配电网调度操作票智能生成探讨*

摘 要：配电网的接线方式越来越复杂，调度操作票的制定越来越频繁，调度员越来越难于掌控这日益复杂的配电网系统，配电网的安全稳定运行问题显得日益严峻。文章针对配电网的上述特点，探讨了配电网调度操作票智能生成的间隔分析、潮流方向识别等关键技术，采用专家系统的方式实现了配电网调度操作票的智能生成，便于辅助调度员减轻工作强度、提高工作效率，有效防止误调度事故，提升配电网安全管理水平。

关键词：配电网；智能生成；调度操作票；综合防误

1 概述

在智能电网建设的大背景下，电力系统的数字化及自动化技术得到了一定的提升。然而，电网调度越来越频繁，调度操作票制定越来越多，调度员因专业技术、运行经验、外部环境等因素很难应对这日益变化的电网系统[1-2]。为满足电网的安全稳定运行，电力生产和调度部门对电网调度操作票系统自动化、智能化和实用化的需求日益迫切。整个电网可分为主网和配电网，主网的接线方式比较规范，易于区分，且每种接线方式内的设备连接可以采用不同的间隔结构来区分，间隔内设备间的操作序列相对比较固定，易于自动生成电气倒闸操作票，自八十年代中期以来，经过电网调度领域的研究人员和运行人员不断改进，主网调度操作票智能生成系统已经日趋完善，达到了实用化的水平[3-5]。而配电网（文章中主要指10kV线路，以下相同）牵涉的人员广，设备类型多样，接线方式比较复杂、多变、不规范，且每种接线方式内的设备连接错综复杂，很难用固定的间隔结构来区分，给配电网调度操作票智能生成系统的开发带来了很大的困难。文章针对配电网的上述特点，借鉴主网调度操作票智能生成系统的开发模式，将对配电网调度操作票智能生成的关键技术进行一些有益的探索并实现配电网调度操作票的智能生成。

2 关键技术

操作票的智能生成一般采用专家系统技术[6-7]，结合电网操作规则及经验构成的规则库和知识库，开出符合电网操作规程的操作系列[8-10]，其中如何将知识库与规则库有机的结合起来，是操作票智能生成的关键。知识库也可称事实库，是基于电气一次接线图的设备基本信息和拓扑连接信息，也包括设备运行的实时信息。构建知识库是整个操作票智能生成系统的基础，文章把从一次接线图中归纳总结出符合电网操作规则的固定结构作为间隔知识的过程，称为间隔分析；把从一次接线图中识别出设备的电流流向过程，称为设备潮流方向的识别。

2.1 间隔分析

间隔是由若干相互关联的设备与设备之间的连接而组成的设备集合。在电网一次接线方式中，一个标准的间隔一般由一个断路器、两个隔离开关及两个接地开关组成，该类间隔在主网中比较常见，在配电网中比较少见。尽管配电网结构及运行方式复杂多变，还是存在一些其它固定的结构组合，如柱上断路器与隔离开关、柜内负荷开关与接地开关、支路隔离开关与熔断丝等，相应的间隔模型结构如图1所示。

配电网的接线方式错综复杂，如链型接线、T型接线、辐射型接线、环网型接线、单环网接线、双环网接线、n供一备接线、多分段n联络型接线等，每种接线方式中即使存在某些间隔结构，但各间隔结构间没有明显的区分标志，比如环网柜间联络间隔、馈线上分段器间隔等，因此很难从配电网的一次接线图中识别出间隔结构来。针对配电网结构，给出了如下三种区分间隔的方式：

（1）常用间隔绘制：在一次接线图的绘制过程中，采用固定间隔一次绘制的方式，并保存相应的间隔信息；（2）绘制间隔标志：在一次接线图绘制过程中，在固定间隔间绘制间隔标志，通过识别最近间隔标志来确定间隔结构；（3）手动设置：开票前手动设置间隔结构。

