CN108233536A - 一种智能程序化遥控操作系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能程序化遥控操作系统，根据电气岛状态和电气设备间的拓扑关系设置D5000自动化平台的拓扑五防系统，来实现设备操作的五防闭锁；所述拓扑五防系统提取根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化。本智能程序化遥控操作系统是针对大运行模式下研发的一项全新的遥控技术，具备很强的创新性、安全性、高效性，十分有益于提高遥控操作的工作质量和效率，能够全力保障电网的安全稳定运行。

Description

一种智能程序化遥控操作系统

技术领域

本发明涉及一种智能程序化遥控操作系统。

背景技术

大运行模式下，电网实行集中监控运行管理后，由调控中心监控员对变电站设备进行远方集中遥控操作已成为电网倒闸操作的一种主要模式，正日益发挥着重要作用。集中遥控操作较传统的现场倒闸操作，在提高电网倒闸操作效率、降低供电企业人力物力成本、缩短电气设备因事故停运时间等多方面存在很大优势。但随着遥控操作规模和范围不断扩大，监控员的遥控工作量也在持续大幅度增加。但是，随着电网结构的日益复杂，对系统的稳定性和可靠性提出了更高的要求，特别是电网快速应急处置能力要求不断提升，使得传统的单设备遥控操作模式已不满足要求。因此十分有必要研发先进技术，来改进遥控操作方式、提升遥控操作效率。

目前，调控中心D5000自动化系统作为技术支持平台来完成变电站远方集中遥控操作。所谓变电站集中遥控操作是指以提高变电站一、二次设备可靠性和通信自动化为前提，从调度端或集控站发出一条远方操作指令，以微机监控系统或变电站的RTU当地功能为技术手段，对一定区域内远方的变电站一、二次设备实现远方控制操作。远方操作的范围包括拉合开关的单一操作；调节变压器有载分接开关；投切电容器、电抗器；其他允许的遥控操作。但现有遥控操作功能在技术应用上有以下几项不足：

1.单设备遥控功能操作效率低下，无法满足电网安全运行和调控高效工作需求。所谓单设备遥控操作是指是指从调度端或集控站发出一条远方操作指令，以微机监控系统或变电站的RTU当地功能为技术手段，对远方的变电站某一设备实现的控制操作；它是一种最基础、最普遍的集中遥控操作模式。但在执行单设备遥控操作时，需要操作人和监护人分别输入用户名和密码，经过遥控选择、遥控预置、遥控执行三步骤后，只能实现对某一台设备设备的遥控操作。但这种遥控操作模式已显然不满足实际需求，原因如下：一是随着大运行体系的不断深入建设，调控中心值班监控员遥控操作范围和工作量也在不断扩大和增加。在遥控操作范围方面，由原来的仅进行电容器投切和变压器分接头调整的电压无功调整操作，逐步增加为电压无功调整、系统倒方式、设备停送电、故障异常应急处置等遥控操作，遥控操作设备包括了断路器、GIS设备隔离开关、有载调压变压器分接头等一次设备和继电保护及自动装置软压板、继电保护控制字等二次设备。在遥控操作工作量方面，随着遥控操作范围的不断扩大，调控中心监控员远方遥控操作项数呈几何倍数增加。二是随着电力系统规模不断扩大，电网结构日益复杂，对系统的稳定性和可靠性提出了越来越高更高的要求，而事故应急拉路作为电网应急处置的一道防线地位彰显突出，且集中体现在拉路执行的效率上。在电网发生事故，需要在短时间内快速完成大面积、多数量的事故拉路操作，如果采取单设备遥控操作模式，显然难以在规定的时间内完成。

