基于电网调度防误系统的线路预判改造系统及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种电网预判防误系统及其工作方法,尤其涉及对于线路改造中、后阶段对线路状况进行预判和更改的系统及其工作方法。
背景技术
在电力系统中,为了防止对电气设备误操作,需要对当前操作进行“五防”闭锁检查。通常的“五防”是指防止电力系统倒闸操作中经常发生的五种误操作事故,即带负荷分、合隔离开关,误分、误合断路器、负荷开关、接触器,接地开关处于闭合位置时关合断路器、负荷开关,带电时误合接地开关,误入带电间隔。
电力系统为提高供电可靠性,在电网改造工作中大量采用带电作业与停电作业配合,工作时,设备操作与工作许可顺序极为重要。目前主要应用图纸人工模拟顺序。
目前的防误系统只能实现在实际网络结构下,现有设备之间的操作闭锁,无法实现电网改造中和改造后设备间的操作闭锁和操作提示。而在操作过程中,防误闭锁及操作提示对于改造后电网的操作更为重要。
随着电网的发展,计算机技术的应用可以减少人为因素影响,现有的电网调度自动化系统和电网集控系统也为电网预判防误系统建设提供了基础。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于电网调度防误系统的线路预判改造系统及其工作方法,可实现全网设备预判操作防误闭锁操作建议和改造更新。
本发明的基于电网调度防误系统的线路预判改造系统,所述的电网调度防误系统包括电网调度自动化系统和电网集控系统,与所述电网调度防误系统的电网调度自动化系统和电网集控系统连接有电网网络结构分析模块:用于从电网调度自动化系统和电网集控系统中读取电网模型和电网运行实时方式;
所述电网调度自动化系统具有线路显示模块,用于显示整体线路图;
还包括
图形接口模块:获取用户区域性改造的区域性替换图纸;
模型数据处理模块:用于电网运行方式改变后,分析改造部分相关链路电源、负荷关系;
图层映射模块:将用户改造需求图纸和现有电网结构进行比对,映射改造后的设备开关名称和状态;
防误闭锁控制及操作建议模块:用于获取用户操作,根据操作设备类型进行不同的防误逻辑处理,并将结果和操作建议返回给用户。
在所述整体线路图上,在所述线路图上的每个设备的两端分别设有处于常闭状态虚拟开关节点,且各开关节点具有独立名称。
本发明的工作方法,按照以下步骤进行:
1)、开始初始化;初始化图形接口模块,获取电网实时运行状态;判断是否有改造性编辑输入;如否,返回步骤1);如是,继续下一步骤;
2)、分析;分析用户编辑的拓扑情况,分析实时电网的运行情况;
3)、图层建立、映射;根据新设定要求形成区域性的电网拓扑更新图,确定所述区域性的电网拓扑更新图与区域外部线路连接的开关节点名称,形成更新图;根据前述开关节点的名称从所述整体线路图中辨识出实际区域图,确定与所述更新图相对应的所述实际区域图;使所述更新图与所述实际区域图根据各自的所述开关节点形成映射关系;
4)、建议判断;如需给出操作建议,进入下步骤;如否,返回步骤4);
5)、给出操作建议;根据开关节点,切断所述实际区域图与所述整体线路图的连接,同时将所述更新图接入所述整体线路图;随即根据约束条件判断闭锁,给出操作建议;
6)、图纸更新判断;(改造施工完毕)如需更新,进入下步骤;如不需更新,返回步骤6);
7)、将所述更新图接入所述整体线路图,替换所述实际区域图;
8)、完毕。