前两种方式需要在一次接线图绘制过程中完成，后一种方式在开票前按需设置即可。

配电网的设备类型多种多样，如开关类型，根据作用可分为断路器、负荷开关；根据功能可分为馈线开关、联络开关、分段开关、分支开关；根据电气端数可分为两端点开关、三端点开关、四端点开关。配电网主要由架空线路和电缆线路组成，架空线路主要由柱上设备及架空线路段组成，电缆线路主要由配电站房与电缆段组成，其中配电站房包括环网柜、开关站、开闭所、配电房、分支箱等，根据配电网线路组成将间隔分成两大类：站内间隔与架空间隔，站内间隔分为站内开关间隔及站内母联间隔，架空间隔分为架空联络间隔、架空分段间隔、架空分支间隔，配电网间隔分类如图2所示。

2.2 潮流方向识别

据电网操作规则，为进一步减少误操作、误调度的发生，电气设备的倒闸操作需要按一定的顺序执行，比如送电操作时，应先合上电源侧隔离开关，后合上负荷侧隔离开关；停电操作时，应先拉开负荷侧隔离开关，后拉开电源侧隔离开关。因此，在操作票智能生成中需要考虑设备的潮流方向，不同的潮流方向生成的操作系列不同，如何识别设备的潮流方向也是操作票智能生成成败的关键之一。针对配电网的线路结构，给出了如下三种识别设备潮流方向的方式：

（1）基于数据采集和监控系统（简称SCADA系统）的实时潮流信息：从SCADA系统直接获取设备的潮流信息，依据流经设备的电流正负判断设备潮流方向的正负；（2）实时潮流计算分析：从SCADA系统获取潮流计算所需的设备信息及实时状态信息，进行实时潮流计算，根据潮流分析结果信息识别设备潮流方向；（3）以供电电源的远近为依据：对单供电电源点的设备，以距供电电源点最近端至远端为潮流正向，反之为负向。对多供电电源点的环路设备，在无法从SCADA系统获取潮流信息及不能进行实时潮流计算的情况下，需结合配调人员的经验进行判断识别。

3 实现与应用

借鉴主网比较成熟的操作票智能生成系统实现方式，文章的配电网线路调度票智能生成系统采用专家系统方式。知识库主要是设备的基本信息及来自SCADA系统的实时信息，包括系统实时分析的间隔信息和潮流方向信息；规则库是从电网操作运行规程、操作规定和操作员运行经验中总结、归纳和提炼出来的规则信息，其中最主要的是“五防”规则，文章根据配电网实际运行的特点，总结出设备调度状态规则、开关操作规则、操作任务匹配规则，间隔模板规则；推理机制为正向推理，采用产生式表示法，根据配电网的设备类型及调度规程，分为开关规则推理、负载规则推理、线段规则推理、母线规则推理。具体的专家系统实现结构如图3所示。

文章采用图形开票的方式，整个操作系列的生成流程如图4所示。

基于公司现有的配网智能一体化综合防误系统，间隔分析采用手动设置与自动分析相结合的方式，潮流方向以母线流出或距物理连接电源点的近端至远端为正向，在离线状态下，以贵州六盘水配网一次接线图的“杨双III回”线路为例，进行调度指令操作票开列，如图5所示，开列出符合电网操作规程的操作序列，如图6所示。

4 结束语

配电网结构复杂多变，配电管理水平滞后，给配电网调度操作票生成系统的开发带来了不少难度。文章对配电网调度操作票智能生成的间隔分析、潮流方向识别等关键技术进行了有益的探讨，并采用专家系统的方式实现了配电网调度操作票的智能生成，便于辅助调度员减轻工作强度、提高工作效率，有效防止误调度事故，提升配电网安全管理水平。

参考文献

[1]邹晓莉，谢晓明，郑明伟，等. 智能型调度操作票管理系统的开发与应用[A].重庆市电机工程学会2010年学术会议论文集[C].2010.

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[9]刘志宏，杨静，何建军. 配电网调度防误的研究及其运用[A].中国电机工程学会电力系统自动化专委会2005全国供用电管理自动化学术交流暨供用电管理自动化学科组第二届年会论文集 [C].2005.

[10]董文杰，刘仲尧，等. 配网调度综合防误系统的设计与实现[J].华中电力，2011（24）5：40-43.

作者简介：黄建林（1976-），男，江西新干人。高级工程师，工学硕士，从事电力安全技术研究与开发。

刘国勇（1975-），男，江西永新人。高级工程师，主要从事电力安全技术研究与开发。