wù)的操作規(guī)則列表，然后用實際設(shè)備替換操作規(guī)則列表中的模板設(shè)備，得到一系列的實際操作列表。

該系統(tǒng)具有連續(xù)開票的功能?？梢杂洃洈M寫的第1張操作票執(zhí)行后的斷面，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)擬寫第2張操作票。例如第1張票為“芝云4Q03開關(guān)由運行改為冷備用”，這張操作票擬寫完畢后，可在此基礎(chǔ)上繼續(xù)擬寫第2張票 “芝云4Q03開關(guān)由冷備用改為運行”。開票時如果某個設(shè)備的狀態(tài)不滿足，可以通過人工置位使其狀態(tài)滿足，如果設(shè)備組合態(tài)不滿足，可以置設(shè)備組合態(tài)。例如需要擬寫1張“芝云4Q03開關(guān)由運行改為冷備用”的操作票，但當(dāng)前4Q03開關(guān)不在運行態(tài)，而是熱備用態(tài)，此時可以將4Q03開關(guān)置為運行態(tài)，然后再擬寫“芝云4Q03開關(guān)由運行改為冷備用”的操作票。

典票庫中的順控流程有時不能適應(yīng)各種非典型方式，開票系統(tǒng)能夠根據(jù)現(xiàn)場運行方式自動適應(yīng)需要進(jìn)行的操作。自適應(yīng)的方式有2種：

(1)開票時根據(jù)現(xiàn)場運行方式自動選擇需要操作的步驟，能自動判斷不符合項，對已滿足目標(biāo)態(tài)的順控步驟，一次設(shè)備操作自動跳過，二次設(shè)備操作（如壓板之類的操作）自動改成檢查項。

(2)開倒母操作票時，先判斷每個順控步驟的源設(shè)備狀態(tài)是否滿足，若不滿足，提示用戶是否忽略該步操作；再判斷每個順控步驟的目標(biāo)設(shè)備態(tài)是否滿足，若已滿足，提示用戶是否忽略該步操作。

3.2 操作票執(zhí)行

操作票中的步驟可以包含多種類型，如順控、遙控、就地、置數(shù)、提示等。執(zhí)行順控步驟時，操作票系統(tǒng)和順控服務(wù)器交互，順控服務(wù)器是順控任務(wù)的執(zhí)行機構(gòu)。操作票系統(tǒng)執(zhí)行順控步驟時通知順控服務(wù)器需要執(zhí)行的順控流程，順控服務(wù)器查找并解析指定的順控流程，自動生成操作任務(wù)列表，順控服務(wù)器使用SCADA系統(tǒng)、前置系統(tǒng)與裝置進(jìn)行交互，根據(jù)每一步操作任務(wù)對裝置下發(fā)相應(yīng)的操作命令。在執(zhí)行每一步操作任務(wù)時，順控服務(wù)器對執(zhí)行前的狀態(tài)和執(zhí)行后的狀態(tài)進(jìn)行校驗，并進(jìn)行出錯、超時等處理。運行人員可在操作票系統(tǒng)主界面上全程控制順控任務(wù)的執(zhí)行。例如，可以暫停順控過程或繼續(xù)順控過程；當(dāng)順控操作因條件不滿足或其他原因中斷時，可以將操作票打印成紙質(zhì)操作票，作為改常規(guī)操作用的操作票，用人工操作的方式繼續(xù)執(zhí)行中斷步驟以后的操作；程序化操作具備容錯功能，出錯后不立即中止當(dāng)前票的執(zhí)行，提示用戶是否重試，可以將此步驟重復(fù)執(zhí)行幾次。

在順控操作過程中，執(zhí)行到某步順控任務(wù)時會切換到指定的畫面，不需用戶手動切換，方便查看。并對每一步操作任務(wù)進(jìn)行防誤校驗，增強系統(tǒng)的防誤措施。順控任務(wù)執(zhí)行時也具有自適應(yīng)功能，執(zhí)行某步順控任務(wù)時，先判斷其執(zhí)行條件，若滿足，則繼續(xù)執(zhí)行下一步或提示用戶。程序化操作出現(xiàn)異常中斷時，系統(tǒng)會自動保存斷面，待中斷原因查明并解決后，或者人工將該步操作完成后，可以再重新調(diào)用該操作票，繼續(xù)執(zhí)行未操作的程序化步驟，并且在執(zhí)行前，先進(jìn)行安全校核，校核成功才能繼續(xù)執(zhí)行未操作的步驟，若校核失敗，再次彈出中斷操作界面，供運行人員選擇如何處理。

