劉東杭 陸昊鵬 安 賽 彭詩航 王嘉昊

（貴州電網(wǎng)有限公司貴安供電局）

0 引言

“兩票”是電力行業(yè)保證安全的基本組織技術(shù)措施，調(diào)度操作設(shè)備采用操作票作為書面依據(jù)，操作票的正確性直接影響人身和設(shè)備的安全，當(dāng)前對(duì)于調(diào)度操作票的審查由調(diào)度員定期進(jìn)行，查票工作量大，效率低，調(diào)度涉及的規(guī)程規(guī)定、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)繁多，且因電網(wǎng)發(fā)展快速，操作模式、規(guī)程規(guī)定變化快，查票標(biāo)準(zhǔn)很難統(tǒng)一，同時(shí)人工查票無法避免人為疏忽，故查票結(jié)論錯(cuò)誤率高的情況時(shí)有發(fā)生，因此，有必要研究一種可以可靠代替人工、通用性強(qiáng)的操作票審查系統(tǒng)。

在操作票審查及防誤方法研究方面，文獻(xiàn)[5]研究了調(diào)度人為誤操作的原因及防范方法，文中指出，操作票三審不嚴(yán)導(dǎo)致操作票不合格、調(diào)度為求工作效率盲目操作是造成調(diào)度誤操作的重要原因[5]，但其解決辦法中提到的建設(shè)智能防誤管理系統(tǒng)，本質(zhì)上是現(xiàn)場設(shè)備“五防”系統(tǒng)邏輯的移植，無法真正減少因人的因素造成的疏漏、錯(cuò)誤。文獻(xiàn)[8]研究了一種電網(wǎng)操作票規(guī)則的提取方法，該方法以降低操作規(guī)則冗余度、提高操作票系統(tǒng)應(yīng)用的靈活性為目標(biāo)，能給調(diào)度員開票提供參考，但該方法屬于開票參考無法實(shí)現(xiàn)操作票防誤的功能。文獻(xiàn)[2]主要研究了操作票的生成方法，該方法基于設(shè)備“五防”系統(tǒng)邏輯建立規(guī)則，無法適配配電網(wǎng)操作票，通用性不強(qiáng)，“五防”邏輯也存在不適用于涉及多個(gè)變電站間復(fù)雜操作規(guī)則的問題。

本文提出了一種基于專家系統(tǒng)的電力調(diào)度操作票審查系統(tǒng)，通過整理電力調(diào)度員實(shí)際工作中涉及的規(guī)程、行業(yè)規(guī)范、工作習(xí)慣設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)規(guī)則庫，設(shè)計(jì)規(guī)則函數(shù)，設(shè)計(jì)操作票分類、電源點(diǎn)識(shí)別、操作邏輯審查方法對(duì)操作票正確性進(jìn)行審查，最后，以配電網(wǎng)操作票為案例，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測試，驗(yàn)證了系統(tǒng)功能及操作票審查方法的可行性。

1 基于專家系統(tǒng)的電力調(diào)度操作票審查系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示，設(shè)計(jì)了由用戶界面、數(shù)據(jù)模型、專家系統(tǒng)組成的三層結(jié)構(gòu)，各層分別通過類函數(shù)封裝，層與層間采用接口進(jìn)行交互，減少系統(tǒng)耦合。用戶界面提供用戶與系統(tǒng)的交互功能，系統(tǒng)的所有功能均可通過用戶的選擇啟動(dòng)流程，操作票審查的最終結(jié)果也會(huì)通過UI界面進(jìn)行展示。數(shù)據(jù)模型層封裝了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)操作邏輯，為規(guī)則庫、操作票、用戶信息以及專家系統(tǒng)推理產(chǎn)生的中間解進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、定期清理等服務(wù)。專家系統(tǒng)是操作票審查系統(tǒng)的核心部分，系統(tǒng)中翻譯機(jī)對(duì)規(guī)則、操作票內(nèi)容、中間解等進(jìn)行人類語言與機(jī)器語言的翻譯，議程分解模塊將整張操作票的審查分解為若干子議題，推理機(jī)根據(jù)規(guī)則對(duì)子議題進(jìn)行推理，最終產(chǎn)生的審查結(jié)果，完成專家系統(tǒng)的操作票審查業(yè)務(wù)流程。

