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RURAL ELECTRIFICATION电力系统调度操作票智能决策系统王文嘉（国网吉林省电力有限公司长春供电公司，吉林 长春 130000）摘要：为进一步推动调控业务向智能化转型，按照设备电压等级、设备间关联性和设备运行状态建立面向对象数据库，实现对地区电网拓扑结构和运行状态的描述，并在调度操作规则和设备操作规则的约束下，基于案例推理算法搭建操作票智能决策流程，提高操作票审批执行效率。该方法已应用于实际操作案例中，在提高操作票制作、审批和执行效率等方面取得显著成效。关键词：操作票；智能化；面向对象数据库；案例推理算法；智能决策中图分类号：TM764IntelligentDecisionSystemofPowerSystemDispatchingOperationTicketWANGWenjia(StateGridJilinElectricPowerCo.,Ltd.ChangchunPowerSupplyCompany,JilinChangchun130000,China)Abstract:Tofurtherpromotethetransformationofpowerdispatchcontrolservicesintointelligent,anobject-orienteddatabase established by equipment voltage level,correlation between equipments,and equipment operation statusrealizesdescriptionofregionalpowergridtopologyandoperationstatus.Thentheautomaticinferenceprocessofoperationticketbasedoncase-basedreasoningalgorithmisbuiltundertheconstraintofdispatchoperationrulesandequipmentoperationrulestoimprovetheefficiencyofoperationticketapprovalexecution.Thismethodhasbeenappliedinpracticaloperationcases,andhasachievedremarkableresultsinimprovingtheefficiencyofoperationticketproduction,approvalandexecution.Keywords:operationticket;intelligent;object-orienteddatabase;case-basedreasoningalgorithm;intelligentdecision目前，国内针对操作票系统的研究主要集中于3 种类型：数据库检索型、点图成票型、专家系统智能推理型1-4。数据库检索型通过检索类似相关任务操作票，经修改，再保存，完成数据库更新，简单易行但不具备智能性；点图成票型通过对可视化界面内的设备进行模拟操作，开具操作票，符合“五防”操作规则，但不能实现自动推理功能；专家系统智能推理型通过构建知识库、数据库、推理机对操作票进行推算和管理，有效弥补上述 2 类方法的不足，但知识库的组建难度成为该类技术的开发瓶颈。本文在充分考虑电网实时态运行方式和设备间操作“五防”闭锁基本要求下，以厂站、设备、状态、动作 4 类 22 个实体概念为对象，建立二维逻辑数据库，确定对象间的关联关系，实现对电网拓扑结构面向对象化抽象描述。以现有的调度操作规则和设备操作规则为约束，构造函数获取操作设备的动作逻辑，形成操作规则库，结合案例推理算法，形成具有安全校核功能的操作票智能决策系统，避免复杂改造工程中可能出现的地线漏挂、漏拆等安全隐患问题。最后，以某地调某实际停电操作为例，验证该系统的有效性。