現(xiàn)場操作時，將操作票下傳電腦鑰匙。在是否該上機操作或現(xiàn)場操作完畢時，電腦鑰匙將向操作票系統(tǒng)匯報操作情況。根據(jù)電腦鑰匙上送的操作報文，結(jié)合正執(zhí)行的操作票，操作票系統(tǒng)判斷是否需上機遙控操作。若是，則操作票系統(tǒng)通知SCADA系統(tǒng)執(zhí)行對當(dāng)前操作步驟對應(yīng)設(shè)備的遙控操作 （選錯操作元件將被禁止遙控，同時要求遙控輸入的操作人和監(jiān)護(hù)人名稱密碼與操作票生成時一致，防止誤分合斷路器的事件發(fā)生）。遙控操作完畢且實時遙信狀態(tài)返回正確后，才可進(jìn)行下一步操作。在遙控之后還需電腦鑰匙進(jìn)行現(xiàn)場開鎖時，操作票系統(tǒng)將當(dāng)前操作步驟傳給電腦鑰匙，再進(jìn)行電腦鑰匙的操作。如此反復(fù)，直到整個操作結(jié)束。對于空開等操作對象可以執(zhí)行置數(shù)操作，直接改變其狀態(tài)然后執(zhí)行下一步操作。允許同一變電站內(nèi)多組操作人員打開多張操作票同時執(zhí)行，多個任務(wù)同時執(zhí)行時系統(tǒng)會進(jìn)行沖突校驗，不允許對同一設(shè)備和有邏輯關(guān)聯(lián)的設(shè)備在多個任務(wù)里同時操作。

3.3 維護(hù)定制工具

該系統(tǒng)提供可視化工具給用戶進(jìn)行維護(hù)定制。

（1）操作規(guī)則。為智能開票提供了規(guī)則匹配的依據(jù)。由一系列的規(guī)則和規(guī)則集構(gòu)成智能開票的推理基礎(chǔ)，具體操作票生成時，由推理機模塊調(diào)用實時系統(tǒng)接口讀取實時庫中的設(shè)備屬性和設(shè)備狀態(tài)，調(diào)用高級應(yīng)用分析模塊進(jìn)行接線形式、運行方式等的判斷，將所有得到的信息加上選擇的操作任務(wù)按操作規(guī)則進(jìn)行匹配，匹配出惟一的規(guī)則，進(jìn)行操作票的生成。

（2）操作票文本關(guān)鍵字。一張操作票由若干關(guān)鍵字組成，通過操作票關(guān)鍵字定義來描述操作票文本中可能用到的所有關(guān)鍵字。操作規(guī)則需通過關(guān)鍵字定義將實時庫中設(shè)備的相關(guān)位置描述出來。

（3）操作術(shù)語。各地供電企業(yè)有自己的術(shù)語規(guī)范，為了將操作票描述得準(zhǔn)確與規(guī)范，需要對操作術(shù)語進(jìn)行定制。

（4）防誤規(guī)則。通過對防誤規(guī)則的定制來滿足倒閘操作的“五防”要求。

（5）管理權(quán)限。系統(tǒng)不同的角色有不同的權(quán)限，提供定制工具對權(quán)限進(jìn)行管理。

（6）操作票打印模板。各地供電企業(yè)可根據(jù)當(dāng)?shù)氐墓芾硪?guī)范定制打印模板。

該系統(tǒng)還具有傳統(tǒng)的操作票管理、地線庫管理、操作票打印等功能。

4 結(jié)束語

該系統(tǒng)基于一次接線圖拓?fù)渌阉骱偷湫推弊晕覍W(xué)習(xí)技術(shù)，提供多種開票方式，可以開多種類型的操作步驟的操作票，具有操作票管理、統(tǒng)計分析、仿真培訓(xùn)等一整套完整功能，是智能操作票生成和管理的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于各種電壓等級的變電站，能夠適應(yīng)各種復(fù)雜的現(xiàn)場情況，從實際應(yīng)用看，對電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行水平和運行人員的工作效率都有一定的提高。

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