本发明的原理为:用户确定电网改造范围,通过图形接口模块输入改造范围内拓扑结构的变更,电网调度自动化系统和电网集控系统提供的电网模型和电网运行方式经过电网网络结构分析模块形成实时网络情况,经过图形映射模块将改造前后的设备和拓扑结构进行比对并映射名称和状态,经过模型数据处理模块分析后确定改造范围内改造前和改造后拓扑结构的电源、负荷关系,确立拓扑数据模型,将电源、负荷关系以及拓扑数据模型和用户操作需要送入防误闭锁控制及操作建议模块进行分析并将防误闭锁结果和操作建议返还给用户。
本发明的预判防误系统适应电网调度发展的需要,根据电网调度自动化系统和电网集控系统提供的电网基础数据进行电网改造后的防误操作校核与建议,可以最大限度的杜绝带电停电配合操作顺序错误,带接地送电,未核相合环,走错开关间隔等事故和错误的发生,对于保障电网改造安全生产有着重要的意义。电网预判防误系统自动适应拓扑结构变化,提前维护网络改造的图纸,大大减轻了使用工作量。该系统可以在改造前和改造后的图纸之间进行切换(保证电网改造前,即能够对改造后的电网进行防误操作;同时,不影响调度用图,与现场保持一致),满足调度相关操作要求,提高了安全生产能力、工作效率和电网自动化系统的智能水平。本发明适用于电网调度自动化系统的防误操作,也可以运用于电网集中监控系统的防误操作;可以进行电网操作及开票的安全校核,也可以运用于模拟环境中的安全校核。
附图说明
图1为本发明的系统结构框图,
图2为本发明的工作流程图,
图3为本发明实施例的整体线路图,
图4为本发明实施例的更新图,
图5为本发明实施例更新后的整体线路图,
图6为本发明的背景技术示意图;
图中1是开关节点一,2是开关节点二,3是开关节点三,4是开关节点四。
具体实施方式
本发明的系统如图1所述,所述的电网调度防误系统包括电网调度自动化系统和电网集控系统,与所述电网调度防误系统的电网调度自动化系统和电网集控系统连接有电网网络结构分析模块:用于从电网调度自动化系统和电网集控系统中读取电网模型和电网运行实时方式;
所述电网调度自动化系统具有线路显示模块,用于显示整体线路图;
还包括
图形接口模块:作为人机交互的接口,由用户根据网络改造需要进行设备拓扑维护;获取用户区域性改造的区域性替换图纸;
模型数据处理模块:用于电网运行方式改变后,分析改造部分相关链路电源、负荷关系;能对实际电网参数和运行方式以及电网改造部分的参数和运行方式进行区域划分,以及电源和负荷划分。并在这个工作区域内形成电网拓扑实际层和电网拓扑更新层。
图层映射模块:将用户改造需求图纸和现有电网结构进行比对,映射改造后的设备开关名称和状态;将工作范围内改造前后的相关设备映射起来,使得电网拓扑实际层和电网拓扑预更新层中一致的开关及其状态保持一致。
防误闭锁控制及操作建议模块:用于获取用户操作,根据操作设备类型进行不同的防误逻辑处理,并将结果和操作建议返回给用户。防误闭锁控制模块根据用户操作需要,在电网拓扑预更新层中进行逻辑推演,给出操作防误闭锁以及操作建议。
防误闭锁控制模块进行操作的设备类型包括断路器操作的防误校核、隔离刀闸操作的防误校核、标志牌防误闭锁、线路分界开关的防误校核和继电保护的防误校核。继电保护防误建议控制的设备类型包括:变压器开关的操作校核与建议、线路分界开关的操作校核与建议、断路器的操作校核与建议。继电保护防误建议控制的校验内容包括:整定数值调整、相关保护的启用和停用、操作步骤顺序建议。
由于实现该模块的上述功能,本领域技术人员根据本案所要解决的技术问题,结合现有技术是能够实现的,因此此处不再赘述。
在所述整体线路图上,在所述线路图上的每个设备的两端分别设有处于常闭状态虚拟开关节点,且各开关节点具有独立名称。如图3所示,其中标示出开关节点一~四1、2、3、4;
本发明的工作方法,如图2所示,按照以下步骤进行:
1)、开始初始化;初始化图形接口模块,获取电网实时运行状态;判断是否有改造性编辑输入;如否,返回步骤1);如是,继续下一步骤;
2)、分析;分析用户编辑的拓扑情况,分析实时电网的运行情况;
3)、图层建立、映射;根据新设定要求形成区域性的电网拓扑更新图,确定所述区域性的电网拓扑更新图与区域外部线路连接的开关节点名称,形成更新图;根据前述开关节点的名称从所述整体线路图中辨识出实际区域图,确定与所述更新图相对应的所述实际区域图;使所述更新图与所述实际区域图根据各自的所述开关节点形成映射关系;
4)、建议判断;如需给出操作建议,进入下步骤;如否,返回步骤4);
5)、给出操作建议;根据开关节点,切断所述实际区域图与所述整体线路图的连接,同时将所述更新图接入所述整体线路图;随即根据约束条件判断闭锁,给出操作建议;
6)、图纸更新判断;(改造施工完毕)如需更新,进入下步骤;如不需更新,返回步骤6);
7)、将所述更新图接入所述整体线路图,替换所述实际区域图;
8)、完毕。
本发明的系统工作过程为:
本发明工作模式为C/S方式,客户端为人机界面,负责和用户进行交互,服务器端负责数据处理、模型数据处理、防误建议控制、和客户端进行信息交互等。具体工作过程为:
1、服务端初始化,电网网络结构分析模块从拓扑结构数据平台读取电网网络模型参数和电网运行实时方式。
2、用户从预更新界面中绘制相关的图纸,并标识电网中的相应位置。
3、模型数据处理模块按照电网运行方式和预更新中的图纸进行运行参数分析,形成电网拓扑实际层和电网拓扑更新层。
4、防误建议控制根据用户的操作和虚拟的网络拓扑更新层上的开关状态给出防误操作闭锁校验,同时给出操作建议,然后返回结果给客户端。
5、在用户选择工作结束之后,使用网络拓扑更新层覆盖电网拓扑实际层。
本发明所实现的防误闭锁功能包括以下几个方面:
1、断路器操作的防误校核:具备核相提示、合解环闭锁提示、设备充电提示、带接地合开关提示、变压器各侧操作提示、母联操作提示、变压器中性点地刀提示、3/2接线开关操作顺序提示、带所变的线路操作提示等。
2、隔离刀闸操作的防误校核:具备带接地合刀闸提示、带电分合刀闸提示、非等电位分合刀闸提示、分合旁路刀闸提示、刀闸操作顺序提示等。
3、标志牌防误闭锁:具备带电作业标志牌、停电作业标志牌等作为许可工作的标志牌作为操作闭锁标志,以及保电标志牌作为提示标志。
4、线路开断点的防误校核:具备线路上任意处开断提示、与标志牌相互闭锁、核相提示等。
5、继电保护的防误校核:具备变压器继电保护提示、母线继电提示、线路代供母线断路器继电保护整定顺序提示、备自投继电保护操作顺序提示、重合闸停用提示等。
最后再结合图3-6进一步说明实现本发明的流程;
现有技术中,整体线路图如图6所示。而在本发明中,首先对整体线路图要进行如图3的改造,即在各设备的两端分别设有处于常闭状态虚拟开关节点,且各开关节点具有独立名称。图3中标示出开关节点一~四1、2、3、4;
如果供电要求对开关节点一1和开关节点三3之间的线路进行改造。要做的工作如图4所示,先制出更新图,其中的开关节点一A1-1、开关节点三A3-1分别与开关节点一1和开关节点三3的位置、功能、作用是一样的,系统在开关节点一A1-1/开关节点一1、开关节点三A3-1/关节点三3之间进行切换,也就是进行图的切换。
同步开关状态,并选择开关状态(图中在工作结束时右侧柱上开关在分闸位置、a环网柜右侧的开关在线路检修,新上的b环网柜开关均在冷备用);
更新图层上可以进行操作,或者开启录音机模式操作;
工作结束后将更新图层覆盖在原图层上,完成工作结束后的图层,并同步开关实际状态。