一种基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统及方法

摘要

一种基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统及方法，所述的系统主要由主数据服务器、备数据服务器、多个工作站、可移动终端及相关的网络设备构成，其特征在于主数据服务器或备数据服务器完成防误操作规则的判断和处理,同时向各个工作站发送操作告警信息,并存放调度自动化系统OPEN3000中的历史和实时数据，实现各个工作站数据的同步，各个工作站通过数据源连接到数据服务器，并得到和存储所需的数据信息；多个工作站中包括由值班调度员及相关管理人员使用的调度员工作站，该调度员工作站完成调度操作票的拟定、审核、模拟预演、操作票管理以及信息查询、图形维护等功能。

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统及方法，属于电力智能化调度技术领域。

背景技术

智能化是新一代调度自动化系统的主要特征之一，它的发展和完善正逐步推动电网调度由经验分析型向智能型转变；目前我国乃至国际上对调度操作仿真的研究大量地针对大中型电网的调度员培训仿真系统（DTS），也有针对调度操作票流程的管理系统大量理论研究。然而，如何在现有调度自动化（EMS系统）的基础上，研制出一套离线系统，能实现现场操作的误操作判断并能用来进行拟票培训并在实际获得成功使用的研究还未见报道。

调度操作票是调度工作的基石和立足之本，也是电力安全生产的重要保证和措施。而现有操作票系统均与EMS及OMS系统信息关联紧密，只适用于在调度台的当值调度员进行图形拟票、智能防误操作。对于新设备启动变电站现场调度，目前只能打印票带到现场并人工监护防误，回去再补输入电脑，成为现有调度操作票系统的防误及监护功能死角。此外，对新调度人员的拟票培训，也应以独立于调度台操作票系统的离线方式更为安全，更便于新人随时进行模拟练习；同时，目前各地电力调度指令格式不尽相同，如果能在培训环节根据统一的典操强制进行拟票规范练习，有助于真正实现调度发令术语的统一规范，为各地的电力调度发令打下基础，为调度拟写操作票技术比武打下基础。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构组成合理，使用操作方便、可靠，能使调度操作票格式、执行流程及调度术语进行规范，并形成统一标准或规定，有助于快速提升调度人员技能水平，使新调度人员能够熟悉现有系统调度操作票的编写、执行流程和防误校核等等，显著提高调度工作效率，提升电网运行规范化水平的基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统及方法。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，一种基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统，它主要由主数据服务器、备数据服务器、多个工作站、可移动终端及相关的网络设备构成，所述的主数据服务器和备数据服务器完成防误操作规则的判断和处理, 同时向各个工作站发送操作告警信息,并存放调度自动化系统OPEN3000中的历史和实时数据，实现各个工作站数据的同步，各个工作站通过数据源连接到数据服务器，并得到和存储所需的数据信息；

多个工作站中包括由值班调度员及相关管理人员使用的调度员工作站，该调度员工作站完成调度操作票的拟定、审核、模拟预演、操作票管理以及信息查询、图形维护等功能，其中通过设定权限只对个别用户开放的图形维护功能用于获取和维护OPEN3000中的模型和SVG图形；

便携终端获取电网实时的网络接线及运行数据，并能获取当前的调度操作票执行情况，用于离线情况下完成电网实时调度操作指令的发布。

本发明所述的主数据服务器和备数据服务器中至少包含有防误模拟系统、操作票管理系统和图模编辑系统；

其中防误模拟系统借助电网一次接线模拟图的连接关系，对网络进行拓扑分析、潮流计算等，实现对调度合解环等重要操作及带电合地刀、带负荷拉隔离开关等误操作的判别，并给出告警信息；同时，通过识别调度指令，对图形进行模拟操作实现调度操作票指令执行的模拟用来进行培训；

