基于拓?fù)渥粉櫡治龅恼{(diào)度術(shù)語(yǔ)智能轉(zhuǎn)換方法

吳海雄 廖石江 凌華保

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司珠海供電局，廣東珠海519000）

0 引言

隨著電網(wǎng)智能化進(jìn)程的加快，電網(wǎng)設(shè)備可靠性進(jìn)一步提高，運(yùn)行信息化、可視化手段不斷完善，專業(yè)技術(shù)日趨融合。為了減輕調(diào)度日益繁雜的工作任務(wù)，杜絕調(diào)度員電話排隊(duì)及“塞車”頻發(fā)生等現(xiàn)象，電網(wǎng)建設(shè)了調(diào)度智能指揮平臺(tái)（簡(jiǎn)稱DICP）。調(diào)度智能指揮平臺(tái)是以電網(wǎng)調(diào)度業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)構(gòu)建的專業(yè)化指揮平臺(tái)，是基于調(diào)控一體化模式建立的貫通各級(jí)調(diào)度對(duì)象的調(diào)度指揮網(wǎng)絡(luò)交互系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了DICP調(diào)度操作票智能出票功能，在一定程度上提高了調(diào)度人員的工作效率。但從EMS系統(tǒng)同步過(guò)來(lái)的設(shè)備名稱術(shù)語(yǔ)與DICP調(diào)度操作票使用的設(shè)備術(shù)語(yǔ)不對(duì)應(yīng)問(wèn)題，導(dǎo)致操作票智能出票成功率不到10%。根據(jù)調(diào)查，目前大部分地調(diào)不同時(shí)間建設(shè)的設(shè)備因EMS系統(tǒng)歷史問(wèn)題，沒(méi)有統(tǒng)一使用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備雙編，加上地調(diào)需考慮轉(zhuǎn)供電倒負(fù)荷等因素，導(dǎo)致操作票智能出票成功率都不到20%，例如東莞地調(diào)。至今除廣東中調(diào)的操作票智能出票成功率較高之外，大部分地調(diào)DICP平臺(tái)還處于手工擬票狀態(tài)，原因主要有：

（1）CIM模型文件中的部分設(shè)備對(duì)象命名不規(guī)范，無(wú)法滿足智能出票的調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范性命名要求；

（2）CIM模型文件中部分設(shè)備的連接關(guān)系丟失，導(dǎo)致智能開票過(guò)程中部分設(shè)備元件找不到，不能完整開票，由于數(shù)據(jù)量龐大，難以通過(guò)人工快速排查及修正。

因上述原因，智能出票率不到10%。為使操作票智能出票成功率達(dá)到80%以上，本發(fā)明針對(duì)智能操作票功能模塊目前設(shè)備術(shù)語(yǔ)存在的問(wèn)題，找出設(shè)備命名不規(guī)范的數(shù)據(jù)，并根據(jù)調(diào)度術(shù)語(yǔ)命名規(guī)范規(guī)則、連接點(diǎn)與設(shè)備端點(diǎn)的連接關(guān)系，智能轉(zhuǎn)換合成操作票調(diào)度術(shù)語(yǔ)[1-9]。

1 設(shè)計(jì)思路

本文研究一種基于拓?fù)渥粉櫡治龅恼{(diào)度術(shù)語(yǔ)智能轉(zhuǎn)換方法，實(shí)現(xiàn)線路、主變、母線、開關(guān)、刀閘等電氣設(shè)備基于電網(wǎng)模型拓?fù)渥粉櫡治觯悄艹銎睍r(shí)根據(jù)設(shè)備狀態(tài)的改變而使調(diào)度術(shù)語(yǔ)智能轉(zhuǎn)換，達(dá)到智能出票的目的，提升了智能操作票系統(tǒng)的成票準(zhǔn)確率及覆蓋率，提高了調(diào)度員工作效率。

1.1 構(gòu)建電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ?，?shí)現(xiàn)設(shè)備拓?fù)渌惴╗10]

