摘 要：配電網(wǎng)的接線方式越來越復(fù)雜，調(diào)度操作票的制定越來越頻繁，調(diào)度員越來越難于掌控這日益復(fù)雜的配電網(wǎng)系統(tǒng)，配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行問題顯得日益嚴(yán)峻。文章針對(duì)配電網(wǎng)的上述特點(diǎn)，探討了配電網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成的間隔分析、潮流方向識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)，采用專家系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)調(diào)度操作票的智能生成，便于輔助調(diào)度員減輕工作強(qiáng)度、提高工作效率，有效防止誤調(diào)度事故，提升配電網(wǎng)安全管理水平。

關(guān)鍵詞：配電網(wǎng)；智能生成；調(diào)度操作票；綜合防誤

1 概述

在智能電網(wǎng)建設(shè)的大背景下，電力系統(tǒng)的數(shù)字化及自動(dòng)化技術(shù)得到了一定的提升。然而，電網(wǎng)調(diào)度越來越頻繁，調(diào)度操作票制定越來越多，調(diào)度員因?qū)I(yè)技術(shù)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、外部環(huán)境等因素很難應(yīng)對(duì)這日益變化的電網(wǎng)系統(tǒng)[1-2]。為滿足電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，電力生產(chǎn)和調(diào)度部門對(duì)電網(wǎng)調(diào)度操作票系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化和實(shí)用化的需求日益迫切。整個(gè)電網(wǎng)可分為主網(wǎng)和配電網(wǎng)，主網(wǎng)的接線方式比較規(guī)范，易于區(qū)分，且每種接線方式內(nèi)的設(shè)備連接可以采用不同的間隔結(jié)構(gòu)來區(qū)分，間隔內(nèi)設(shè)備間的操作序列相對(duì)比較固定，易于自動(dòng)生成電氣倒閘操作票，自八十年代中期以來，經(jīng)過電網(wǎng)調(diào)度領(lǐng)域的研究人員和運(yùn)行人員不斷改進(jìn)，主網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成系統(tǒng)已經(jīng)日趨完善，達(dá)到了實(shí)用化的水平[3-5]。而配電網(wǎng)（文章中主要指10kV線路，以下相同）牽涉的人員廣，設(shè)備類型多樣，接線方式比較復(fù)雜、多變、不規(guī)范，且每種接線方式內(nèi)的設(shè)備連接錯(cuò)綜復(fù)雜，很難用固定的間隔結(jié)構(gòu)來區(qū)分，給配電網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成系統(tǒng)的開發(fā)帶來了很大的困難。文章針對(duì)配電網(wǎng)的上述特點(diǎn)，借鑒主網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成系統(tǒng)的開發(fā)模式，將對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行一些有益的探索并實(shí)現(xiàn)配電網(wǎng)調(diào)度操作票的智能生成。

2 關(guān)鍵技術(shù)

操作票的智能生成一般采用專家系統(tǒng)技術(shù)[6-7]，結(jié)合電網(wǎng)操作規(guī)則及經(jīng)驗(yàn)構(gòu)成的規(guī)則庫(kù)和知識(shí)庫(kù)，開出符合電網(wǎng)操作規(guī)程的操作系列[8-10]，其中如何將知識(shí)庫(kù)與規(guī)則庫(kù)有機(jī)的結(jié)合起來，是操作票智能生成的關(guān)鍵。知識(shí)庫(kù)也可稱事實(shí)庫(kù)，是基于電氣一次接線圖的設(shè)備基本信息和拓?fù)溥B接信息，也包括設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時(shí)信息。構(gòu)建知識(shí)庫(kù)是整個(gè)操作票智能生成系統(tǒng)的基礎(chǔ)，文章把從一次接線圖中歸納總結(jié)出符合電網(wǎng)操作規(guī)則的固定結(jié)構(gòu)作為間隔知識(shí)的過程，稱為間隔分析；把從一次接線圖中識(shí)別出設(shè)備的電流流向過程，稱為設(shè)備潮流方向的識(shí)別。