1建立面向对象数据库面向对象数据库技术兼并面向对象编程技术和关系型数据库特性，通过将概念实体模型化作对象或类的形式表达，定义具有嵌套结构的数据类型和数据上的操作，将静态数据结构与动态方法加以封装，实现对象间的复杂引用和约束关系，并以二维表模式存储在数据库中，保证数据扩充和修改时，具有良好的扩展性5-8。首先，确定对象和属性。模拟调度值班员实际开票思路，待操作设备主要从以下 3 个方面进行考收稿日期：20230406;修回日期：20230626信息系统|Information SystemDOI:10.13882/ki.ncdqh.2023.10.01244 2023 年第 10 期 总第 437 期RURAL ELECTRIFICATION虑确认：（1）负荷倒供，即倒母线操作、旁路带操作、联络线倒对端送电操作、双端供电负荷倒电源操作等；（2）设备联络，即线路停送电时各变电站开关、刀闸、地线的操作、主变停送电时相应的开关、刀闸及中性点的操作等；（3）保护投退，即一次设备运行状态改变后相应的保护调整操作。由此建立如下 4 类面向对象数据集。4 类数据集的链接关系如图 1 所示。设备类分别与厂站类和状态类建立链接可抽象出系统拓扑结构和实时运行方式，状态类与动作类建立链接可确定待操作设备。厂站类设备类状态类动作类操作任务图 1数据集链接关系依托上述链接关系，以“对象”为行，“属性”为列，按照包括但不限于厂站名称、所属单位、设备名称、编号、运行状态、所在母线、保护配置、动作等属性对应的信息域，依次编制一次变电站内主设备间隔数据库，二次变电站内主设备间隔数据库，沿线变电站数据库，对端一次变电站数据库，操作数据库，并封装成二维表格式进行数据库存储，实现用面向对象数据模型映射区域电网结构和实时运行方式，如表 14 所示。表 1厂站类对象及属性对象属性局属变电站、农网变电站、用户变电站、电厂、站用变名称、电压等级、所属单位表 2设备类对象及属性对象属性线路、主变、旁路、母联、桥联、母线名称、编号、所属厂站、电压等级、保护配置搭建框架模板，利用“操作任务输入待操作设备输出”机制调用数据库数据，实现操作任务与待操作设备的联动，填入框架模板中，完成操作项编写工作。2操作票智能决策系统操作票智能决策系统是通过案例推理算法对典型操作票进行检索、分析、替代，再结合调度操作规则和设备操作规则9-13，生成调度命令对应的操作序列，完成操作票的智能化生成。调度操作规则。调度操作规则的制定主要依据检修计划和计划实施前电网的运行方式，以停电设备、相应的运行方式调整以及二次设备更改等为指导，对各操作任务可能涉及的线路负荷转供时各变电站的操作顺序、不同电压等级设备间的操作顺序、配合一次设备进行的保护调整或投退等，依次形成操作规则库。设备操作规则。在确定操作设备范围的前提下，按照“五防”校验逻辑，排列范围内所有开关、刀闸、地线等设备的操作序列，并依据设备关联的拓扑结构进行安全校核，确保不影响后续设备检修工作或设备恢复运行。案例推理算法。案例推理算法是通过学习历史案例，积累经验和知识，对后续相同或相似的问题作出判断的一种方法，操作票分类清晰、特征明显、高度规范等特性，符合算法的构建前提。操作票案例库按照检修计划分为 3 大类：设备检修、方式调整和设备投运，通过提取检修计划中的关键要素，结合待操作范围，检索相近或相同的历史操作票案例，经过关键数据替换，调度员确认后，形成本次操作票。操作票自动推理系统具体步骤如下，流程图见图 2。第 1 步：从 OMS 系统中获取隔天检修计划单并对停电设备、运行方式调整、计划操作事件、注意事项等进行自动解析。表 3状态类对象及属性对象属性开关、刀闸、地线、中性点、保护名称、编号、所属厂站、状态（0、1）表 4动作类对象及属性对象属性停电、送电、调整、投退、检查、负荷转供名称、状态（0、1）、动作描述Information System|信息系统2023 年第 10 期 总第 437 期 45RURAL ELECTRIFICATION第 2 步：从 EMS 系统中获取电网模型和实时运行状态，形成面向对象的数据库，完成开票环境的数据准备和初始化。