（1）端點(diǎn)（Terminal）類：導(dǎo)電設(shè)備的電氣連接點(diǎn)。端點(diǎn)連接于稱為“連接節(jié)點(diǎn)（Connectivity Nodes）”的物理連接點(diǎn)，表示每個(gè)導(dǎo)電設(shè)備的電氣連接端點(diǎn)。

（2）連接節(jié)點(diǎn)容器（Connectivity Node Container）類：包括了連接節(jié)點(diǎn)和拓?fù)涔?jié)點(diǎn)的基類（本文不涉及該類）。

（3）連接節(jié)點(diǎn)（Connectivity Node）類：連接節(jié)點(diǎn)是這樣的一些點(diǎn)——在這些點(diǎn)上導(dǎo)電設(shè)備的端點(diǎn)通過(guò)零阻抗連接在一起。即將兩個(gè)導(dǎo)電設(shè)備的端點(diǎn)接合起來(lái)，形成一個(gè)連接點(diǎn)，表示兩個(gè)導(dǎo)電設(shè)備之間的電氣連接關(guān)系。

通過(guò)使用Terminal和Connectivity Node，就可以描述整個(gè)電網(wǎng)的電氣拓?fù)溥B接關(guān)系。

如某個(gè)小型電網(wǎng)的CIM模型的一個(gè)片段：

LBS

0

這是一個(gè)名字為L(zhǎng)BS的負(fù)荷開關(guān)，有兩個(gè)端點(diǎn)（Terminal）#50和#51。

APLOAD

1

10

1

0.5

45.7

0.96

1

1

0.3

13.3

1

以一個(gè)名字為APLOAD的用電點(diǎn)（Energy Consumer）為例進(jìn)行說(shuō)明，它有一個(gè)端點(diǎn)（Terminal）#49。

CN11

1

這是一個(gè)名字為CN11的連接點(diǎn)（Connectivity Node），它包括了端點(diǎn)#49和#50，表示用電點(diǎn)APLOAD和負(fù)荷開關(guān)LBS是連接在一起的。

1.2 考慮設(shè)備在廠站內(nèi)的用途

通過(guò)廣度搜索和深度搜索[1-2]，找到開始設(shè)備、目標(biāo)設(shè)備以及中間關(guān)聯(lián)設(shè)備，為智能開票提供所有關(guān)聯(lián)設(shè)備信息；并通過(guò)設(shè)備與設(shè)備關(guān)系和設(shè)備電壓等級(jí)判斷設(shè)備屬于電源側(cè)還是負(fù)荷側(cè)，為智能開票提供正確的調(diào)度術(shù)語(yǔ)，如母聯(lián)開關(guān)、線路開關(guān)、主變變高開關(guān)、主變變低開關(guān)、旁路開關(guān)、母聯(lián)兼旁路開關(guān)、線路側(cè)刀閘、線路刀閘、旁路刀閘、母聯(lián)刀閘等。

2 具體實(shí)現(xiàn)

線路是連接發(fā)電廠和變電站的關(guān)鍵設(shè)備（元件），不同于其他設(shè)備的是，線路操作涉及了不同廠站的操作。

線路端點(diǎn)分進(jìn)線端點(diǎn)和出線端點(diǎn)，出線端點(diǎn)即為線路的電源側(cè)，進(jìn)線端點(diǎn)即為線路的負(fù)荷側(cè)，與發(fā)電廠連接的端點(diǎn)必然是線路的出線端點(diǎn)（即電源側(cè)）。

如圖1所示，線路術(shù)語(yǔ)基于拓?fù)渥粉櫡治龅闹悄苻D(zhuǎn)換算法主要實(shí)現(xiàn)線路電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定，基于電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ蛷V度、深度搜索與線路關(guān)聯(lián)的開關(guān)、刀閘、地刀等設(shè)備，并根據(jù)當(dāng)前操作的實(shí)時(shí)狀態(tài)和電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定結(jié)果，或電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)優(yōu)先轉(zhuǎn)換開關(guān)、刀閘、地刀等設(shè)備術(shù)語(yǔ)。