圖1 系統(tǒng)框架圖

1.2 專家系統(tǒng)

本專家系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖2所示，本系統(tǒng)在理想專家系統(tǒng)模型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了知識(shí)規(guī)則庫、議程分解、解釋器、推理機(jī)、翻譯機(jī)作為專家系統(tǒng)的子模塊，其中，知識(shí)規(guī)則庫分為知識(shí)部分和規(guī)則部分，規(guī)則部分以人類專家（電力調(diào)度員）工作所參照的相關(guān)調(diào)度規(guī)程、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、日常工作習(xí)慣為依據(jù)進(jìn)行編寫，知識(shí)部分包含語義分析、推理產(chǎn)生的中間解等內(nèi)容，因此內(nèi)容會(huì)隨著推理流程推進(jìn)而不斷豐富以提高結(jié)論的可信度，縮短求解過程。中間解是在子議程推理過程中產(chǎn)生的會(huì)被其他子議題用到的中間結(jié)論，例如，推理判斷的操作票類型會(huì)作為后續(xù)電源點(diǎn)識(shí)別議題的已知條件。

圖2 專家系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

本文的操作票審查系統(tǒng)推理一般流程為：操作票輸入翻譯機(jī)，翻譯機(jī)將操作票進(jìn)行格式整理為預(yù)設(shè)形式，議程分解模塊對(duì)操作票進(jìn)行分解，推理機(jī)調(diào)用翻譯機(jī)整理后的規(guī)則根據(jù)規(guī)則的論域?qū)ψ幼h程進(jìn)行求解，無解時(shí)再根據(jù)中間解進(jìn)行進(jìn)一步推理，最終得到結(jié)論后將求解過程進(jìn)行解釋機(jī)制記錄后通過翻譯機(jī)將審查結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫并根據(jù)用戶需求在UI界面展示。

2 電力調(diào)度操作票的審查方法

2.1 操作票類型識(shí)別

電力調(diào)度操作票根據(jù)操作票類型的不同，操作票的格式、語言特點(diǎn)均有所區(qū)別，本文根據(jù)操作票規(guī)范用語特點(diǎn)進(jìn)行區(qū)分，劃分方法如圖3所示，首先根據(jù)調(diào)管單位不同分主配網(wǎng)操作票；根據(jù)設(shè)備所在位置分為站內(nèi)設(shè)備操作和線路設(shè)備操作；根據(jù)操作目的劃分為停電、復(fù)電、方式調(diào)整、投運(yùn)，將上述類型進(jìn)行排列組合即為本文對(duì)操作票的分類。

圖3 操作票類型劃分

根據(jù)操作票分類規(guī)則，建立操作票類型識(shí)別基本規(guī)則函數(shù)為：

式中，P為任一操作票類型的隸屬度；k為權(quán)重系數(shù)；TF為正確性判斷得到的布爾值，將所有隸屬度進(jìn)行求和得到支持各結(jié)論的隸屬度，取最大隸屬度的結(jié)論作為推理得到的操作票類型結(jié)果。

主配網(wǎng)有兩套不完全相同的規(guī)程，規(guī)范用語也有所差別，本文根據(jù)操作票的操作任務(wù)、二級(jí)分類、關(guān)聯(lián)檢修申請單類型、操作步驟中術(shù)語的區(qū)別對(duì)主配網(wǎng)操作票進(jìn)行區(qū)分，關(guān)聯(lián)規(guī)則如表1所示。

表1 主配網(wǎng)判斷規(guī)則

2.2 配電網(wǎng)操作票電源點(diǎn)識(shí)別

電力配電網(wǎng)因供電需要，一般建設(shè)的較為復(fù)雜，停復(fù)電操作時(shí)涉及的電源點(diǎn)多，如果未將停電斷線路全部來電方向全部停電并布置安全措施會(huì)對(duì)工作人員造成極大的安全風(fēng)險(xiǎn)，因此本文設(shè)計(jì)配電網(wǎng)操作票電源點(diǎn)識(shí)別功能，該功能分別對(duì)操作步驟和操作任務(wù)進(jìn)行識(shí)別，再對(duì)兩個(gè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，避免停復(fù)電操作時(shí)遺漏電源點(diǎn)。電源點(diǎn)識(shí)別算法流程如圖4所示。

