王琳

(云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650011)

配網(wǎng)圖形化運(yùn)行方式應(yīng)用

王琳

(云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650011)

闡述配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理念、實(shí)現(xiàn)方法以及若干技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)配網(wǎng)圖形化運(yùn)行方式安排進(jìn)行了應(yīng)用研究。

配網(wǎng)；圖形化；運(yùn)方安排

0 前言

目前，地區(qū)供電局配網(wǎng)檢修運(yùn)方安排時(shí)，需要查閱大量的圖形數(shù)據(jù)，為更合理地安排配網(wǎng)運(yùn)行方式，保障配電網(wǎng)的運(yùn)行安全，對(duì)配網(wǎng)圖形化運(yùn)行方式安排進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用研究，開(kāi)發(fā)出一套配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排系統(tǒng)，采用基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪\(yùn)方計(jì)劃智能生成策略、運(yùn)方調(diào)整方案的優(yōu)選排序算法、運(yùn)方安排安全校核算法等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于配網(wǎng)圖形化的智能運(yùn)行方式安排功能。通過(guò)信息化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)運(yùn)行方式安全校核，提高日常檢修運(yùn)方安排的工作效率。

1 配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排研究

配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排系統(tǒng)由以下功能模塊組成：智能運(yùn)方安排、運(yùn)方計(jì)劃安排的數(shù)據(jù)庫(kù)存取處理、運(yùn)方計(jì)劃安排智能生成策略、運(yùn)方調(diào)整方案的優(yōu)選排序算法、運(yùn)方安排安全校核算法、與調(diào)度一體化檢修管理 (OMS)系統(tǒng)接口。每個(gè)功能模塊的技術(shù)內(nèi)容如下：

1.1 智能運(yùn)方安排

運(yùn)方安排是對(duì)未來(lái)運(yùn)行方式進(jìn)行計(jì)劃和安排，研究的是配網(wǎng) “未來(lái)態(tài)”。該技術(shù)內(nèi)容主要是為運(yùn)方員提供方便、快捷的圖形化操作界面，系統(tǒng)自動(dòng)截取防誤操作系統(tǒng)的運(yùn)行方式斷面，結(jié)合目前已經(jīng)開(kāi)出的運(yùn)方安排 (按照時(shí)間先后進(jìn)行自動(dòng)預(yù)置)，為運(yùn)方人員提供一個(gè)圖形化的運(yùn)方安排操作平臺(tái)，在此平臺(tái)上，運(yùn)方人員只要經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的鼠標(biāo)操作和人機(jī)交互，即可生成所需的運(yùn)方安排內(nèi)容。

1.2 運(yùn)方計(jì)劃安排的數(shù)據(jù)庫(kù)存取

系統(tǒng)設(shè)計(jì)了專(zhuān)門(mén)用于存儲(chǔ)運(yùn)方計(jì)劃安排的數(shù)據(jù)庫(kù)表，包括：停電設(shè)備名稱(chēng)、計(jì)劃停電時(shí)間、對(duì)應(yīng)OMS系統(tǒng)的申請(qǐng)單編號(hào)、運(yùn)方計(jì)劃安排內(nèi)容等字段。當(dāng)系統(tǒng)完成運(yùn)方計(jì)劃安排后，再回寫(xiě)至OMS自動(dòng)存儲(chǔ)、保存該運(yùn)方計(jì)劃安排的全部?jī)?nèi)容。在后續(xù)進(jìn)行計(jì)劃安排時(shí)，可以從該數(shù)據(jù)表中讀取并加載。

1.3 運(yùn)方計(jì)劃安排智能生成策略

設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一套基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪\(yùn)方計(jì)劃智能生成策略，實(shí)現(xiàn)不同條件下電網(wǎng)設(shè)備的各種運(yùn)方安排的智能生成。系統(tǒng)根據(jù)不同設(shè)備、不同操作目的進(jìn)行設(shè)計(jì)。電網(wǎng)設(shè)備包括斷路器、主變、線路、電容器等；操作目的包括停電方式、旁路代方式、合解環(huán)方式等。