首先對(duì)選中的設(shè)備按構(gòu)建的電網(wǎng)模型找到線路端點(diǎn)，通過(guò)端點(diǎn)找到與連接點(diǎn)連接的廠站及電壓等級(jí)，再根據(jù)線路電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定方法設(shè)置線路電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)。線路電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定方法如下[2-7]：

（1）線路端點(diǎn)連接中存在發(fā)電廠連接，與發(fā)電廠連接的端點(diǎn)為電源側(cè)，其他端點(diǎn)為負(fù)荷側(cè)；

（2）線路端點(diǎn)連接中不存在發(fā)電廠連接并且線路連接的變電站電壓等級(jí)存在差異，與最大電壓等級(jí)變電站連接的端點(diǎn)為電源側(cè)，其他端點(diǎn)為負(fù)荷側(cè)；

（3）線路端點(diǎn)連接中不存在發(fā)電廠連接并且線路連接的變電站電壓等級(jí)不存在差異（即環(huán)網(wǎng)），則無(wú)法判定電源側(cè)，所有線路端點(diǎn)均視為負(fù)荷側(cè)，由調(diào)度員進(jìn)行后期干預(yù)。

最后通過(guò)廣度搜索和深度搜索方法遍歷與線路關(guān)聯(lián)的開關(guān)、刀閘等，并根據(jù)線路電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)操作優(yōu)先順序，將開關(guān)命名轉(zhuǎn)換得符合調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范（電壓等級(jí)+線路名稱+編號(hào)+開關(guān)），例如220 kV珠拱乙線2965開關(guān)；將刀閘命名轉(zhuǎn)換得符合調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范（電壓等級(jí)+線路名稱+線路側(cè)+編號(hào)+刀閘），例如220 kV國(guó)珠甲線線路側(cè)46044刀閘。

母線是廠站內(nèi)電能匯集和傳送的關(guān)鍵設(shè)備，母線的失電和充電對(duì)廠站內(nèi)其他設(shè)備有著至關(guān)重要的作用。在接線圖上根據(jù)電氣用途可將母線分為兩種類型，即旁母和主母[2-7]。

母線術(shù)語(yǔ)基于拓?fù)渥粉櫡治龅闹悄苻D(zhuǎn)換算法實(shí)現(xiàn)母線電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定，基于電網(wǎng)拓?fù)淠Ｐ蛷V度、深度搜索與母線關(guān)聯(lián)的開關(guān)、刀閘、地刀等設(shè)備，并根據(jù)當(dāng)前操作的實(shí)時(shí)狀態(tài)和電源側(cè)/負(fù)荷側(cè)判定結(jié)果，或電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)優(yōu)先轉(zhuǎn)換開關(guān)、刀閘、地刀等設(shè)備術(shù)語(yǔ)。

首先調(diào)用母線接線類型判定與電氣分析算法（根據(jù)母線電壓）辨別母線是屬于旁路母線還是主母以及母線是屬于電源則還是負(fù)荷側(cè)。電源側(cè)母線和負(fù)荷側(cè)母線的判定[2-7]：

（1）在同一變電站內(nèi)，電壓等級(jí)最高的為電源側(cè)母線（對(duì)于電網(wǎng)而言是受電端），其余母線則為負(fù)荷側(cè)（對(duì)于電網(wǎng)而言是送點(diǎn)端）。

