調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖智能生成技術(shù)研究

王順江，東 方

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖智能生成技術(shù)研究

王順江1，東 方2

（1.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110006；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司電力科學(xué)研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110006）

隨著無(wú)人值班、集中監(jiān)控和D5000系統(tǒng)的全面推廣，調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖的好壞直接影響到監(jiān)控效率，從目前調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)間隔圖存在的問(wèn)題入手，結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行需求以及調(diào)度自動(dòng)化運(yùn)維工作的開(kāi)展，深入研究間隔圖智能生成技術(shù)，為調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖的智能生成提供技術(shù)支撐。

調(diào)度控制系統(tǒng)；間隔圖；智能生成；監(jiān)控

1 現(xiàn)狀分析

調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖是調(diào)度監(jiān)控人員實(shí)際控制電網(wǎng)的直接界面，界面的友好性直接影響操作效率和電網(wǎng)安全，目前間隔圖的編制主要有2種方式，分別是手動(dòng)繪制和系統(tǒng)自動(dòng)生成。手動(dòng)繪制可能出現(xiàn)鏈接錯(cuò)誤、信息遺漏等問(wèn)題，且工作量巨大，依照目前自動(dòng)化運(yùn)維人員配備，通過(guò)手動(dòng)繪制間隔圖存在較大困難，應(yīng)選擇系統(tǒng)自動(dòng)生成方式，目前間隔圖系統(tǒng)自動(dòng)生成存在著模型重合、圖形布局不合理及信息缺乏等問(wèn)題，如圖1～圖3所示。因此深入研究調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖的自動(dòng)生成技術(shù)非常必要，既可以減少工作量，實(shí)現(xiàn)減員增效，又可以避免失誤的發(fā)生，保證安全生產(chǎn)，具有較大研究意義和使用價(jià)值［1］。

2 需求分析

2.1 調(diào)度監(jiān)控業(yè)務(wù)需求

圖1 模型重合

調(diào)度監(jiān)控業(yè)務(wù)需求是繪制間隔圖的前提與基礎(chǔ)，是需求分析的核心。調(diào)度監(jiān)控需求主要包括標(biāo)題、間隔主接線圖、測(cè)量信息、光字牌、通信狀態(tài)及壓板狀態(tài)等。

圖2 圖形布局不合理

a.標(biāo)題

間隔圖都應(yīng)該具有清晰的標(biāo)題，便于開(kāi)展本間隔業(yè)務(wù)前能明確范圍，依照命名要求對(duì)間隔進(jìn)行命名，命名格式“電網(wǎng)名稱·廠站名稱／電壓等級(jí)·間隔”，如“遼寧·張臺(tái)變／500 kV·1號(hào)主變”。同時(shí)，標(biāo)題應(yīng)在增幅圖的中上方，遵循監(jiān)視習(xí)慣性。

b.間隔主接線圖

間隔主接線圖是間隔圖最重要的組成部分，是調(diào)度監(jiān)控人員的首要監(jiān)視任務(wù)，也是實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方操作的直接窗口，因此對(duì)間隔主接線圖要求較高。首先，圖形應(yīng)清晰完整，依照要求繪制斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、接地開(kāi)關(guān)、變壓器、線路、母線、編號(hào)、鏈接線等，同時(shí)沒(méi)有重疊和模糊不清的地方；其次，電氣元件信息鏈接必須正確可靠，斷路器、隔離開(kāi)關(guān)位置與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際位置相符并隨現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)實(shí)時(shí)變化，同時(shí)在間隔主接線圖中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作，操作界面清晰，校驗(yàn)機(jī)制完善，避免誤操作發(fā)生；再次，間隔主接線圖布局合理，畫(huà)面美觀；最后，間隔內(nèi)多幅畫(huà)面切換時(shí)，應(yīng)保持間隔主接線圖的穩(wěn)定性，確保將間隔主接線圖放在左邊［2］。

c.測(cè)量信息

間隔圖的測(cè)量信息依照調(diào)度監(jiān)控需求展示，一般包括三相電壓、三相電流、有功、無(wú)功及功率因數(shù)等，具體間隔要求如表1所示。

d.光字牌

光字牌主要展示本間隔故障信息，依照信息分類(lèi)要求，將遙信信息分為事故、故障、越限、變位和告知5類(lèi)，分成不同區(qū)域展示，且各類(lèi)信息光字牌的告警顏色不同，便于調(diào)度監(jiān)控人員迅速判斷。同時(shí)對(duì)光字牌的展示風(fēng)格、填充方式等都進(jìn)行嚴(yán)格要求，確保光字牌美觀、清晰和可靠。

e.通信狀態(tài)

