包義釗, 覃禹銘, 任庭昊

(貴州電網(wǎng)有限責任公司 遵義供電局， 貴州 遵義 563000)

0 引言

中國南方電網(wǎng)有限責任公司致力于推進“調(diào)控一體化”，以科學合理地管理、運行電網(wǎng)?！耙惑w化”就是借助信息技術(shù)，將地級以上電網(wǎng)所轄的變電站實時信息全面、規(guī)范地呈現(xiàn)在調(diào)度中心并實現(xiàn)遠程控制[1]?！耙惑w化”的高水平建設(shè)需要高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)取決于變電站遠動轉(zhuǎn)發(fā)的遙信、遙測等信息。遠動裝置將站內(nèi)斷路器位置等狀態(tài)量、電流電壓等模擬量以轉(zhuǎn)發(fā)表形式上送調(diào)度監(jiān)控中心，完成電網(wǎng)“一體化”監(jiān)控[2]。

南方電網(wǎng)編印了標準[3]來約束遠動轉(zhuǎn)發(fā)信息的上送，但大部分變電站轉(zhuǎn)發(fā)信息仍不能滿足要求，存在不全面、不規(guī)范等問題，需要進行核查、梳理整改，工作的核心在于對照標準篩查遠動轉(zhuǎn)發(fā)表。對地級電網(wǎng)的變電站規(guī)模而言，核查梳理的工作量巨大且過程中存在大量非核心步驟的重復性操作。本研究對信息核查過程進行了拆解，分析了實際需求，基于Python和Qt實現(xiàn)非核心步驟的自動操作，極大地減輕了工作強度。

1 需求分析

1.1 人工梳理概況

南方電網(wǎng)現(xiàn)行標準將變電站按電壓等級分類、以間隔為單位，詳細約束了主變高中低、線路、容抗器等間隔遙測、遙信的命名規(guī)范以及信息完整性要求，對于智能站的遙測、遙信做了特殊要求[4-5]。需要注意的是，不同電壓等級的變電站，相同電壓等級間隔的信息轉(zhuǎn)發(fā)要求存在差異。

人工梳理是以上述標準為依據(jù)，檢查轄區(qū)內(nèi)所有變電站遠動轉(zhuǎn)發(fā)表。首先依照標準制作變電站規(guī)范信息表，然后按照標準進行核查并標注問題，最后匯總?cè)締栴}，形成報告并安排整改。

工作人員梳理并匯總形成報告的難點及重復性工作如下。

(1) 按標準核實某變電站的所有間隔，以間隔為單位形成該變電站規(guī)范信息表，該表完整、規(guī)范地涵蓋了該站需要上送的所有遙信遙測；

(2) 根據(jù)信息表，逐間隔從遠動轉(zhuǎn)發(fā)表中查找該間隔要求的信息，將轉(zhuǎn)發(fā)序號、信息描述等復制到標準信息表中并標注已知的問題；

(3) 按照格式匯總報告問題。

顯然，判斷遠動轉(zhuǎn)發(fā)表中的遙信遙測是否符合標準信息表要求以及命名是否規(guī)范是核心環(huán)節(jié)，其他的操作如：復制、粘貼、標注、匯總等均為重復性操作，為非核心步驟，宜設(shè)計程序替代。

1.2 初步設(shè)計

自動化主站系統(tǒng)中繪制了電網(wǎng)模型，包含變電站電壓等級及所屬間隔等信息，可用于生成變電站標準信息表。因模型和標準要求之間存在差異，生成標準信息表需要人為干預，以保證標準信息表的準確無誤。輔助程序整體框架，如圖1所示。

圖1 輔助程序整體框架

輔助程序整體流程如下。

(1) 根據(jù)導出的電網(wǎng)間隔模型文件，生成變電站間隔列表；

(2) 根據(jù)間隔列表，人工核實圖模，自動生成規(guī)范要求的全站標準信息表；

(3) 導入標準信息表、變電站轉(zhuǎn)發(fā)表，逐間隔核實轉(zhuǎn)發(fā)表情況；

(4) 全站核查結(jié)果匯總并生成報告。

Python語言以其突出的簡潔性、易讀性以及可擴展性，備受廣大程序開發(fā)者喜愛，本研究基于Python和Qt設(shè)計開發(fā)了相關(guān)腳本、桌面程序[6]。

2 模塊設(shè)計及實現(xiàn)

