变电二次操作项建模及智能防误校验系统的设计与实现

引言

随着电网规模的不断扩大,电气设备增多,制度不断完善,因而对操作票系统的自动化、智能化的需求越来越高。目前,变电站的传统电气操作票系统实现了变电站一次设备操作项的智能化拟票及审核,但并未涉及二次设备的建模、属性维护和二次智能化拟票功能。电网模型上的缺陷导致二次设备操作项目的拟票过程需要依靠人工来完成,这就要求运行人员具有良好的技术和丰富的运行经验。近几年来,在二次设备状态的相关信息、二次设备在线监视、二次设备运维等方面做了大量研究工作,取得了一定成效,但二次操作票的拟票和防误校验仍缺乏许多技术和系统支撑。目前依靠运行人员人工开票不仅效率低,人工审核的工作量较大,而且稍有不慎易导致误操作,造成安全隐患和事故。

因此,变电二次操作项建模及智能防误校验系统在原有电气操作票系统上新增二次操作项建模功能,是对原有电气操作票系统功能的补充和完善,在二次设备建模和智能防误校验环节上有所突破。系统采用"动态操作规则模板"的设计思想,通过建立灵活性强、通用性好的模板以及模板智能匹配机制,搭建二次设备模型,建立二次设备操作项目模板库,包括二次设备的防误校验和提醒功能,对提高运行管理的安全性、规范性和可靠性具有十分重要的意义。

1系统方案

变电二次操作项建模及智能防误校验系统通过电网模型xML文件和遥信遥测量DT文件获得电网设备、运行方式、拓扑连接关系,再通过友好的人机界面建立二次设备模型,形成一次设备与二次设备的依附关系,如图1所示,并对二次设备进行多维度属性的描述,形成电网模型基础数据,实现一/二次设备建模、一/二次设备智能防误校验等功能,并通过可视化界面进行展示。

2系统功能设计

变电二次操作项建模及智能防误校验系统需实现电网建模、操作票智能审核和审核结果的统计分析、数据管理等功能,具体包含一/二次设备建模、电网模型可视化展示、校核规则关联模型、校核规则批量复制、校核书附件管理等。功能设计内容有:

首先通过解析电网模型xML文件和遥信遥测量DT文件获得电网设备、运行方式、拓扑连接关系。设备类型至少包含线路、变压器、开关、刀闸、接地刀闸、电容器、电抗器等,并能够实现遥信遥测量DT文件设备与电网模型自动匹配,至少可以展示断路器和刀闸的开合状态。

通过人机交互界面维护二次设备模型,获得完整的电网一次、二次模型。电网模型通过表格的形式可视化展示,要求用表格详细展示设备从属关系、设备相关属性、开关开合状态、设备压板信息等。

选择标准格式操作票文件,并解析操作票文件,分析出操作票的厂站、操作任务、操作顺序、操作步骤等信息。

进入操作票校核过程,先校核操作任务缺失。主要针对整个厂站的操作任务进行校核,查找校核任务缺失的设备类型。

电气操作票防误校核数据处理流程图如图2所示。

通过选择操作票文件解析出操作票相关厂站、操作任备、操作顺序、操作步骤等信息,自动根据选择的校核规则进行校核,自动校核中自动匹配特定校核任务和电网模型判断条件,同步生成校核书。校核完成后自动对所有操作任务进行统计分析。每次校核书都按校核时间统一存储管理,且操作票和相关附件可导入软件存储管理。

然后是通用规则校核和自动匹配特定操作任务。通用规则校核完成后,同步校核书。具有校核规则批量复制功能,在同一校核方法下可以实现多个校核规则的批量复制。

特定操作任务校核判断是否关联电网模型,不关联电网模型时则直接校核并同步校核书,关联电网模型时则根据电网一次、二次模型的判断结果作为校核规则是否执行的条件。电网一次、二次模型的判断规则可根据实际情况进行添加。校核完成后同步校核书。

所有校核完成后,自动统计分析操作票数量、操作任务数据、校核规则等。校核书和统计结果按校核时间统一管理。支持校核书上传附件、查看附件、下载附件、删除附件功能,附件格式至少支持word、excel、pdf、jpg等文件格式。

3系统实现

3.1界面显示

系统界面主要分为功能按钮区、区域厂站树结构区、电网模型可视化展示区,如图3所示。功能按钮区由电网建模、校核规则、自动校核、数据管理四个部分组成。

其中校核规则有单独的显示界面,通过功能按钮触发。校核规则界面如图4所示,校核任务分类可分为通用校核规则、线路送电方案、线路停电方案等等;校核方法分类可分为多余操作项校核、顺序逻辑校核等,相应的校核规则都会在校核规则展示区显示。

3.2二次设备信息显示

3.2.1保护屏信息

保护屏表格固定显示三列,显示为序号、保护屏名称、保护屏号。界面如图5和表1所示,最上面显示"厂站名称:设备名称"。

3.2.2压板和转换把手信息

选中一条保护屏信息,下面显示压板信息。压板信息固定分为压板信息和转换把手两个tab页,如图6、图7和表2所示。压板信息固定显示序号、压板编号、压板名称、压板位置、备注五列,转换把手固定显示序号、名称、含义、投/退情况四列。

(1）压板信息项如图6所示。

(2）转换把手项如图7所示。

4结语

变电二次操作项建模及智能防误校验系统采用"动态操作规则模板"的设计思想,通过建立分类分层的操作规则模板,搭建二次设备模型,建立二次设备操作项目模板库,包括一/二次设备建模、电网模型可视化展示、校核规则关联模型、校核规则批量复制、校核书附件管理等功能,具有通用性强、界面友好、易维护、易扩充、功能完善、准确率高等优点,解决了人工对二次操作项拟票易出错、效率低等问题,得到了运行人员的认可,能有效防止电气设备的误操作,杜绝人身和重大设备事故,减少运行人员工作量和精神压力,提高变电站操作票的安全性、规范性和可靠性,因而具有推广使用价值。