測(cè)控單元、保護(hù)單元、合并單元及智能終端等設(shè)備都有一些通信狀態(tài)信息，這些信息有利于調(diào)度監(jiān)控上送信息的準(zhǔn)確性和二次設(shè)備的運(yùn)行狀況，便于調(diào)度監(jiān)控人員更加準(zhǔn)確地做出各項(xiàng)電網(wǎng)決策。因此各設(shè)備的通信狀態(tài)應(yīng)依照調(diào)度監(jiān)控要求上送［3］。

f.壓板狀態(tài)

圖3 布局混亂與信息采集缺乏

表1 各類(lèi)間隔測(cè)量信息展示需求

壓板信息決定了設(shè)備軟硬件的運(yùn)行狀態(tài)，如置檢修、各類(lèi)保護(hù)投退、小電流選線投退、全站遙控投退、站內(nèi)VQC投退等壓板。對(duì)于間隔分圖，主要有各設(shè)備的置檢修、遠(yuǎn)方就地和各類(lèi)保護(hù)投退等壓板。

2.2 自動(dòng)化運(yùn)維需求

自動(dòng)化運(yùn)維需求主要包括準(zhǔn)確性、高效性和多樣性3個(gè)方面。人工繪制圖形和鏈接數(shù)據(jù)庫(kù)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，用計(jì)算機(jī)完成這些工作就可以避免錯(cuò)誤發(fā)生，因此采用系統(tǒng)自動(dòng)生成方式更加準(zhǔn)確；間隔圖的繪制工作量巨大，如不具備高效性，以目前的運(yùn)維人員配備，按時(shí)完成任務(wù)難度較大，因此間隔圖的繪制必須具備高效性；各項(xiàng)運(yùn)維工作必須靈活可靠，不能有局限性，間隔圖的生成應(yīng)該有單間隔、多間隔、單母線、單變電站、多變電站及全部變電站6種方式，若采用無(wú)間隔方式生成，將影響全站或多站運(yùn)行間隔的正確性［4－5］。

2.3 友好美觀性需求

間隔圖友好美觀，能更好地提升調(diào)度監(jiān)控人員的工作效率，友好美觀包括畫(huà)面布局合理、界面數(shù)據(jù)展示清晰、各項(xiàng)操作智能化等方面。首先，依照人的視覺(jué)感觀和調(diào)度監(jiān)控習(xí)慣合理布局畫(huà)面，如圖4所示；其次，要保證畫(huà)面的每個(gè)區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)清晰可靠，且合理分布；最后，各項(xiàng)操作應(yīng)智能化，保證每個(gè)界面都可以設(shè)置，每個(gè)設(shè)備狀態(tài)都可以監(jiān)視，每項(xiàng)操作都安全、可靠［6］。

圖4 合理美觀的界面布局

3 關(guān)鍵技術(shù)研究

3.1 模板化生成

依照不同間隔的需求，以G文件形式建立各類(lèi)間隔光字圖模板，在模板文件中，利用矩形劃定各種信息展示區(qū)域，如間隔主接線圖、量測(cè)信息、壓板信息、通信狀態(tài)、光字牌等區(qū)域。在生成間隔圖時(shí)，先加載該模板文件，從而獲得相應(yīng)的顯示區(qū)域，并在顯示區(qū)域內(nèi)展示對(duì)應(yīng)的信息。利用模板化生成方式，可以保證相同的間隔圖具有相同的格局，從而保證一致性和美觀性。

3.2 間隔主接線圖清晰化

間隔主接線圖一般是從廠站主接線圖中截取，由于截取圖形比例的固定化，給畫(huà)面的布局和展示帶來(lái)困難，這也是間隔圖智能生成技術(shù)的難點(diǎn)。針對(duì)這些問(wèn)題，可通過(guò)如下3個(gè)方面解決。

圖5 220 kV線路間隔

圖6 550 kV主變間隔

3.2.1 固化

固化是間隔主接線圖清晰化的基礎(chǔ)，只有通過(guò)固化才能建立相同的風(fēng)格，間隔主接線圖智能生成需要固化的項(xiàng)目較多，主要有如下幾方面。

a.固化電氣元件大小，如斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、變壓器、電容器、電抗器、線路及負(fù)荷等。

b.固化連接線和各類(lèi)母線寬度。

c.固化線路名稱、斷路器編號(hào)及母線編號(hào)等符號(hào)性文字。

d.固化畫(huà)面區(qū)域大小，圖5為220 kV雙母線線路間隔，畫(huà)面存在最高、最低、最左和最右邊界，最高邊界是線路名稱，最低邊界是母線名稱，最左邊界是斷路器編號(hào)（不算母線延伸方向），最右邊界是接地開(kāi)關(guān)位置，各邊界與矩形框之間預(yù)留固定大小的區(qū)域。

e.固化多截圖組合間隔畫(huà)面擺放結(jié)構(gòu)，圖6為500 kV主變間隔，在變電站主接線圖上截取主變本體、主變高壓側(cè)、主變中壓側(cè)及主變低壓側(cè)4張截圖，依照固定格式進(jìn)行擺放，中間為主變本體，右側(cè)為主變高壓側(cè)，左上角為主變中壓側(cè)，左下角為主變低壓側(cè)［7］。