1.4 運(yùn)方調(diào)整方案的優(yōu)選排序算法

運(yùn)方計(jì)劃安排智能生成過(guò)程中，對(duì)于合解環(huán)操作，可能存在多個(gè)合解環(huán)路徑，為了考察各個(gè)合解環(huán)路徑的可行性和優(yōu)劣，需要開(kāi)發(fā)運(yùn)方調(diào)整方案的優(yōu)選排序算法，這個(gè)算法是項(xiàng)目的一個(gè)技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，它根據(jù)圖形拓樸結(jié)構(gòu)自動(dòng)搜索到各個(gè)合環(huán)點(diǎn)，排除一些不可行的合環(huán)點(diǎn)，在剩余的合環(huán)點(diǎn)中根據(jù)優(yōu)先排序原則進(jìn)行篩選和排序，最終將可行的方案按照優(yōu)先順序呈現(xiàn)給使用者。通過(guò)示例來(lái)比較一下工作效率情況：

1.4.1 傳統(tǒng)出線斷路器檢修

1)根據(jù)現(xiàn)有圖形資料，查看有幾個(gè)可以合解環(huán)的點(diǎn)，平均需要花費(fèi)5～10分鐘。

2)記下所有合解環(huán)點(diǎn)對(duì)側(cè)的線路，平均需要花費(fèi)5～10分鐘。

3)查看當(dāng)前該斷路器所帶線路的負(fù)荷情況，1分鐘。

4)一一查看所有可以合解環(huán)點(diǎn)對(duì)側(cè)線路的負(fù)荷情況、額定值，必要時(shí)，還需要查看對(duì)側(cè)線路所在系統(tǒng)主變的負(fù)荷情況，甚至要考慮線路、主變?nèi)旎蚱咛靸?nèi)的負(fù)荷峰值。平均需要10～60分鐘。

5)分別對(duì)可以合解環(huán)的路徑進(jìn)行分析，比較哪個(gè)方案更好，最終確定一個(gè)最佳方案，需要幾個(gè)小時(shí)。

1.4.2 系統(tǒng)計(jì)算

采用系統(tǒng)總的計(jì)算時(shí)間不會(huì)超過(guò)1分鐘。運(yùn)方人員只需要在這些方案上一一點(diǎn)擊即可查看合解環(huán)負(fù)荷情況 (包括合環(huán)前、合環(huán)后、限額等)，節(jié)約了大量時(shí)間。

1.5 運(yùn)方安排安全校核算法

實(shí)現(xiàn)了運(yùn)方安排內(nèi)容的校核，考察運(yùn)方安排是否滿足當(dāng)前防誤模擬屏的防誤邏輯，是否會(huì)引起設(shè)備過(guò)載等。主要校核以下內(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；二是要保證操作過(guò)程中不會(huì)發(fā)生設(shè)備過(guò)載；三是對(duì)運(yùn)方安排的設(shè)備最終狀態(tài)進(jìn)行驗(yàn)證。

1.6 與OMS系統(tǒng)接口

實(shí)現(xiàn)檢修申請(qǐng)的自動(dòng)獲取和智能識(shí)別，以及運(yùn)方安排內(nèi)容的回寫(xiě)。通過(guò)智能識(shí)別檢修申請(qǐng)內(nèi)容后，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)用運(yùn)方安排計(jì)劃生成策略，最終生成運(yùn)方批復(fù)內(nèi)容，并回寫(xiě)至OMS系統(tǒng)。接口的方式如下：調(diào)度OMS系統(tǒng)通過(guò)WebService方式提供接口服務(wù)，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)用WebService接口函數(shù)來(lái)獲取檢修申請(qǐng)單以及回寫(xiě)最終生成的運(yùn)方安排內(nèi)容。

需提供的WebService接口函數(shù)有：按照時(shí)間區(qū)間等參數(shù)查詢(xún)申請(qǐng)單列表，根據(jù)查詢(xún)到的申請(qǐng)單ID獲取申請(qǐng)單內(nèi)容，根據(jù)申請(qǐng)單ID回寫(xiě)運(yùn)方安排內(nèi)容等。