操作票管理系统实现对调度操作票的全生命周期管理，即从操作票的编写到归档的每一个环节都进行流程的跟踪和记录，实现了操作票整个生命周期的规范化管理；

图模编辑系统主要由图元编辑系统与图形编辑系统组成, 实现开关、闸刀、主变等设备不同运行状态的绘制、网络元件连接关系的建立、图形绘制、修改、删除等功能。

一种利用上述离线式调度操作票系统进行离线式调度操作票的方法，该方法是：所述防误模拟系统中的防误操作依据如下调度操作规则进行：

a）禁止分断路器造成负荷损失，

b）禁止带接地线（接地开关）合断路器，

c）解合环时电源侧开关非运行不能合环 ，

d）带负荷不能分、合隔离开关，

e）带电不能挂（合）接地线（接地开关），

f）线路改检修必须先将线路各侧改至冷备用，再由冷备用改线路检修；

若操作指令违反了上述规则，系统会给出告警信息，并伴随着语音，提醒调度员防止发生误调度；

智能成票，基于典型的操作任务，调度员根据检修申请书了解该检修工作的工作内容和一次设备停役范围后，根据目前电网运行方式，通过执行线路、变压器停复役任务，系统会根据既定的规则，通过合理的一次设备运行方式调整来实现要求的设备停复役任务，

图形成票，一旦中途出现失电等操作错误，系统会发出语音提示，并询问是否继续执行；图形成票是通过在设备的一次接线图上，选择需操作的设备运行状态，进而生成操作指令，并通过防误系统的校核，判断操作是否为误操作，如通过校核则按照指令内容对图形状态进行修改，如违反操作规则，则会给出告警信息，提醒调度员注意并修改；

仿真培训，系统可以模拟任意时刻实际电网的运行断面，在系统正常运行方式或特殊检修方式下，对不同的设备停复役任务，让调度员反复进行拟票训练。

本发明所述离线式调度操作票的方法，该方法还包括：

操作监护，除系统对操作指令进行防误判别外，系统还设定需要由另一名调度员进行执行的监护，即一方的操作必须得到另一方的许可，此操作最终才能被执行，实现一人发令、计算机判断加人为判断的“人机共判”模式；

数据互通，当离线系统需要完成相关调度操作任务时，可以方便从实时系统获取当前电网一、二次设备的图形、实时运行状态及相关调度操作票等信息；在离线系统完成现场等离线操作任务后，可以一键将完成的调度操作票信息恢复到实时系统中，实现离线操作任务执行信息在实时系统中的再现，保证实时系统中操作任务生命周期的完整性；

图模共享，操作票系统图形主要由三部分组成，其中纳入调度自动化系统OPEN3000系统的图形按照 IEC 61970 以文本文件方式输出CIM模型和SVG图形到固定的网络位置，其中CIM文件完整描述了电网模型中的各个厂站、线路、站内设备的详细信息及设备间的拓扑连接关系，而SVG文件则是电网模型的图形描述，每个图元都有对应的设备信息描述；操作票系统通过分析CIM模型，转换SVG图形为自有的图形格式，形成操作票防误逻辑基于的电网模型，实现一次设备参数、图形及拓扑数据免维护。

本发明在智能成票中系统所依据的操作规则是：

a）线路停送电，如一侧发电厂、一侧变电站，一般在变电站侧停送电，发电厂侧解合环；如两侧均为变电站或发电厂，一般在短路容量大的一侧停送电．短路容量小的一侧解合环；线路停电时，拉开断路器后，先拉开线路侧隔离开关，后拉开母线侧隔离开关，线路送电时，先合上母线侧隔离开关，后合上线路侧隔离开关，最后合上断路器；

b）变压器停送电，首先将中性点接地闸刀合上，一般情况下，送电操作时应按先电源测后负荷侧的顺序进行，停电操作时应按先负荷侧后电源侧的顺序进行；变压器高低压侧均有电源送电时应由高压侧充电，低压侧并列，停电时则先在低压侧解列；环网运行的变压器操作时，应正确选取充电端，以减少并列处的电压差；

执行过程中相关设备的状态变化会出现提示，如设备运行状态不满足规则，则会提示是否执行此步操作，方便调度员灵活拟票。

本发明为电网现场调度、调度指令票拟票培训、调度术语规范、指令票管理规范等方面提供支持，整体提升了调度运行管理水平；

本发明通过从实时系统导出当前电网的图形、数据、调度指令票等导入离线系统，实现了现场智能防误分析、语音录制、指令票电子归档，相比较之前的手工指令票操作、人工误操作分析、电话接发令、手工录入归档，整体时间将缩短70%以上；项目在现场实现了操作票执行全过程的无纸化操作，为日常操作节约了大量打印的时间和经济成本；

