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电网调度智能操作票系统

智能操作票原理简介

研究现状

操作票是电力系统日常检修、变更运行方式时倒闸操作的一项重要指令，执行操作票制度是电力系统防止误操作的一项重要安全措施。随着我国电力工业的不断发展，电力系统内输配电设备数量的不断增加，日常工作中需要进行的操作数量与频度也逐年增大。因此，研制开发智能操作票专家系统，实现操作票的自动或半自动生成，提高操作票正确率、缩短操作票拟票时间减轻运行人员日常工作强度，已成为电力系统运行管理人员的一项重要课题。

根据相关文献，国外对这个问题的考虑比较简单，操作任务种类少，操作也比较简单。国内对于这个问题的研究比较活跃，取得的实际应用成果也比较多。国内现有的操作票专家系统可以分为5类：

(a)基于产生式系统方式

(b)查询开票方式

图形校核开票方式

基于开关控制逻辑方式

子程序、模块方式

本系统基本原理

在总结现有操作票专家系统的基础上，本着取长补短的原则，汲取查询开票方式的简单易用的优点，产生式系统智能程度高的优点，“图形校核开票方式”具有友好的用户界面，面相对象技术灵活实用的优点，提出一种新的操作票专家系统。本系统的基本原理主要体现在以下几个方面：

操作规则

操作规则是推理的依据，操作规则总结的是否完善直接影响系统的好坏。由于产生式规则的特点是表达格式固定，形式单一，规则（知识单元）间相互较为独立，因此知识库的建立较为容易，处理较为简单。所以本课题采用产生式规则。电网调度操作票具有与变电站操作票不同的特点，电网调度操作票主要关心的是在运行方式调整过程中应该注意的事项，而变电站操作票关心的是如何以正确的顺序实现运行方式的调整，所以电网调度操作票更具有经验性、习惯性，而不像变电站操作票那样具有很强的顺序性，因此规则也应具有自身的特点。规则由条件和结论组成，条件由操作对象和命令任务组成；结论包括两类的内容：一类是由于操作对象的特殊性带来的结论，如变电站内直馈线由运行转热备用时会有结论“操作前后联系配调”；另一类是由于操作对象的变化带来其他设备的变化。针对不同的操作对象分类总结规则，包括：线路类规则、母线类规则、变压器类规则、开关类规则等。

知识表示

知识表示的主要任务是将推理所用的知识表示成计算机容易识别和利用的形式。需要表示的知识包括：操作规则、操作术语、操作短语、典型间隔及状态的定义、拓扑结构、继电保护和安全自动装置配置。其中，操作规则主要由条件和结论两部分组成，决定一项操作的因素主要包括操作设备的类型，当前状态，接线形式、相关设备以及命令任务，这些因素共同构成了操作规则的条件，结论主要是操作注意事项，条件和结论共同构成了完整的规则。拓扑知识描述了网络中设备的连接关系，针对兰州电网T型接线较多的特点，设计了适用于T型及多T型接线的拓扑知识表示方法。T接线由T接主线和T接辅线组成，其中，T接主线一般是电源线，处于T接线路组的核心地位；T接辅线是负荷线，处于T接线路组的辅助地位。这种表示方法符合现场的实际操作，而且简单明了，可以很好的表示T接线路的连接关系。

推理机制

推理的本质是分析当前操作所满足的条件，并将其与规则库中的规则逐条匹配，如果某一条规则匹配成功，则记录相应的结论，直到整个规则库全部匹配结束，将所有匹配得到的结论汇总便得到完整的推理结论。分析操作设备当前满足的条件是推理的关键，主要包括拓扑分析和状态分析，拓扑分析主要是通过分析设备间的连接关系，得到操作设备的接线形式以及连接的相关设备（操作影响到的设备），拓扑分析的最终目的是确定某项操作涉及的所有设备以及它们之间的连接关系；状态分析通过分析SCADA实时数据，得到操作设备以及相关设备的当前状态，结合调度操作票的特点：从宏观出发，关心网络操作，而不关心具体的某几个开关、刀闸操作顺序，将设备的状态分为：运行、热备用、冷备用、检修四种，而这四种状态是由设备连接的一系列开关刀闸的组合状态决定的。将相关设备和初始状态作为已知条件，通过匹配规则推理出结果。

获取实时状态

SCADA提供的实时数据是单独的开关、刀闸的状态，由于调度操作票并不对具体的开关、刀闸下令，而是针对设备的运行、热备用、冷备用、检修四种状态下令，而这四种状态是几个设备的组合状态，例如，开关的状态是由开关加上两侧刀闸以及地刀状态的组合共同体现的。所以我们设计并实现了将开关、刀闸状态转换为设备的运行、热备用、冷备用、检修四种状态的功能，并实现了设备四种状态的在线自动更新。此外，针对现场数据可能不完整的问题，提供了人工设置状态的界面。

电网调度操作票总体要求

电网调度操作票软件包能够完成以下主要任务：

根据操作任务可以自动开具电网调度操作票,具有多种开票方式。

操作票应用的流程管理功能。

操作票管理功能。

系统维护及用户管理。

电网调度操作票软件是离线运行软件。在需要开具操作票时启