與調(diào)度OMS系統(tǒng)的接口模塊也包含了檢修申請(qǐng)單智能識(shí)別技術(shù)，該技術(shù)具備以下特點(diǎn)：

1)建立了一個(gè)高效的匹配算法，通過(guò)高效的匹配算法，將檢修申請(qǐng)單上的內(nèi)容與系統(tǒng)的設(shè)備名稱(chēng)進(jìn)行匹配，在點(diǎn)擊獲取OMS系統(tǒng)申請(qǐng)單時(shí)快速識(shí)別，用戶(hù)不需要等待。在昆明配網(wǎng)方式，每月都會(huì)有幾百個(gè)檢修申請(qǐng)，每張申請(qǐng)單上的申請(qǐng)?jiān)O(shè)備都要與系統(tǒng)的設(shè)備名稱(chēng)進(jìn)行匹配，需要高效的匹配算法做保障。

2)設(shè)計(jì)了識(shí)別容錯(cuò)機(jī)制。

3)具備多檢修任務(wù)同時(shí)識(shí)別的能力。

4)設(shè)計(jì)了多次識(shí)別機(jī)制。

2 主要技術(shù)路線

2.1 圖形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析技術(shù)

為了方便使用，將人員的干預(yù)降為最低，系統(tǒng)僅通過(guò)簡(jiǎn)單快捷的方法完成不同方式調(diào)整目標(biāo)的運(yùn)方計(jì)劃安排，這就需要系統(tǒng)具有全面的設(shè)備狀態(tài)和較強(qiáng)的圖形拓樸結(jié)構(gòu)分析能力。

2.2 方案擇優(yōu)排序功能

系統(tǒng)需要開(kāi)發(fā)方式調(diào)整方案篩選、合解環(huán)最優(yōu)方案擇優(yōu)排序功能。該功能首先要根據(jù)圖形拓樸結(jié)構(gòu)自動(dòng)搜索到各個(gè)合環(huán)點(diǎn)，再排出幾個(gè)最優(yōu)方案供運(yùn)行方式人員進(jìn)行決策選擇。

系統(tǒng)采用基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞穆窂剿阉骷夹g(shù)，讀取電網(wǎng)圖形，根據(jù)設(shè)備的連接節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建設(shè)備之間的連接。根據(jù)操作設(shè)備對(duì)象的連接情況，按照指定的搜索條件找到滿足要求的斷開(kāi)點(diǎn)，從而得到物理上可行的供電操作路徑。運(yùn)方計(jì)劃安排智能生成策略包括了運(yùn)方調(diào)整方案的優(yōu)選排序算法，這個(gè)算法也是項(xiàng)目技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)。根據(jù)圖形拓樸結(jié)構(gòu)自動(dòng)搜索到各個(gè)合環(huán)點(diǎn)，先排除一些不可行的合環(huán)點(diǎn)，再在剩余的合環(huán)點(diǎn)中根據(jù)優(yōu)先排序原則進(jìn)行篩選和排序，最終將可行的方案按照優(yōu)先順序呈現(xiàn)給使用者。它包含兩部分內(nèi)容：排除算法和優(yōu)選算法。

2.2.1 排除算法

是指不滿足給定條件之一時(shí)就予以排除。給定條件是根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行條件、調(diào)度規(guī)程以及配調(diào)運(yùn)方安排經(jīng)驗(yàn)整理出來(lái)的。排除的條件有：禁止合解環(huán)的開(kāi)關(guān) (如未核相)、限電開(kāi)關(guān)或者經(jīng)過(guò)潮流分析估算會(huì)造成設(shè)備越限等。排除算法的流程圖如圖1所示。