3.2.2 調(diào)整

調(diào)整主要指截圖縮放和母線長(zhǎng)短控制。截圖縮放是指電氣元件和連接線的寬度不變，依照比例縮短或拉長(zhǎng)各段連接線，各電氣元件隨之移動(dòng)；母線長(zhǎng)短控制是指依照截圖放置區(qū)域的比例控制母線長(zhǎng)短。

3.2.3 校驗(yàn)

校驗(yàn)是保證圖形可靠、完整和美觀必不可少的步驟，包括圖形重疊性校驗(yàn)、電氣元件校驗(yàn)和連接準(zhǔn)確性校驗(yàn)等，即間隔主接線圖中如有圖形重疊、電氣元件對(duì)應(yīng)錯(cuò)誤及各電氣元件連接錯(cuò)誤等都將無(wú)法通過(guò)校驗(yàn)。

圖7 生成的220 kV線路間隔圖

圖8 生成的550 kV主變間隔圖

3.3 測(cè)量信息靈活配置

測(cè)量信息應(yīng)該按照類(lèi)型進(jìn)行配置，因此需要在系統(tǒng)中建立1個(gè)xml文件，用于配置測(cè)量信息展示，該文件可以決定各類(lèi)間隔需要展示的測(cè)量信息。同時(shí)，建立1個(gè)友好界面控制該文件，實(shí)施各項(xiàng)配置工作。當(dāng)生成間隔圖時(shí)，需解析該配置文件，即可得到要顯示的量測(cè)信息。當(dāng)需要更換間隔圖中測(cè)量信息時(shí)，可通過(guò)配置界面直接修改文件，再重新生成該間隔圖，達(dá)到在間隔圖中顯示需要量測(cè)信息的目的。

3.4 光字牌信息分級(jí)分頁(yè)展示

依照要求可以將告警信息分為事故、故障、越限、變位和告知5類(lèi)，依照調(diào)度監(jiān)控要求分區(qū)域展示，并可通過(guò)配置文件展示信息類(lèi)型。同時(shí)，如果1頁(yè)無(wú)法完成本間隔所有光字牌展示，可對(duì)光字牌信息進(jìn)行分頁(yè)展示。

3.5 間隔圖靈活生成

間隔圖的生成應(yīng)靈活可靠，可通過(guò)執(zhí)行文件方式或畫(huà)面編輯器方式生成間隔圖，執(zhí)行文件方式需建立編制文件，一般用于所有間隔圖或者各類(lèi)型間隔圖的重新生成；畫(huà)面編輯器方式是通過(guò)編輯器打開(kāi)廠站圖，可針對(duì)單個(gè)間隔、多個(gè)間隔或者全站生成間隔圖［7－8］。

4 技術(shù)實(shí)施

通過(guò)研究多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，建立了一套完善的間隔圖智能生成體系，如圖7、圖8所示，為調(diào)度監(jiān)控工作的順利高效開(kāi)展奠定基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文研究了調(diào)度控制系統(tǒng)間隔圖智能生成技術(shù)，建立了一套完善的生成體制，從而自動(dòng)生成間隔圖。通過(guò)應(yīng)用此技術(shù)，將大幅減少自動(dòng)化運(yùn)維人員的工作量，同時(shí)提升調(diào)度監(jiān)控各項(xiàng)業(yè)務(wù)開(kāi)展的效率，對(duì)電力自動(dòng)化發(fā)展和電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。

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Research on Intelligent Generating Technology of Dispatching and Control System's Interval Diagram

WANG Shun?jiang1，DONG Fang2

（1.State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China；2.Electric Power Research Institute of State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Shenyang，Liaoning 110006，China）

Dispatching and control system's interval diagram directly influences monitoring efficiency with a comprehensive promotion of unattended，centralized control and D5000 system.By combining with existing problem of dispatching and control system's interval diagram，this paper makes an intensive study of interval intelligent generating technology，it provides technical support for dispatching and control system‘s interval diagram.

Dispatching and control system；Interval diagram；Intelligent generating；Supervision and control

TM76；TM73

A

1004－7913（2015）09－0034－05

王順江（1979—），男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事智能電力信息系統(tǒng)方面研究工作。

2015－06－30）