第 3 步：输入停电设备及检修计划解析信息后，分别与数据库和规则库进行自动匹配，完成待操作设备推理，形成操作项。第 4 步：遵守“五防”校验排序待操作项，保证操作票在操作执行过程中的安全性和可靠性。第 5 步：填写操作票及备注信息和要求，发送调度员核修界面进行修改确认。第 6 步：联系现场变电运维人员进行操作票演练。若无问题，可出票并将新规则入库；若现场人员提出异议，须经调度员核实确认再进行修改。安全校核：主要针对开关、隔离开关、接地刀闸的操作顺序、设备编号以及运行方式与停电范围、地线措施的匹配度。流程优势：对于常规的调度操作票，可实现一键成票；对于特殊运行方式操作票，审核人员仅须在调度员核修过程中介入，降低了人力成本。3算例分析图 3 为某地区甲网接线图，共涉及省、地、县（配）三级调度管辖设备，本例仅涉及地、县调管辖设备。3.1建立数据库以 66kV 甲三线（以下简称甲三线）为例作详细说明，见图 4。甲三线联接 2 座变电站，关联厂站类中 220kV 甲变（以下简称甲变）、66kV 城二变（以下简称城二变）。在甲变中，甲三线的设备编号为 2126，该编号关联状态类中开关、刀闸、地线及其运行状态，其中刀闸按照名称分为东刀闸、西刀闸、乙刀闸，运行状态则表明设备目前运行方式，即甲三线在甲变 66kV 西母线运行。运行状态也关联着接下来可能进行的动作，如运行的开关在接到停电任务时需要被拉开。城二变同理。依此类推，并按照甲变主设备间隔数据库、甲网二次变主设备间隔数据库、甲网沿线变电站数据库、甲变对端一次变电站数据库、操作数据库对数据进行二维存储，以便于数据可视化和日后维护使用。3.2智能开票以 66kV 甲二线（一线简称甲二线）停电为例。计划停电时间为 2022 年 11 月 11 日 07:00，须调整的运行方式如下：垃圾电站与系统解列；66kV 县三变退出高备投，全负荷倒甲一线受电。注意事项：密切关注甲二线停电期间 66kV 甲一线负荷波动，防止越限。对操作任务进行解析，得到“甲二线”“线路”“停电”“检修”4 个关键词，检索数据库，得到以下操作语句，如表 5 所示。由表 5 可知，系统可根据已解析的操作任务关联出所有相关厂站的待操作设备，但顺序不符合“五防”逻辑。应依据调度操作规则和设备操作规则对操作项进行整合排序。本案例涉及的调度操作规则：（1）在线路停电前须率先倒出二次负荷以及执行发电机解列操作；（2）二次变倒负荷为综合令，已包含拉开开关操作；（3）针对电厂及用户类厂站，为提高操作效率，将已解析的操作任务输入停电设备、运行方式调整、二次设备更改等方案，制定调度操作方式校核，判定调度操作是否满足停电要求操作校核，判定设备操作是否满足安全要求对方案进行调整，并同步通知方式专责确定待操作设备制定设备操作规则重新确定停电范围开具操作票调度员核修确认操作票演练现场变电人员核对无误操作票打印并存档入库否是否是是是否图 2操作票智能决策系统流程图王文嘉：电力系统调度操作票智能决策系统46 2023 年第 10 期 总第 437 期RURAL ELECTRIFICATION1121112311241125四线三线二线一线124012501号主变212021212123212421252132113222402250212621252119112521282126甲二线甲一线甲四线甲三线甲丙四线甲丙三线甲乙二线甲乙一线甲丙二线甲丙一线母联2117211821272122220 kV乙变1141151111121133127312811611711811912112241204121412241232号主变1号主变母联220 kV西母220 kV东母66 kV西母66 kV东母220 kV甲变66 kV县三变220 kV丙变66 kV县四变66 kV县一变66 kV县二变66 kV城二变66 kV城一变2号主变1号主变1号主变1号主变垃圾电站1号电容器1号电容器1号站用变2号主变1号主变1号主变1号主变2号主变图 