2.1 間隔分析

間隔是由若干相互關(guān)聯(lián)的設(shè)備與設(shè)備之間的連接而組成的設(shè)備集合。在電網(wǎng)一次接線方式中，一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的間隔一般由一個(gè)斷路器、兩個(gè)隔離開關(guān)及兩個(gè)接地開關(guān)組成，該類間隔在主網(wǎng)中比較常見，在配電網(wǎng)中比較少見。盡管配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式復(fù)雜多變，還是存在一些其它固定的結(jié)構(gòu)組合，如柱上斷路器與隔離開關(guān)、柜內(nèi)負(fù)荷開關(guān)與接地開關(guān)、支路隔離開關(guān)與熔斷絲等，相應(yīng)的間隔模型結(jié)構(gòu)如圖1所示。

配電網(wǎng)的接線方式錯(cuò)綜復(fù)雜，如鏈型接線、T型接線、輻射型接線、環(huán)網(wǎng)型接線、單環(huán)網(wǎng)接線、雙環(huán)網(wǎng)接線、n供一備接線、多分段n聯(lián)絡(luò)型接線等，每種接線方式中即使存在某些間隔結(jié)構(gòu)，但各間隔結(jié)構(gòu)間沒有明顯的區(qū)分標(biāo)志，比如環(huán)網(wǎng)柜間聯(lián)絡(luò)間隔、饋線上分段器間隔等，因此很難從配電網(wǎng)的一次接線圖中識(shí)別出間隔結(jié)構(gòu)來。針對(duì)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，給出了如下三種區(qū)分間隔的方式：

（1）常用間隔繪制：在一次接線圖的繪制過程中，采用固定間隔一次繪制的方式，并保存相應(yīng)的間隔信息；（2）繪制間隔標(biāo)志：在一次接線圖繪制過程中，在固定間隔間繪制間隔標(biāo)志，通過識(shí)別最近間隔標(biāo)志來確定間隔結(jié)構(gòu)；（3）手動(dòng)設(shè)置：開票前手動(dòng)設(shè)置間隔結(jié)構(gòu)。

前兩種方式需要在一次接線圖繪制過程中完成，后一種方式在開票前按需設(shè)置即可。

配電網(wǎng)的設(shè)備類型多種多樣，如開關(guān)類型，根據(jù)作用可分為斷路器、負(fù)荷開關(guān)；根據(jù)功能可分為饋線開關(guān)、聯(lián)絡(luò)開關(guān)、分段開關(guān)、分支開關(guān)；根據(jù)電氣端數(shù)可分為兩端點(diǎn)開關(guān)、三端點(diǎn)開關(guān)、四端點(diǎn)開關(guān)。配電網(wǎng)主要由架空線路和電纜線路組成，架空線路主要由柱上設(shè)備及架空線路段組成，電纜線路主要由配電站房與電纜段組成，其中配電站房包括環(huán)網(wǎng)柜、開關(guān)站、開閉所、配電房、分支箱等，根據(jù)配電網(wǎng)線路組成將間隔分成兩大類：站內(nèi)間隔與架空間隔，站內(nèi)間隔分為站內(nèi)開關(guān)間隔及站內(nèi)母聯(lián)間隔，架空間隔分為架空聯(lián)絡(luò)間隔、架空分段間隔、架空分支間隔，配電網(wǎng)間隔分類如圖2所示。

2.2 潮流方向識(shí)別

據(jù)電網(wǎng)操作規(guī)則，為進(jìn)一步減少誤操作、誤調(diào)度的發(fā)生，電氣設(shè)備的倒閘操作需要按一定的順序執(zhí)行，比如送電操作時(shí)，應(yīng)先合上電源側(cè)隔離開關(guān)，后合上負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)；停電操作時(shí)，應(yīng)先拉開負(fù)荷側(cè)隔離開關(guān)，后拉開電源側(cè)隔離開關(guān)。因此，在操作票智能生成中需要考慮設(shè)備的潮流方向，不同的潮流方向生成的操作系列不同，如何識(shí)別設(shè)備的潮流方向也是操作票智能生成成敗的關(guān)鍵之一。針對(duì)配電網(wǎng)的線路結(jié)構(gòu)，給出了如下三種識(shí)別設(shè)備潮流方向的方式：