2.自动化系统遥控操作防误闭锁功能基本缺失。集控智能防误闭锁系统是针对变电站集中监控运行模式，专门为电力系统防止电气误操作事故而设计研制的防误闭锁系统。当监控人员启动系统，在模拟操作时，工况机根据已有的专家系统对每项操作进行智能判断，若操作正确，则允许进行下一步操作；若操作错误，则显示错误操作项的设备名称及编号，并通过语音提示错误操作类型，提示操作人员更正。模拟操作结束后，可通过打印机打印出操作票，并向集控系统传送正确的遥控操作内容；在监控系统进行遥控操作时，若正确则允许操作，若间隔错误或误操作，则禁止操作并显示当前错误操作设备的编号及应操作设备的编号，达到强制闭锁的目的，使操作得到安全可靠保障。操作结束后，自动将有关信息回传防误闭锁系统。

但是目前在自动化系统上进行的遥控操作基本上是一种无安全约束的操作，进行远方集控操作期间，传统的机械防误、电子防误、微机五防等已无法自动实时校核远方集中遥控操作，整个操作流程中某一步骤出现错误都有可能导致误操作的发生，以致危及电网的安全稳定运行；防止遥控误操作只能依靠监控人员的经验和责任心，这种无约束的操作为遥控操作带来很大的误操作隐患，遥控误操作概率大大增加。

3.自动化系统现有程序遥控操作功能不完善。一是在编制程序遥控操作序列时，只能依靠人工手动逐项逐设备的从数据库中选择相应的设备，需要消耗人员很大的精力，程序编制工作效率低下。二是程序遥控操作序列编制完成后，不具备自动安全校核和模拟演练功能，只能依靠人工逐项逐设备的核对名称、编号、遥控序号等信息，同样会消耗人员很大的精力，且设备信息核对可靠性不高。三是在执行程序遥控操作序列时，执行界面只能显示序列执行进度，无法实时显示一次画面设备运行及变位情况，造成操作人员需要频繁的在多个画面进行切换。

发明内容

本发明的目的是提供一种智能程序化遥控操作系统。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种智能程序化遥控操作系统，根据电气岛状态和电气设备间的拓扑关系设置D500自动化平台的拓扑五防系统，来实现设备操作的五防闭锁；所述拓扑五防系统提取根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化；

拓扑五防系统是在D5000自动化系统平台上，基于实际电网模型和实时数据基础之上对遥控操作进行过程校验、安全控制的软件系统，包括模拟操作、遥控执行、解锁操作以及实际执行过程中的安全校验程序；

拓扑五防系统利用SCADA系统实时数据，将操作票智能生成系统、防误模拟系统、安全约束系统和遥控操作流程，为远方遥控操作人员提供遥控操作防误工具， SCADA／EMS系统下发的遥控操作，经过防误模拟预演后，执行过程中经过安全约束系统的校验后执行遥控命令。

自动化系统在EMS中引入拓扑五防系统，将电网拓扑和“五防”规则结合起来实现设备间的操作闭锁，根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化，其网络拓扑流程如下：

Step1：读取设备信息；

Step2：建立设备-节点号（对应关系）；

Step3：对设备和节点号进行索引编号；

Step4：建立设备索引号－节点索引号，节点索引号－设备索引号之间的对应关系；

Step5：利用深度搜索进行电气岛分析；

Step6：根据电源标志、负荷标志、接地刀闸标志以及接地牌标志分析电气岛类型。

进一步的，所述系统拓扑五防针对电力系统中的电气操作，所述电气操作包括开关、隔离开关和接地刀闸的操作。

进一步的，开关的拓扑五防规则如下：

1）开关断开后， 如果开关任一端节点的电气岛由活岛变为死岛，则提示用户断开开关可能导致下游母线失电；

2）开关合上后，如果开关的任一端由死岛变为活岛，则提示用户将给下游母线充电；

3）开关断开后，如果开关两端节点的电气岛号不同，则提示用户断开开关可能导致系统解环；

4）开关合上前，开关两端节点电气岛号不同，则合开关时提示系统合环；

5）断开变压器高（中）压侧开关，如果低压侧开关在合闸位置，则提示用户；如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

6）合上变压器中（低）压侧开关，如果高（中）压侧开关在分位，则提示用户；合上变压器高（中）压侧开关，如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