本发明对各地的调度机构调度操作票格式、执行流程及调度术语进行规范，并形成统一标准或规定，具有良好的推广应用前景，并有助于快速提升调度人员技能水平，使新调度人员能够熟悉现有系统调度操作票的编写、执行流程和防误校核等等，将显著提高调度工作效率，提升电网运行规范化水平。

附图说明

图1是本发明的系统结构组成框图。

图2是本发明所述运行操作系统组成框图。

图3是本发明所述系统图形构成框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的一种基于现场防误及拟票培训的离线式调度操作票系统，它主要由主数据服务器1、备数据服务器、2，多个工作站3、便携终端4及相关的网络设备构成，所述的主数据服务器1和备数据服务器2完成防误操作规则的判断和处理, 同时向各个工作站3发送操作告警信息,并存放调度自动化系统OPEN3000中的历史和实时数据，实现各个工作站数据的同步，各个工作站通过数据源连接到数据服务器，并得到和存储所需的数据信息；

多个工作站3中包括由值班调度员及相关管理人员使用的调度员工作站，该调度员工作站完成调度操作票的拟定、审核、模拟预演、操作票管理以及信息查询、图形维护等功能，其中通过设定权限只对个别用户开放的图形维护功能用于获取和维护OPEN3000中的模型和SVG图形；

便携终端4获取电网实时的网络接线及运行数据，并能获取当前的调度操作票执行情况，用于离线情况下完成电网实时调度操作指令的发布。

图2所示，本发明所述的主数据服务器和备数据服务器中至少包含有防误模拟系统、操作票管理系统和图模编辑系统；

其中防误模拟系统借助电网一次接线模拟图的连接关系，对网络进行拓扑分析、潮流计算等，实现对调度合解环等重要操作及带电合地刀、带负荷拉隔离开关等误操作的判别，并给出告警信息；同时，通过识别调度指令，对图形进行模拟操作实现调度操作票指令执行的模拟用来进行培训；

操作票管理系统实现对调度操作票的全生命周期管理，即从操作票的编写到归档的每一个环节都进行流程的跟踪和记录，实现了操作票整个生命周期的规范化管理；

图模编辑系统主要由图元编辑系统与图形编辑系统组成, 实现开关、闸刀、主变等设备不同运行状态的绘制、网络元件连接关系的建立、图形绘制、修改、删除等功能。

一种利用上述离线式调度操作票系统进行离线式调度操作票的方法，其特征在于该方法是：所述防误模拟系统中的防误操作依据如下调度操作规则进行：

a）禁止分断路器造成负荷损失，

b）禁止带接地线（接地开关）合断路器，

c）解合环时电源侧开关非运行不能合环 ，

d）带负荷不能分、合隔离开关，

e）带电不能挂（合）接地线（接地开关），

f）线路改检修必须先将线路各侧改至冷备用，再由冷备用改线路检修；

若操作指令违反了上述规则，系统会给出告警信息，并伴随着语音，提醒调度员防止发生误调度；

智能成票，基于典型的操作任务，调度员根据检修申请书了解该检修工作的工作内容和一次设备停役范围后，根据目前电网运行方式，通过执行线路、变压器停复役任务，系统会根据既定的规则，通过合理的一次设备运行方式调整来实现要求的设备停复役任务，

图形成票，一旦中途出现失电等操作错误，系统会发出语音提示，并询问是否继续执行；图形成票是通过在设备的一次接线图上，选择需操作的设备运行状态，进而生成操作指令，并通过防误系统的校核，判断操作是否为误操作，如通过校核则按照指令内容对图形状态进行修改，如违反操作规则，则会给出告警信息，提醒调度员注意并修改；

仿真培训，系统可以模拟任意时刻实际电网的运行断面，在系统正常运行方式或特殊检修方式下，对不同的设备停复役任务，让调度员反复进行拟票训练。

本发明所述离线式调度操作票的方法，该方法还包括：

操作监护，除系统对操作指令进行防误判别外，系统还设定需要由另一名调度员进行执行的监护，即一方的操作必须得到另一方的许可，此操作最终才能被执行，实现一人发令、计算机判断加人为判断的“人机共判”模式；