圖4 電源點(diǎn)識(shí)別算法流程圖

首先獲取操作票操作任務(wù)、操作步驟，操作任務(wù)通過語義分析模塊將動(dòng)詞前部分定義為任務(wù)主語，該主語即為操作任務(wù)中的電源點(diǎn)集合，將該電源點(diǎn)集合進(jìn)行分解緩存與操作任務(wù)電源點(diǎn)列表；操作步驟綜合根據(jù)設(shè)備最終操作狀態(tài)、推理得到的操作票類型進(jìn)行推理，規(guī)則函數(shù)為：

式中，Zi為設(shè)備操作后的最終狀態(tài)，例如復(fù)電時(shí)開關(guān)最終合上，停電時(shí)將開關(guān)后段轉(zhuǎn)檢修；L為操作票的停復(fù)電類型；*為合取算子；P為電源點(diǎn)推理得到的結(jié)論。

2.3 操作邏輯識(shí)別

操作邏輯即操作順序，電力設(shè)備的操作順序正確與否關(guān)乎操作人員的人身安全以及被操作設(shè)備的安全，需要重視的三種操作順序錯(cuò)誤為：①帶地線合開關(guān)；②帶負(fù)荷拉合刀閘；③帶負(fù)荷解斷引流線；④帶電合接地。

式（3）為接地操作條件規(guī)則。式中，Dki為電源點(diǎn)開關(guān)位置；Ddi為電源點(diǎn)刀閘位置；Dyi為電源點(diǎn)側(cè)引流線解合情況，即所有來電側(cè)開關(guān)刀閘均在分位或引流線已解斷才能進(jìn)行接地操作。

式（4）為包括刀閘、令克、引流線解斷等設(shè)備的操作條件規(guī)則。式中，Rx為操作前現(xiàn)場操作人員已確認(rèn)具備拉合條件；Rf為已判斷設(shè)備拉合范圍內(nèi)無負(fù)荷，該條件判斷方法包括現(xiàn)場核實(shí)、后續(xù)操作中無相關(guān)負(fù)荷停電操作。

3 案例展示與分析

3.1 案例說明

以如圖5所示的配網(wǎng)線路為例，操作票的操作任務(wù)為將110kVA站10kVAB線001開關(guān)至110kVA站10kVAB線#56桿002開關(guān)段線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修。

圖5 案例接線圖

正確的操作票如下所述。

操作任務(wù)：將110kVA站10kVAB線001開關(guān)至110kVA站10kVAB線#56桿002開關(guān)段線路由運(yùn)行轉(zhuǎn)檢修。

操作步驟：如表2所示。

表2 操作步驟

對(duì)該張操作票進(jìn)行單獨(dú)審查，得到報(bào)告如圖6所示。

圖6 正確操作票審查報(bào)告

3.2 錯(cuò)誤設(shè)置

3.2.1 電源點(diǎn)缺失

將操作票第7步刪除設(shè)置電源點(diǎn)缺失錯(cuò)誤，得到報(bào)告如圖7所示，因操作任務(wù)中識(shí)別到的電源點(diǎn)數(shù)量與操作步驟中不一致，故識(shí)別為不合格操作票。

圖7 電源點(diǎn)缺失報(bào)告

3.2.2 操作順序錯(cuò)誤

將操作步驟中第3步與第5步調(diào)換，設(shè)置帶負(fù)荷拉合刀閘錯(cuò)誤，對(duì)修改后的操作票審查得到結(jié)果如圖8所示，系統(tǒng)識(shí)別到斷開開關(guān)操作在開關(guān)轉(zhuǎn)冷備用之后，將此定義為操作邏輯錯(cuò)誤。

圖8 操作順序錯(cuò)誤報(bào)告

4 結(jié)束語

結(jié)論：

1）本系統(tǒng)規(guī)則庫完善，可以實(shí)現(xiàn)操作票的分類、電源點(diǎn)判斷、操作邏輯判斷功能對(duì)操作票的正確性進(jìn)行審查；

2）本系統(tǒng)的審查方法準(zhǔn)確、可靠，對(duì)操作票的錯(cuò)誤能準(zhǔn)確識(shí)別，并且對(duì)識(shí)別到的錯(cuò)誤有適當(dāng)?shù)慕忉寵C(jī)制。

本系統(tǒng)的自動(dòng)控制合理，能代替人工，有效提高操作票審查工作效率。