7）开关任一侧刀闸合上时，如果开关任一端为接地岛，则禁止该开关的操作；

8）开关两侧刀闸均在分位，不论是否有接地，均可合闸，此种情况用于检修时开关遥控测试。

刀闸的拓扑五防规则如下：

1）如果隔离开关任一端节点属于接地岛，则不允许合操作。以免带接地合隔离开关；

2）刀闸的倒母线操作。如果母联间隔非运行状态，则提示用户先将母联间隔转为运行状态；从而保证母联间隔必须在运行状态才可以倒母线。杜绝了母联间隔刀闸在分位，母联开关在合位进行倒母线的误操作事故发生；

3）旁路刀闸操作。如果旁路开关在合位，则禁止操作旁路刀闸；

4）如果刀闸所在间隔的开关在合位，则禁止刀闸分合操作；

5）停电时，如果负荷侧刀闸在合位，则不允许拉开母线侧刀闸；

6）如果母线侧刀闸在分位，则不允许合负荷侧刀闸。

进一步的，接地刀闸的拓扑五防规则如下：1）母线接地刀闸MD合闸开放条件：

（∑ai=0）∩（Ul=0）∩（U∮=0）∩（I=0）=0

其中ai：表示母线上所连接刀闸的位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ai=0；

Ul：表示母线线电压，当Ul低于母线有压定值0.15Un时，Ul=0；

U∮：表示母线相电压，当三相电压均低于母线有压定值0.15U∮n时，U∮=0；

I：表示母联断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

2）线路侧接地刀闸XD合闸开放条件：

（∑bi=0）∩（∑Umi=0）=0

其中bi：表示本线路各端线路侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑bi=0；

Umi：表示线路抽取电压，i=1,2，…n，当线路各端抽取电压均低于有压定值0.15Un时，∑Umi=0；

3）开关侧接地刀闸KD合闸开放条件：

（∑ci=0）∩（I=0）∩（QF=0）=0

其中ci：表示本间隔各刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ci=0；

I：表示本间隔断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

QF：表示本间隔断路器位置，当开关在分位时，QF=0；

4）变压器侧接地刀闸BD合闸开放条件：

（∑di=0）∩（∑Ii=0）∩（∑QFi=0）=0

其中di：表示变压器各侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑di=0；

Ii：表示变压器各侧断路器电流遥测值，i=1,2，…n，当各侧三相电流均低于1安培时，∑Ii=0；

QFi：表示变压器各侧断路器位置，i=1,2，…n，当各侧开关均在分位时，∑QFi=0。

进一步的，五防校核系统加入了接地标志牌的处理：在EMS中，调度人员经常在图形上设置接地标示牌，代替实际中的接地线，以做警示；接地线的作用和接地刀闸相同，因此在系统拓扑五防中要考虑接地标示牌的影响，将接地标示牌转换成虚拟接地隔离开关进行处理；当调度人员在开关上设置接地标示牌时，系统将增加一个虚拟接地刀闸；该接地刀闸的节点号等于开关的任一端节点号，然后修改该节点的电气岛状态为接地岛；当调度人员在画面上删除该接地标志牌时，系统将删掉该虚拟接地刀闸，并重新修改各电气岛的状态；在这个过程中，并不需要进行重新进行拓扑分析。

进一步的，所述拓扑五防系统设置有语音自动识别功能、智能化生成遥控操作项目功能和指令化执行遥控操作功能；

语音自动识别功能：调度员需要下达遥控操作指令时，打开D5000系统遥控操作工作界面，启动遥控操作流程，然后可以按照常规方式下达调度指令，即将操作票系统中审核批准的调度指令，利用调度录音电话进行口头下达，系统就能够根据调度员下令语音自动生成遥控操作任务，并在系统画面的操作任务栏中自动显示；系统同时具备人工手动录入遥控操作任务的功能；