3甲网接线图开关东刀闸西刀闸乙刀闸10110厂站类设备类状态类线路停电倒母线线路停电线路停电线路停电动作类开关甲刀闸乙刀闸2 1261151号主变11110线路停电线路停电线路停电主变停电线路停电220 kV甲变66 kV甲三线66 kV城二变拉开合上拉开拉开在线路侧装设地线一组拉开拉开拉开2号主变带全负荷受甲四线在线路侧装设地线一组线路侧地线线路侧地线图 466 kV 甲三线数据集Information System|信息系统2023 年第 10 期 总第 437 期 47RURAL ELECTRIFICATION逐项令改为综合令；（4）县三变属县公司管辖范围，操作令应下发给县公司。设备操作规则即为符合“五防”逻辑的设备操作顺序。由此得到调度操作票，经调度员审核无问题后，下发给各操作单位进行核对确认，如无异议，即可打印成票。操作票智能决策系统实现操作票一次性合格率98%以上，有效提高操作票书写的规范性和准确性，拟票速率由 2 项/min 提高至 30 项/min，图 5 所示为智能决策系统的整体流程时间较传统方式对比结果，结果显示前者较后者节约 31min/张。4结束语本文通过建立面向对象数据库对网络拓扑结构进行抽象数字化处理，为智能操作票系统提供基础数据环境，具有便于维护、运行高效等特点。在操作票自动推理环节中充分考虑规则约束与安全校核，有效避免漏项错项可能带来的安全隐患，同时，降低人为复改次数，提高一次出票率，满足调度员对操作票的全方位要求。参考文献吴昊琛.基于OPEN3000系统的南平电网调度智能开票系统的研究与应用D.福建：福州大学，2014.1宋哲，冷磊磊.新型智能操作票系统应用研究J.电力学报，2022,37(1)：8490.2朱卓文.智能调度监控票系统的研究与应用D.广东：华南理工大学，2018.3江海洋，康春雷，胡本然，等.一种基于深度强化学习的电力操作票生成方法研究J.黑龙江大学自然科学学报，2020,37(4)：499504.4徐尧燚，朱思婷，刘奇，等.基于一阶谓词逻辑的智能操作票一体化系统J.电气自动化，2021,43(1)：49.5雷明涛，李琼，施荣荣，等.面向对象的通用数据库访问接口泛化方法研究J.通信技术，2020,53(2)：387392.6陆鑫，王艳蓉，孙超，等.一种高性能多模式的内存数据库系统J.计算机应用与软件，2019,36(1)：9498.7辛耀中，陶洪铸，李毅松，等.电力系统数据描述语言EJ.电力系统其自动化，2006,30(10)：4851.8胡兆华，闫麟，曹董宏.基于一次接线图的变电站智能操作票系统设计J.自动化技术与应用，2022,41(10)：149151.9武志伟.基于安全校验的智能推理操作票系统的研究D.北京：华北电力大学，2014.10樊启俊，胡伟，王兴存，等.基于调度倒闸操作流程及标准操作程序的操作安全防误应用J.电力系统自动化，2015,39(1)：183186.11雷科.电力五防操作票管理系统设计与实现D.四川：电子科技大学，2022.12吕颖，鲁广明，杨军峰，等.智能电网调度控制系统的安全校核服务及实用化关键技术J.电力系统自动化，2015,39(1)：171176.13作者简介王文嘉（1993），女，工程师，研究方向：电力调度与控制。（责任编辑：袁航）表 5操作项操作单位操作项甲变拉开甲二线2117西刀闸甲变拉开甲二线2117开关甲变拉开甲二线2117乙刀闸甲变在甲二线2117线路侧装设地线一组县三变退出高备投，全负荷倒甲一线119受电县三变拉开甲二线118开关县三变拉开甲二线118甲刀闸县三变拉开甲二线118乙刀闸县三变在甲二线118线路侧装设地线一组垃圾电站1号发电机与系统解列垃圾电站拉开甲二线121开关垃圾电站拉开甲二线121甲刀闸垃圾电站拉开甲二线121乙刀闸垃圾电站在甲二线121线路测装设地线一组40353025时间/min制票时间审票时间对票时间20151050115304049图 5操作票制票时间王文嘉：电力系统调度操作票智能决策系统48 2023 年第 10 期 总第 437 期