圖1 排除算法流程圖

2.2.2 優(yōu)選排序算法

是對(duì)方案進(jìn)行排序，優(yōu)先順序按照電網(wǎng)運(yùn)行條件、方式變化前后的潮流分布和運(yùn)方安排經(jīng)驗(yàn)整理出若干要素，對(duì)這些要素設(shè)定不同等級(jí)的權(quán)值，然后對(duì)各個(gè)方案進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)權(quán)值大小進(jìn)行排序。

例如：合解環(huán)線路是同一母線供電時(shí)，進(jìn)行合解環(huán)時(shí)潮流相對(duì)較小，所有優(yōu)先級(jí)比較高。其它的還有：能保持雙電源用戶(hù)雙路電源者優(yōu)先、開(kāi)閉所開(kāi)關(guān)優(yōu)先于柱上開(kāi)關(guān)、負(fù)荷比較輕的線路優(yōu)先、路徑近者優(yōu)先等。根據(jù)這些條件的情況來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)，等級(jí)越高越優(yōu)先，權(quán)值越大，最后分別計(jì)算每個(gè)方案的權(quán)值總和，權(quán)值越大方案的優(yōu)先級(jí)越高。計(jì)算權(quán)值示例如下：

等級(jí)1：負(fù)荷電流小于額定值的80%，權(quán)值為2?1 000(R1)。

等級(jí)2：兩路電源保持，權(quán)值為 4?1 000 (R2)。

等級(jí)3：開(kāi)閉所或變電站開(kāi)關(guān)，權(quán)值為8?1 000(R3)。

等級(jí)4：同一母線，權(quán)值為16?1 000(R4)。

等級(jí)n：。。。

總權(quán)值∑R=R1+R2+R3+R4+…，權(quán)值越大越優(yōu)先。

2.3 安全校核算法

運(yùn)方安排生成后的安全校核算法的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。系統(tǒng)按運(yùn)方安排方式的先后順序自行逐行校核防誤邏輯，同時(shí)從實(shí)時(shí)系統(tǒng)獲取變電站線路負(fù)荷情況，估算配網(wǎng)負(fù)荷重新分配后是否會(huì)有設(shè)備越限，超過(guò)允許值時(shí)提出警示。

2.3.1 安全校核原則

1)按方式調(diào)整的順序先后逐個(gè)驗(yàn)證。

2)驗(yàn)證結(jié)論應(yīng)與操作方法對(duì)應(yīng)，合解環(huán)不能有停電設(shè)備發(fā)生，停電操作要提供停電范圍供核對(duì)。

2)校核結(jié)束，提供最終保護(hù)狀態(tài)報(bào)文供核對(duì)。

4)合解環(huán)時(shí)簡(jiǎn)單負(fù)荷電流計(jì)算，合理的調(diào)整方式，均不能發(fā)生設(shè)備越限。

5)驗(yàn)證不能通過(guò)時(shí)，提供原因報(bào)文供分析。

2.3.2 安全校核算法設(shè)計(jì)

1)在操作執(zhí)行過(guò)程中，檢查操作的正確性。按照調(diào)度規(guī)定，為各種操作設(shè)定不同的約束條件，當(dāng)執(zhí)行這些操作時(shí)，逐一驗(yàn)證操作是否滿足約束條件。這些約束條件是依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥詣?dòng)生成的，是系統(tǒng)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，檢查操作后的狀態(tài)是否滿足任務(wù)目的。包括是否會(huì)過(guò)載、合解環(huán)是否會(huì)出現(xiàn)得失電情況、是否會(huì)導(dǎo)致雙電源用戶(hù)失電、操作執(zhí)行后設(shè)備的最終狀態(tài)是否正確等。

3)校核時(shí)自動(dòng)提取該運(yùn)方安排開(kāi)工時(shí)的時(shí)間斷面進(jìn)行防誤邏輯檢查，以驗(yàn)證在時(shí)間上存在重疊的多個(gè)運(yùn)方計(jì)劃安排之間是否存在影響。包含兩個(gè)內(nèi)容：一是其它已開(kāi)運(yùn)方是否影響到本次運(yùn)方安排；二是本次運(yùn)方安排是否對(duì)其它已開(kāi)運(yùn)方造成影響。校核的結(jié)果通過(guò)圖形化的界面顯示出來(lái)，對(duì)于不滿足防誤要求的操作給出警告框提示。