数据互通，当离线系统需要完成相关调度操作任务时，可以方便从实时系统获取当前电网一、二次设备的图形、实时运行状态及相关调度操作票等信息；在离线系统完成现场等离线操作任务后，可以一键将完成的调度操作票信息恢复到实时系统中，实现离线操作任务执行信息在实时系统中的再现，保证实时系统中操作任务生命周期的完整性；

图模共享，操作票系统图形主要由三部分组成，其中纳入调度自动化系统OPEN3000系统的图形按照 IEC 61970 以文本文件方式输出CIM模型和SVG图形到固定的网络位置，其中CIM文件完整描述了电网模型中的各个厂站、线路、站内设备的详细信息及设备间的拓扑连接关系，而SVG文件则是电网模型的图形描述，每个图元都有对应的设备信息描述；操作票系统通过分析CIM模型，转换SVG图形为自有的图形格式，形成操作票防误逻辑基于的电网模型，实现一次设备参数、图形及拓扑数据免维护。

本发明在智能成票中系统所依据的操作规则是：

a）线路停送电，如一侧发电厂、一侧变电站，一般在变电站侧停送电，发电厂侧解合环；如两侧均为变电站或发电厂，一般在短路容量大的一侧停送电．短路容量小的一侧解合环；线路停电时，拉开断路器后，先拉开线路侧隔离开关，后拉开母线侧隔离开关，线路送电时，先合上母线侧隔离开关，后合上线路侧隔离开关，最后合上断路器；

b）变压器停送电，首先将中性点接地闸刀合上，一般情况下，送电操作时应按先电源测后负荷侧的顺序进行，停电操作时应按先负荷侧后电源侧的顺序进行；变压器高低压侧均有电源送电时应由高压侧充电，低压侧并列，停电时则先在低压侧解列；环网运行的变压器操作时，应正确选取充电端，以减少并列处的电压差；

执行过程中相关设备的状态变化会出现提示，如设备运行状态不满足规则，则会提示是否执行此步操作，便于调度员拟票。

实施例：

本发明主要包括主备数据服务器、调度员工作站、便携终端及相关的网络设备构成, 具体的连接情况如图1所示。

其中，服务器完成防误操作规则的判断和处理, 同时向各个工作站发送操作告警信息,并存放调度自动化系统OPEN3000中的历史和实时数据，并能实现各个工作站数据的同步，系统采用Oracle数据库设计和SQL语言，各个工作站通过数据源连接到服务器，得到和存储所需的数据信息，服务器采用两台服务器互备方式，正常情况下运行于主服务器。调度员工作站由值班调度员及相关管理人员使用，运行防误模拟操作及其它应用软件，可以完成调度操作票的拟定、审核、模拟预演、操作票管理以及信息查询、图形维护等功能，其中图形维护功能通过设定权限只对个别用户开放，用于获取和维护OPEN3000中的模型和SVG图形。便携终端可以获取电网实时的网络接线及运行数据，并能获取当前的调度操作票执行情况，用于离线情况下完成电网实时调度操作指令的发布。

本发明所述主备服务器的软件系统构成主要包括：防误模拟系统、操作票管理系统和图模编辑系统，如图2所示。

其中防误模拟系统借助电网一次接线模拟图的连接关系，对网络进行拓扑分析、潮流计算等，实现对调度合解环等重要操作及带电合地刀、带负荷拉隔离开关等误操作的判别，并给出告警信息；同时，通过识别调度指令，对图形进行模拟操作实现调度操作票指令执行的模拟用来进行培训等。操作票管理系统实现对调度操作票的全生命周期管理，即从操作票的编写到归档的每一个环节都进行流程的跟踪和记录，实现了操作票整个生命周期的规范化管理；图模编辑系统主要由图元编辑系统与图形编辑系统组成，实现开关、闸刀、主变等设备不同运行状态的绘制、网络元件连接关系的建立、图形绘制、修改、删除等功能。