智能化生成遥控操作项目功能：基于网络拓扑的接线模型识别和规则框架自定义，生成遥控操作任务后，系统即可自动捕捉到该操作任务，并自动快捷的生成符合倒闸操作逻辑关系、步骤和内容正确的遥控操作项目，无需再由人工逐项的从数据库中选取相应的设备或手动输入生成操作项目；操作项目生成后，可由人工对具体操作项目内容进行手动修改；操作项目提交方式包括“直接提交”和“检验后提交”两种方式。若选择“直接提交”方式，则该操作项目直接提交至执行环节；若选择“检验后提交”，则该操作项目可在相应的厂站画面中进行模拟演练和安全核对；

指令化执行遥控操作功能：在操作执行界面，选择和确认开始执行后，遥控操作界面能够显示执行过程，包括执行进度及相应设备的变位情况，表现形式包括图形展示和报文展示。执行过程中，操作人员可以进行人工干预，如紧急停止中断操作功能。

进一步的，在遥控操作功能模式方面，该遥控操作技术包括顺序遥控操作模式和批量遥控操作模式，具体为：

顺序遥控操作：将需要连续操作的多个设备按照一定得逻辑关系列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成。其中，某一步骤操作失败将导致程序自动终止，各遥控操作设备之间为串行关系，前后闭锁；

批量遥控操作：将需要同时操作的多个设备列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成。其中，某一设备操作失败不影响对其它设备的操作，各遥控操作设备之间为并行关系，互不影响；

在遥控操作执行方式方面，该程序遥控操作技术具备“单步”和“连续”两种执行方式，选择“单步”执行时，执行完一步后需人工干预确认后才能进行下一项操作；选择“连续”执行时，操作过程中不需要人工干预即可全部执行到位。

与现有技术相比，本发明所取得的有益效果如下：电网调控一体化运行管理模式下，调控中心值班监控员可应用该成果安全高效的完成远方遥控操作业务，能够广泛适用于系统倒方式、主变停送电操作、多分路同时停送电操作、电网事故应急拉路和基建新设备投运等多种操作类型，操作对象包括断路器、GIS隔离开关、变压器中性点隔离开关、保护软压板和控制字等，具备适用范围广，安全性能高的特点。1.广泛适用性。该成果能够广泛适用于系统倒方式、主变停送电操作、多分路同时停送电操作、电网事故应急拉路和基建新设备投运等多种操作类型，操作对象包括断路器、GIS隔离开关、变压器中性点隔离开关、保护软压板和控制字等。2.安全高效性。2016年，国网邯郸供电公司运用该遥控操作技术，执行远方遥控倒方式185次、完成28台主变停送电操作、完成338条次线路出线开关的停送电操作，安全操作2761项。遥控操作项目编制时间由8分钟缩短为30秒，遥控开关每台次由5分钟缩短到1分钟、电网事故拉路由20分钟缩短到3分钟，遥控操作工作效率明显提升。3.经济节约性。2016年，国网邯郸供电公司广泛应用该操作技术，圆满完成两会、春灌、中高考、迎峰度夏及防汛等9次重大保电工作，配合完成17座变电站的检修预试工作，共节约车辆486台次、人员365人次、里程2975公里，折合资金35.5万元。4.全面推广性。该功能是针对大运行模式下开发的远方遥控模式，特别适合在其他兄弟单位推广应用，国网工作动态和中国能源报等多家媒体多次对该成果宣传报道。1.有效解决了无约束式遥控操作存在的安全隐患。该成果严格的基于系统拓扑五防校验机制以及完善的权限管理机制，具备完善的遥控操作防误闭锁功能。能够安全可靠的实现遥控操作票拟票、审核、预发、执行、监护的人机联合把关，实现了远方遥控操作的全过程安全管控，完全杜绝了误操作的肯能，确保了远方遥控操作的安全性和正确性。2.有效破解了短时间内实现电网大面积应急拉路的技术难题。该成果具备批量化遥控操作功能，可以将需要同时操作的多个设备列入同一个操作指令，一次下令即可完成。实现了“一键触发”同时发出多路跳闸命令，启动相应的拉路程序后，自动选择拉路数量，点击执行，可在1秒钟内发出多路跳闸命令，实现同时操作，按照预定的拉路方案切除部分负荷。3.有效化解了人员遥控工作量大、管理链条长的问题，遥控操作效率大幅提升。该成果具备自动生成程序操作序列的功能，即在操作框中自动生成（或输入）相应的遥控操作任务，系统就能够自动生成符合倒闸操作逻辑关系、步骤和内容正确的遥控操作项目，而无需再由人工逐项的从数据库中选取相应的设备或手动输入生成操作项目。在实际执行过程中，在不改变调度员下令模式的基础上，无需监控员参与遥控操作流程，可以快速实现多站多设备的遥控停送电操作，例如主变由运行转热备用、热备用转运行，或多条出线开关的同时停送电操作，而无需再多次输入用户。远方遥控操作作为实施大运行体系以来的一项“必修课”，已成为电网倒闸操作的一种主要模式，正日益发挥着重要的作用。本智能程序化遥控操作系统是针对大运行模式下研发的一项全新的遥控技术，具备很强的创新性、安全性、高效性，十分有益于提高遥控操作的工作质量和效率，能够全力保障电网的安全稳定运行。