（2）在廠站內(nèi)，母線均為負(fù)荷側(cè)。

最后通過(guò)廣度搜索和深度搜索方法遍歷與母線關(guān)聯(lián)的開關(guān)、刀閘等，并根據(jù)母線電源側(cè)和負(fù)荷側(cè)操作優(yōu)先順序，將開關(guān)命名轉(zhuǎn)換得符合調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范（電壓等級(jí)+母聯(lián)+編號(hào)+開關(guān)、電壓等級(jí)+分段+編號(hào)+開關(guān)），例如220 kV母聯(lián)2012開關(guān)、220 kV分段2026開關(guān)；將連接母線和母聯(lián)開關(guān)的刀閘命名轉(zhuǎn)換得符合調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范（電壓等級(jí)+母聯(lián)+母線側(cè)+編號(hào)+刀閘），例如220 kV母聯(lián)Ⅵ母線側(cè)20166刀閘；將連接分段母線的刀閘命名轉(zhuǎn)換得符合調(diào)度術(shù)語(yǔ)規(guī)范（電壓等級(jí)+分段+母線側(cè)+編號(hào)+刀閘），例如220 kV分段Ⅵ母線側(cè)20266刀閘。

圖1 交流線術(shù)語(yǔ)基于拓?fù)渥粉櫡治龅闹悄苻D(zhuǎn)換算法

3 結(jié)論

本文提出了基于拓?fù)渥粉櫡治龅恼{(diào)度術(shù)語(yǔ)智能轉(zhuǎn)換方法，通過(guò)該轉(zhuǎn)換方法，能夠更快速便捷地找出設(shè)備命名不規(guī)范、設(shè)備連接關(guān)系丟失的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備不同狀態(tài)之間改變的智能成票，使調(diào)度智能出票成功率更高。其技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)包括：

（1）拓?fù)渥粉櫵惴ㄍㄟ^(guò)設(shè)備與設(shè)備之間物理連接關(guān)系，虛擬出連接點(diǎn)與端點(diǎn)的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)程序?qū)用娴倪壿嬤B接關(guān)系。通過(guò)連接點(diǎn)追蹤設(shè)備端點(diǎn)，通過(guò)設(shè)備端點(diǎn)追蹤連接點(diǎn)，再通過(guò)連接點(diǎn)追蹤其他設(shè)備端點(diǎn)，逐層搜索以完成通過(guò)設(shè)備找到其他相關(guān)聯(lián)的所有設(shè)備。

（2）拓?fù)渥粉櫵惴ㄍㄟ^(guò)廣度搜索和深度搜索，找到開始設(shè)備、目標(biāo)設(shè)備以及中間關(guān)聯(lián)設(shè)備，為智能開票提供所有關(guān)聯(lián)設(shè)備信息，并分析設(shè)備的狀態(tài)信息，根據(jù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，智能轉(zhuǎn)換合成相應(yīng)的調(diào)度術(shù)語(yǔ)。

[1]劉蔚，楊宛輝.操作邏輯函數(shù)在操作票專家系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化學(xué)報(bào)，1999，11（4）：39-43.

[2]朱奕，張家余，馬士鐵.基于規(guī)則推理的電氣防誤操作評(píng)價(jià)系統(tǒng)[J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2000，19（2）：19-21.

[3]甄盼好.變電運(yùn)行智能開票專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].保定：華北電力大學(xué)，2014.

[4]邢智.電網(wǎng)調(diào)度智能操作票及防誤系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].南昌：南昌大學(xué)，2013.

[5]翟學(xué)明，謝萍，戚宇林，等.電網(wǎng)調(diào)度操作票專家系統(tǒng)中的知識(shí)表示方法[J].華北電力大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，25（3）：98-102.

[6]尤鐘曉，盧章輝，岑文輝.面向?qū)ο蟮碾娏ο到y(tǒng)調(diào)度操作專家系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1999，19（1）：28-31.

[7]葉綠，史烈.變電所操作票圖形輔助開票系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)，1999，11（6）：512-515.

[8]江振華，程時(shí)杰.基于開關(guān)邏輯的電力系統(tǒng)圖形和操作票自動(dòng)生成系統(tǒng)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，1999，19（3）：12-15.

[9]譚建成，廖小平，鐘兆仙，等.一個(gè)多文檔界面無(wú)誤票的變電操作專家系統(tǒng)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，1997，21（8）：68-71.

[10]李盟，秦立軍，郭慶，等.基于CIM模型的電網(wǎng)拓?fù)浞治鯷J].電力科學(xué)與工程，2011，27（9）：18-22.