本发明所述的系统功能包括：

防误操作，其中的调度操作规则为：

a）禁止分断路器造成负荷损失，

b）禁止带接地线（接地开关）合断路器，

c）解合环时电源侧开关非运行不能合环 ，

d）带负荷不能分、合隔离开关，

e）带电不能挂（合）接地线（接地开关），

f）线路改检修必须先将线路各侧改至冷备用，再由冷备用改线路检修；

若操作指令违反了上述规则，系统会给出告警信息，并伴随着语音，提醒调度员防止发生误调度。

智能成票，智能成票基于典型的操作任务，调度员根据检修申请书了解该检修工作的工作内容和一次设备停役范围后，根据目前电网运行方式，通过执行线路、变压器停复役任务，系统会根据既定的规则，通过合理的一次设备运行方式调整来实现要求的设备停复役任务，操作规则如下：

a）线路停送电，如一侧发电厂、一侧变电站，一般在变电站侧停送电，发电厂侧解合环；如两侧均为变电站或发电厂，一般在短路容量大的一侧停送电．短路容量小的一侧解合环；线路停电时，拉开断路器后，先拉开线路侧隔离开关，后拉开母线侧隔离开关，线路送电时，先合上母线侧隔离开关，后合上线路侧隔离开关，最后合上断路器。

b）变压器停送电，首先将中性点接地闸刀合上，一般情况下，送电操作时应按先电源测后负荷侧的顺序进行，停电操作时应按先负荷侧后电源侧的顺序进行。变压器高低压侧均有电源送电时应由高压侧充电，低压侧并列，停电时则先在低压侧解列。环网运行的变压器操作时，应正确选取充电端，以减少并列处的电压差。

执行过程中相关设备的状态变化会出现提示，如设备运行状态不满足规则，则会提示是否执行此步操作，方便调度员灵活拟票。

图形成票，一旦中途出现失电等操作错误，系统会发出语音提示，并询问是否继续执行。图形成票是通过在设备的一次接线图上，选择需操作的设备运行状态，进而生成操作指令，并通过防误系统的校核，判断操作是否为误操作，如通过校核则按照指令内容对图形状态进行修改，如违反操作规则，则会给出告警信息，提醒调度员注意并修改。

仿真培训，系统可以模拟任意时刻实际电网的运行断面，在系统正常运行方式或特殊检修方式下，对不同的设备停复役任务，让调度员反复进行拟票训练，不仅熟练了对系统的使用，更重要的是提高了调度专业技能，只要在系统中编辑好电网运行方式，调度员在空闲时间就可以对此方式下各种操作任务进行模拟开票，不受电网实际运行方式的限制，并且不会对真实系统运行造成任何不利影响。

操作监护，随着电网规模的日渐扩大，电网日常的检修工作也逐渐增多，在电网计划操作过多或事故处理过程中，特别是较大范围的事故处理中，当值的二名调度员很难做到真正意义上的相互监护，只有靠认真、仔细把关，给安全生产带来很大的隐患，除系统对操作指令进行防误判别外，系统还设定需要由另一名调度员进行执行的监护，即一方的操作必须得到另一方的许可，此操作最终才能被执行，这样就实现了一人发令、计算机判断加人为判断的“人机共判”模式，极大地提高了调度操作的安全性。

数据互通，当离线系统需要完成相关调度操作任务时，可以方便从实时系统获取当前电网一、二次设备的图形、实时运行状态及相关调度操作票等信息；在离线系统完成现场等离线操作任务后，可以一键将完成的调度操作票信息恢复到实时系统中，实现离线操作任务执行信息在实时系统中的再现，保证了实时系统中操作任务的生命周期的完整性。

图模共享，操作票系统图形主要由三部分组成，如图3所示，其中纳入调度自动化系统OPEN3000系统的图形按照 IEC 61970 以文本文件方式输出CIM模型和SVG图形到固定的网络位置，其中CIM文件完整描述了电网模型中的各个厂站、线路、站内设备的详细信息及设备间的拓扑连接关系，而SVG文件则是电网模型的图形描述，每个图元都有对应的设备信息描述。操作票系统通过分析CIM模型，转换SVG图形为自有的图形格式，形成操作票防误逻辑基于的电网模型，实现一次设备参数、图形及拓扑数据免维护。