2.1 間隔列表生成腳本

標準文件按變電站電壓等級給出了廠站間隔類別，每一類別對遙信、遙測的要求均不相同。為便于標準信息表的生成，需對變電站所有間隔按照間隔類別羅列，輸出符合標準文件的分類列表。因標準文件對智能化變電站轉(zhuǎn)發(fā)表有特殊要求，需要判斷變電站是否為智能化變電站，并在列表中予以體現(xiàn)。

從自動化系統(tǒng)導出電網(wǎng)模型文件，按電壓等級、關(guān)鍵字匹配等規(guī)則處理電網(wǎng)模型，羅列各類別包含的間隔，輸出基本符合變電站實際情況(待人工根據(jù)一次接線圖核證)的間隔列表。腳本最終輸出以變電站為單位的間隔列表csv文件，并按電壓等級存儲于不同文件夾。

2.2 標準信息表生成程序

生成標準信息表前，需核實間隔列表的圖模一致性，并更正列表中命名錯誤、不規(guī)范、分類錯誤、間隔多缺等進行更正，保證最終用于生成全站標準信息表的間隔列表的準確性。2.1節(jié)中腳本的輸出結(jié)果為csv文件，不便于核對和修改，故采用Qt繪制人機交互界面，如圖2所示。

點擊“導入間隔列表”，導入腳本生成的間隔列表，按類別縱向羅列，以便逐類核對一次接線圖，若間隔列表存在問題，直接在單元格中更改。為提高軟件通用性，使其不受調(diào)度自動化系統(tǒng)品牌的限制，該環(huán)節(jié)設(shè)計了手工填寫間隔列表的功能：點擊“填寫220kV/110kV間隔列表”按鈕，分別按標準填寫間隔列表即可。填寫完成間隔列表后，點擊“生成標

圖2 標準信息表生成程序人機交互界面

準信息表”，完成該變電站的標準信息表的生成，輸出結(jié)果為excel文件。

標準信息表的生成方式，如圖3所示。

圖3 標準信息表生成方法示意

按標準文件整理出各電壓變電站間隔遙信、遙測的具體規(guī)范明細并以配置文件形式嵌入軟件；梳理各電壓等級變電站的標準信息表輸出模板，在模板excel文件中為所有間隔列表中的類別創(chuàng)建對應的sheet，以便分類、有序存儲該站的所有間隔。

程序首先遍歷間隔列表，選擇對應電壓等級的輸出模板，按類別復制遙信、遙測規(guī)范明細到輸出模板對應sheet內(nèi)并將明細中的間隔名更名為相應間隔，直至該類別間隔均復制完成，再開始下一類別的間隔明細復制過程，當所有間隔類別均復制完成，則輸出該站標準信息表。

2.3 信息梳理輔助程序

輔助程序的主要功能是剝離梳理過程中的非核心步驟并通過程序自動完成非核心步驟的操作，如前文所述，非核心步驟包括查找、標注等重復性工作。輔助程序的交互界面，如圖4所示。

圖4 輔助程序人機交互界面示意圖

程序中，將標準信息表中的每一條遙信、遙測稱為：“規(guī)則”，將變電站遠動轉(zhuǎn)發(fā)表中的遙信、遙測稱為“匹配項”，界面分為數(shù)據(jù)導入?yún)^(qū)、當前狀態(tài)區(qū)、操作區(qū)和操作結(jié)果區(qū)。

2.3.1 數(shù)據(jù)導入?yún)^(qū)

彈出文檔選擇窗口將數(shù)據(jù)輸入過程圖像化，便于標準信息表中“規(guī)則”和遠動轉(zhuǎn)發(fā)表中“匹配項”的輸入。在輸入環(huán)節(jié)，編寫設(shè)計I/O函數(shù)對csv和excel文件進行讀入操作[7]，讀入數(shù)據(jù)后首先檢驗標準信息表和轉(zhuǎn)發(fā)表屬于同一變電站，然后將讀入數(shù)據(jù)按遙信、遙測分別存儲在相應數(shù)組內(nèi)，對于標準信息表中“規(guī)則”的處理，還涉及檢索環(huán)關(guān)鍵詞的提取。

事實上，輔助程序輸出的文件就是導入的標準信息表excel文件，只是在該文件中補充填寫了所有“規(guī)則”是否存在對應“匹配項”以及其他信息，該環(huán)節(jié)需要編寫excel的寫操作I/O函數(shù)。為便于代碼管理，凡涉及文件讀寫操作、輸出保存等操作的函數(shù)均放置在此區(qū)域代碼區(qū)。

2.3.2 當前狀態(tài)區(qū)