2.4 申請(qǐng)單內(nèi)容的智能識(shí)別

系統(tǒng)通過(guò)接口直接從OMS系統(tǒng)中讀取檢修申請(qǐng)單，并智能識(shí)別申請(qǐng)單的設(shè)備名稱(chēng)、停電區(qū)間、停電時(shí)間等，從而自動(dòng)定位至配網(wǎng)拓?fù)渖线M(jìn)行智能生成運(yùn)方安排。較高的識(shí)別率將有助于提升系統(tǒng)的易用性和實(shí)用性。

3 應(yīng)用效果

配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排系統(tǒng)在昆明供電局投入應(yīng)用后，方式人員通過(guò)簡(jiǎn)單的圖形界面點(diǎn)擊操作和信息交互，即可生成各種運(yùn)方安排內(nèi)容，提高了配網(wǎng)方式人員的勞動(dòng)生產(chǎn)率。生成運(yùn)方安排可有兩種操作方法，一種是從調(diào)度OMS系統(tǒng)自動(dòng)獲取檢修申請(qǐng)單，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別 (或手工干預(yù))后由系統(tǒng)根據(jù)檢修申請(qǐng)單的要求生成；第二種是由運(yùn)方人員根據(jù)需要，直接在圖形上點(diǎn)選設(shè)備，告知運(yùn)方安排目的，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成。利用運(yùn)方安排安全校核算法可對(duì)運(yùn)行方式安排進(jìn)行校核，及時(shí)提醒方式人員可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤，確保電網(wǎng)安全運(yùn)行。運(yùn)方計(jì)劃安排智能生成過(guò)程中，對(duì)于合解環(huán)操作，可能存在多個(gè)合解環(huán)路徑，為了考察各個(gè)合解環(huán)路徑的可行性和優(yōu)劣，先排除一些不可行的合環(huán)點(diǎn)，在剩余的合環(huán)點(diǎn)中根據(jù)優(yōu)先排序進(jìn)行篩選和排序，最終將可行的方案按照優(yōu)先順序呈現(xiàn)給使用者。通過(guò)合解環(huán)操作、轉(zhuǎn)供電分析，可以減少用戶(hù)停電時(shí)間，有效提高供電可靠性，應(yīng)用效果良好。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)配網(wǎng)圖形化運(yùn)方安排的研究應(yīng)用，使得運(yùn)方安排工作具備一定的智能化水平，通過(guò)圖形化方式生成運(yùn)方安排內(nèi)容，同時(shí)對(duì)運(yùn)方安排內(nèi)容進(jìn)行安全校核，為運(yùn)方人員擬寫(xiě)的運(yùn)行方式安排提供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(yàn)主觀判斷的狀況，可有效防止誤安排運(yùn)行方式事件的發(fā)生。通過(guò)本項(xiàng)目的研究應(yīng)用，使運(yùn)方安排工作從手工階段逐步過(guò)渡到圖形化、信息化階段，順應(yīng)了當(dāng)前智能電網(wǎng)的發(fā)展潮流，為確保電網(wǎng)安全、提高供電可靠性提供了技術(shù)保障。

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Research on Graphical Distribution Network's Application in Arrangement of Operation Mode

WANG Lin
(Yunnan Kunming Power Supply Bureau，Kunming 650011)

The article elaborate the design idea of system、implementary method and some technical key points about graphical distribution network’s Application in Arrangement of operation mode in Kunming，and research of application in graphical distribution network’s arrangement of operation mode.

distribution network；graphical；arrangement of operation mode

TM76

B

1006-7345(2014)04-0096-05

2014-03-18

王琳 (1968)，女，高級(jí)工程師，云南電網(wǎng)公司昆明供電局，從事調(diào)度管理、自動(dòng)化、調(diào)度信息化方面研究工作 (e-mail) kmyuer＠163.com。