附图说明

附图1为本发明的总体框架图；

附图2为本发明电网一次接线示意图；

附图3为本发明调度语音自动识别模块的原理图；

附图4为本发明智能化生成遥控操作项目流程图；

附图5为本发明智能化生成遥控操作项目应用效果图；

附图6为本发明指令化遥控执行过程逻辑图；

附图7为本发明指令化遥控执行过程应用效果图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明进行进一步详细的叙述。

如附图1-7所示，一种智能程序化遥控操作系统，一种智能程序化遥控操作系统，根据电气岛状态和电气设备间的拓扑关系设置D500自动化平台的拓扑五防系统，来实现设备操作的五防闭锁；所述拓扑五防系统提取根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化；

拓扑五防系统是在D5000自动化系统平台上，基于实际电网模型和实时数据基础之上对遥控操作进行过程校验、安全控制的软件系统，包括模拟操作、遥控执行、解锁操作以及实际执行过程中的安全校验程序；

拓扑五防系统利用SCADA系统实时数据，将操作票智能生成系统、防误模拟系统、安全约束系统和遥控操作流程，为远方遥控操作人员提供遥控操作防误工具， SCADA／EMS系统下发的遥控操作，经过防误模拟预演后，执行过程中经过安全约束系统的校验后执行遥控命令。

自动化系统在EMS中引入拓扑五防系统，将电网拓扑和“五防”规则结合起来实现设备间的操作闭锁，根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化，其网络拓扑流程如下：

Step1：读取设备信息；

Step2：建立设备-节点号（对应关系）；

Step3：对设备和节点号进行索引编号；

Step4：建立设备索引号－节点索引号，节点索引号－设备索引号之间的对应关系；

Step5：利用深度搜索进行电气岛分析；

Step6：根据电源标志、负荷标志、接地刀闸标志以及接地牌标志分析电气岛类型。

进一步的，所述系统拓扑五防针对电力系统中的电气操作，所述电气操作包括开关、隔离开关和接地刀闸的操作。

进一步的，开关的拓扑五防规则如下：

1）开关断开后， 如果开关任一端节点的电气岛由活岛变为死岛，则提示用户断开开关可能导致下游母线失电；

2）开关合上后，如果开关的任一端由死岛变为活岛，则提示用户将给下游母线充电；

3）开关断开后，如果开关两端节点的电气岛号不同，则提示用户断开开关可能导致系统解环；

4）开关合上前，开关两端节点电气岛号不同，则合开关时提示系统合环；

5）断开变压器高（中）压侧开关，如果低压侧开关在合闸位置，则提示用户；如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

6）合上变压器中（低）压侧开关，如果高（中）压侧开关在分位，则提示用户；合上变压器高（中）压侧开关，如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

7）开关任一侧刀闸合上时，如果开关任一端为接地岛，则禁止该开关的操作；

8）开关两侧刀闸均在分位，不论是否有接地，均可合闸，此种情况用于检修时开关遥控测试。

刀闸的拓扑五防规则如下：

1）如果隔离开关任一端节点属于接地岛，则不允许合操作。以免带接地合隔离开关；

2）刀闸的倒母线操作。如果母联间隔非运行状态，则提示用户先将母联间隔转为运行状态；从而保证母联间隔必须在运行状态才可以倒母线。杜绝了母联间隔刀闸在分位，母联开关在合位进行倒母线的误操作事故发生；