放置在界面左側(cè)，顯示導入的“規(guī)則”和“匹配項”總數(shù)、完成數(shù)、剩余數(shù)等信息，左側(cè)主框顯示所有的剩余“規(guī)則”，可拖動查看。該區(qū)域的附屬函數(shù)主要是界面信息的更新函數(shù)，對選中規(guī)則、“規(guī)則”及“匹配項”數(shù)據(jù)量、剩余規(guī)則等顯示信息進行實時、準確地更新。

2.3.3 操作區(qū)

放置在界面右側(cè)，梳理核對工作主要是根據(jù)“規(guī)則”的關(guān)鍵詞檢索遠動轉(zhuǎn)發(fā)表中的“匹配項”，人工對檢索結(jié)果進行匹配，操作區(qū)的操作如下。

(1) 輸入關(guān)鍵詞進行檢索；

(2) 選擇檢索結(jié)果中符合規(guī)則描述的匹配項；

(3) 確認完成匹配工作，對于未確認的檢索和匹配在當前階段均可撤銷。

讀入數(shù)據(jù)后，程序自動載入第一條“規(guī)則”，用提取到的默認關(guān)鍵詞檢索“匹配項”，檢索結(jié)果展示于右側(cè)下拉框，人工在檢索結(jié)果中篩選最匹配的結(jié)果，雙擊結(jié)果填入“選中的匹配項”，點擊“完成匹配”將“規(guī)則”和選中的“匹配項”進行關(guān)聯(lián)，結(jié)束本條“規(guī)則”的核查，自動進入下一條“規(guī)則”梳理，同時將關(guān)聯(lián)完成的“規(guī)則”和“匹配項”移出規(guī)則數(shù)組和匹配項數(shù)組。

檢索支持多關(guān)鍵詞檢索，多關(guān)鍵詞用空格隔開即可，程序開始下一條規(guī)則梳理時，自動檢索默認關(guān)鍵詞，檢索方式為“OR”運算，若對檢索結(jié)果不滿意，可手動輸入新的關(guān)鍵詞組重新“OR”查找，查找范圍為全“匹配項”。當檢索結(jié)果較多時，可以輸入關(guān)鍵詞組對檢索結(jié)果進行“AND”檢索，進一步縮小篩選范圍。在“AND”檢索函數(shù)的實現(xiàn)上采用遞歸方式降低運算復雜度。

2.3.4 操作結(jié)果區(qū)

放置于界面下方，顯示已經(jīng)完成匹配的“規(guī)則”的展示，對匹配結(jié)果存疑的，可雙擊撤銷該“規(guī)則”的匹配關(guān)系，同時該“規(guī)則”退回剩余“規(guī)則”下拉框中，將退回的“規(guī)則”和“匹配項”加入規(guī)則數(shù)組和匹配項數(shù)組中。

當該變電站的規(guī)則數(shù)組、匹配項數(shù)組中至少一個為空時，結(jié)束該變電站的梳理核查工作，提示工作人員并將核查結(jié)果自動生成報告文檔，以excel格式輸出到指定位置。輔助程序的流程圖，如圖5所示。

圖5 輔助程序流程圖

3 總結(jié)

本研究所設(shè)計的輔助軟件已應用于遵義供電局所屬變電站的遙信、遙測梳理核查工作，顯著提升了工作效率，以含有23個間隔的某220 kV變電站為例，全過程人工核對需要1人1.5個工作日，采用輔助軟件梳理該站，只需1人1個小時左右即可完成全過程。另一方面，工作人員在梳理過程不再重復處理枯燥的復制、粘貼、匯總等工作，而是全身心投入梳理工作的核心環(huán)節(jié)，減低了心理干擾，提升了梳理質(zhì)量。此外，本軟件適用于其他品牌調(diào)度自動化主站系統(tǒng)，具有良好的可推廣性。

另一方面，在輔助軟件的使用過程中發(fā)現(xiàn)，某一變電站的相同電壓等級間隔的遙信、遙測有很大可能是類似的，因為這些間隔是同批次設(shè)計、驗收、投運的，在配置遠動轉(zhuǎn)發(fā)表時一般采用復制粘貼再局部修改的方式進行配置。輔助軟件在處理此類間隔的梳理核查過程中，在判斷遙信、遙測是否符合現(xiàn)行規(guī)范也存在“重復性”，消耗了部分時間，在下一步的工作中，可以嘗試添加具有記憶功能的智能判斷機制，根據(jù)以往的判斷結(jié)果，自動完成匹配，進一步提升工作效率。