（1）基于數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱SCADA系統(tǒng)）的實(shí)時(shí)潮流信息：從SCADA系統(tǒng)直接獲取設(shè)備的潮流信息，依據(jù)流經(jīng)設(shè)備的電流正負(fù)判斷設(shè)備潮流方向的正負(fù)；（2）實(shí)時(shí)潮流計(jì)算分析：從SCADA系統(tǒng)獲取潮流計(jì)算所需的設(shè)備信息及實(shí)時(shí)狀態(tài)信息，進(jìn)行實(shí)時(shí)潮流計(jì)算，根據(jù)潮流分析結(jié)果信息識(shí)別設(shè)備潮流方向；（3）以供電電源的遠(yuǎn)近為依據(jù)：對(duì)單供電電源點(diǎn)的設(shè)備，以距供電電源點(diǎn)最近端至遠(yuǎn)端為潮流正向，反之為負(fù)向。對(duì)多供電電源點(diǎn)的環(huán)路設(shè)備，在無法從SCADA系統(tǒng)獲取潮流信息及不能進(jìn)行實(shí)時(shí)潮流計(jì)算的情況下，需結(jié)合配調(diào)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判斷識(shí)別。

3 實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用

借鑒主網(wǎng)比較成熟的操作票智能生成系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式，文章的配電網(wǎng)線路調(diào)度票智能生成系統(tǒng)采用專家系統(tǒng)方式。知識(shí)庫(kù)主要是設(shè)備的基本信息及來自SCADA系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息，包括系統(tǒng)實(shí)時(shí)分析的間隔信息和潮流方向信息；規(guī)則庫(kù)是從電網(wǎng)操作運(yùn)行規(guī)程、操作規(guī)定和操作員運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)、歸納和提煉出來的規(guī)則信息，其中最主要的是“五防”規(guī)則，文章根據(jù)配電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行的特點(diǎn)，總結(jié)出設(shè)備調(diào)度狀態(tài)規(guī)則、開關(guān)操作規(guī)則、操作任務(wù)匹配規(guī)則，間隔模板規(guī)則；推理機(jī)制為正向推理，采用產(chǎn)生式表示法，根據(jù)配電網(wǎng)的設(shè)備類型及調(diào)度規(guī)程，分為開關(guān)規(guī)則推理、負(fù)載規(guī)則推理、線段規(guī)則推理、母線規(guī)則推理。具體的專家系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

文章采用圖形開票的方式，整個(gè)操作系列的生成流程如圖4所示。

基于公司現(xiàn)有的配網(wǎng)智能一體化綜合防誤系統(tǒng)，間隔分析采用手動(dòng)設(shè)置與自動(dòng)分析相結(jié)合的方式，潮流方向以母線流出或距物理連接電源點(diǎn)的近端至遠(yuǎn)端為正向，在離線狀態(tài)下，以貴州六盤水配網(wǎng)一次接線圖的“楊雙III回”線路為例，進(jìn)行調(diào)度指令操作票開列，如圖5所示，開列出符合電網(wǎng)操作規(guī)程的操作序列，如圖6所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，配電管理水平滯后，給配電網(wǎng)調(diào)度操作票生成系統(tǒng)的開發(fā)帶來了不少難度。文章對(duì)配電網(wǎng)調(diào)度操作票智能生成的間隔分析、潮流方向識(shí)別等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了有益的探討，并采用專家系統(tǒng)的方式實(shí)現(xiàn)了配電網(wǎng)調(diào)度操作票的智能生成，便于輔助調(diào)度員減輕工作強(qiáng)度、提高工作效率，有效防止誤調(diào)度事故，提升配電網(wǎng)安全管理水平。

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作者簡(jiǎn)介：黃建林（1976-），男，江西新干人。高級(jí)工程師，工學(xué)碩士，從事電力安全技術(shù)研究與開發(fā)。

劉國(guó)勇（1975-），男，江西永新人。高級(jí)工程師，主要從事電力安全技術(shù)研究與開發(fā)。