3）旁路刀闸操作。如果旁路开关在合位，则禁止操作旁路刀闸；

4）如果刀闸所在间隔的开关在合位，则禁止刀闸分合操作；

5）停电时，如果负荷侧刀闸在合位，则不允许拉开母线侧刀闸；

6）如果母线侧刀闸在分位，则不允许合负荷侧刀闸。

进一步的，结合图2释义各类刀闸含义，接地刀闸的拓扑五防规则如下：1）母线接地刀闸MD合闸开放条件：

（∑ai=0）∩（Ul=0）∩（U∮=0）∩（I=0）=0

其中ai：表示母线上所连接刀闸的位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ai=0；

Ul：表示母线线电压，当Ul低于母线有压定值0.15Un时，Ul=0；

U∮：表示母线相电压，当三相电压均低于母线有压定值0.15U∮n时，U∮=0；

I：表示母联断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

2）线路侧接地刀闸XD合闸开放条件：

（∑bi=0）∩（∑Umi=0）=0

其中bi：表示本线路各端线路侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑bi=0；

Umi：表示线路抽取电压，i=1,2，…n，当线路各端抽取电压均低于有压定值0.15Un时，∑Umi=0；

3）开关侧接地刀闸KD合闸开放条件：

（∑ci=0）∩（I=0）∩（QF=0）=0

其中ci：表示本间隔各刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ci=0；

I：表示本间隔断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

QF：表示本间隔断路器位置，当开关在分位时，QF=0；

4）变压器侧接地刀闸BD合闸开放条件：

（∑di=0）∩（∑Ii=0）∩（∑QFi=0）=0

其中di：表示变压器各侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑di=0；

Ii：表示变压器各侧断路器电流遥测值，i=1,2，…n，当各侧三相电流均低于1安培时，∑Ii=0；

QFi：表示变压器各侧断路器位置，i=1,2，…n，当各侧开关均在分位时，∑QFi=0。

进一步的，五防校核系统加入了接地标志牌的处理：在EMS中，调度人员经常在图形上设置接地标示牌，代替实际中的接地线，以做警示；接地线的作用和接地刀闸相同，因此在系统拓扑五防中要考虑接地标示牌的影响，将接地标示牌转换成虚拟接地隔离开关进行处理；当调度人员在开关上设置接地标示牌时，系统将增加一个虚拟接地刀闸；该接地刀闸的节点号等于开关的任一端节点号，然后修改该节点的电气岛状态为接地岛；当调度人员在画面上删除该接地标志牌时，系统将删掉该虚拟接地刀闸，并重新修改各电气岛的状态；在这个过程中，并不需要进行重新进行拓扑分析。

进一步的，所述拓扑五防系统设置有语音自动识别功能、智能化生成遥控操作项目功能和指令化执行遥控操作功能；

语音自动识别功能：调度员需要下达遥控操作指令时，打开D5000系统遥控操作工作界面，启动遥控操作流程，然后可以按照常规方式下达调度指令，即将操作票系统中审核批准的调度指令，利用调度录音电话进行口头下达，系统就能够根据调度员下令语音自动生成遥控操作任务，并在系统画面的操作任务栏中自动显示；系统同时具备人工手动录入遥控操作任务的功能；

智能化生成遥控操作项目功能：基于网络拓扑的接线模型识别和规则框架自定义，生成遥控操作任务后，系统即可自动捕捉到该操作任务，并自动快捷的生成符合倒闸操作逻辑关系、步骤和内容正确的遥控操作项目，无需再由人工逐项的从数据库中选取相应的设备或手动输入生成操作项目；操作项目生成后，可由人工对具体操作项目内容进行手动修改；操作项目提交方式包括“直接提交”和“检验后提交”两种方式。若选择“直接提交”方式，则该操作项目直接提交至执行环节；若选择“检验后提交”，则该操作项目可在相应的厂站画面中进行模拟演练和安全核对；

指令化执行遥控操作功能：在操作执行界面，选择和确认开始执行后，遥控操作界面能够显示执行过程，包括执行进度及相应设备的变位情况，表现形式包括图形展示和报文展示。执行过程中，操作人员可以进行人工干预，如紧急停止中断操作功能。

进一步的，在遥控操作功能模式方面，该遥控操作技术包括顺序遥控操作模式和批量遥控操作模式，具体为：

顺序遥控操作：将需要连续操作的多个设备按照一定得逻辑关系列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成。其中，某一步骤操作失败将导致程序自动终止，各遥控操作设备之间为串行关系，前后闭锁；

批量遥控操作：将需要同时操作的多个设备列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成。其中，某一设备操作失败不影响对其它设备的操作，各遥控操作设备之间为并行关系，互不影响；

在遥控操作执行方式方面，该程序遥控操作技术具备“单步”和“连续”两种执行方式，选择“单步”执行时，执行完一步后需人工干预确认后才能进行下一项操作；选择“连续”执行时，操作过程中不需要人工干预即可全部执行到位。

本发明所取得的有益效果如下：电网调控一体化运行管理模式下，调控中心值班监控员可应用该成果安全高效的完成远方遥控操作业务，能够广泛适用于系统倒方式、主变停送电操作、多分路同时停送电操作、电网事故应急拉路和基建新设备投运等多种操作类型，操作对象包括断路器、GIS隔离开关、变压器中性点隔离开关、保护软压板和控制字等，具备适用范围广，安全性能高的特点。1.广泛适用性。该成果能够广泛适用于系统倒方式、主变停送电操作、多分路同时停送电操作、电网事故应急拉路和基建新设备投运等多种操作类型，操作对象包括断路器、GIS隔离开关、变压器中性点隔离开关、保护软压板和控制字等。2.安全高效性。2016年，国网邯郸供电公司运用该遥控操作技术，执行远方遥控倒方式185次、完成28台主变停送电操作、完成338条次线路出线开关的停送电操作，安全操作2761项。遥控操作项目编制时间由8分钟缩短为30秒，遥控开关每台次由5分钟缩短到1分钟、电网事故拉路由20分钟缩短到3分钟，遥控操作工作效率明显提升。3.经济节约性。2016年，国网邯郸供电公司广泛应用该操作技术，圆满完成两会、春灌、中高考、迎峰度夏及防汛等9次重大保电工作，配合完成17座变电站的检修预试工作，共节约车辆486台次、人员365人次、里程2975公里，折合资金35.5万元。4.全面推广性。该功能是针对大运行模式下开发的远方遥控模式，特别适合在其他兄弟单位推广应用，国网工作动态和中国能源报等多家媒体多次对该成果宣传报道。1.有效解决了无约束式遥控操作存在的安全隐患。该成果严格的基于系统拓扑五防校验机制以及完善的权限管理机制，具备完善的遥控操作防误闭锁功能。能够安全可靠的实现遥控操作票拟票、审核、预发、执行、监护的人机联合把关，实现了远方遥控操作的全过程安全管控，完全杜绝了误操作的肯能，确保了远方遥控操作的安全性和正确性。2.有效破解了短时间内实现电网大面积应急拉路的技术难题。该成果具备批量化遥控操作功能，可以将需要同时操作的多个设备列入同一个操作指令，一次下令即可完成。实现了“一键触发”同时发出多路跳闸命令，启动相应的拉路程序后，自动选择拉路数量，点击执行，可在1秒钟内发出多路跳闸命令，实现同时操作，按照预定的拉路方案切除部分负荷。3.有效化解了人员遥控工作量大、管理链条长的问题，遥控操作效率大幅提升。该成果具备自动生成程序操作序列的功能，即在操作框中自动生成（或输入）相应的遥控操作任务，系统就能够自动生成符合倒闸操作逻辑关系、步骤和内容正确的遥控操作项目，而无需再由人工逐项的从数据库中选取相应的设备或手动输入生成操作项目。在实际执行过程中，在不改变调度员下令模式的基础上，无需监控员参与遥控操作流程，可以快速实现多站多设备的遥控停送电操作，例如主变由运行转热备用、热备用转运行，或多条出线开关的同时停送电操作，而无需再多次输入用户。远方遥控操作作为实施大运行体系以来的一项“必修课”，已成为电网倒闸操作的一种主要模式，正日益发挥着重要的作用。本智能程序化遥控操作系统是针对大运行模式下研发的一项全新的遥控技术，具备很强的创新性、安全性、高效性，十分有益于提高遥控操作的工作质量和效率，能够全力保障电网的安全稳定运行。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：根据电气岛状态和电气设备间的拓扑关系设置D5000自动化平台的拓扑五防系统，来实现设备操作的五防闭锁；所述拓扑五防系统提取根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化；

拓扑五防系统是在D5000自动化系统平台上，基于实际电网模型和实时数据基础之上对遥控操作进行过程校验、安全控制的软件系统，包括模拟操作、遥控执行、解锁操作以及实际执行过程中的安全校验程序；

拓扑五防系统利用SCADA系统实时数据，将操作票智能生成系统、防误模拟系统、安全约束系统和遥控操作流程，为远方遥控操作人员提供遥控操作防误工具，SCADA／EMS系统下发的遥控操作，经过防误模拟预演后，执行过程中经过安全约束系统的校验后执行遥控命令；

自动化系统在EMS中引入拓扑五防系统，将电网拓扑和“五防”规则结合起来实现设备间的操作闭锁，根据“五防”要求的设备之间操作闭锁的基本规则，通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，自动适应电气设备和电网拓扑结构的变化，其网络拓扑流程如下：

Step1：读取设备信息；

Step2：建立设备-节点号（对应关系）；

Step3：对设备和节点号进行索引编号；

Step4：建立设备索引号－节点索引号，节点索引号－设备索引号之间的对应关系；

Step5：利用深度搜索进行电气岛分析；

Step6：根据电源标志、负荷标志、接地刀闸标志以及接地牌标志分析电气岛类型。

2.根据权利要求1所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：所述系统拓扑五防针对电力系统中的电气操作，所述电气操作包括开关、隔离开关和接地刀闸的操作。

3.根据权利要求2所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：开关的拓扑五防规则如下：

1）开关断开后， 如果开关任一端节点的电气岛由活岛变为死岛，则提示用户断开开关可能导致下游母线失电；

2）开关合上后，如果开关的任一端由死岛变为活岛，则提示用户将给下游母线充电；

3）开关断开后，如果开关两端节点的电气岛号不同，则提示用户断开开关可能导致系统解环；

4）开关合上前，开关两端节点电气岛号不同，则合开关时提示系统合环；

5）断开变压器高（中）压侧开关，如果低压侧开关在合闸位置，则提示用户；如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

6）合上变压器中（低）压侧开关，如果高（中）压侧开关在分位，则提示用户；合上变压器高（中）压侧开关，如果高（中）压侧中性点地刀在分位，则提示用户；

7）开关任一侧刀闸合上时，如果开关任一端为接地岛，则禁止该开关的操作；

8）开关两侧刀闸均在分位，不论是否有接地，均可合闸，此种情况用于检修时开关遥控测试。

4.根据权利要求2所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：刀闸的拓扑五防规则如下：

1）如果隔离开关任一端节点属于接地岛，则不允许合操作；

2）刀闸的倒母线操作；

如果母联间隔非运行状态，则提示用户先将母联间隔转为运行状态,母联间隔在运行状态倒母线；

3）旁路刀闸操作；

如果旁路开关在合位，则禁止操作旁路刀闸；

4）如果刀闸所在间隔的开关在合位，则禁止刀闸分合操作；

5）停电时，如果负荷侧刀闸在合位，则禁止拉开母线侧刀闸；

6）如果母线侧刀闸在分位，则禁止负荷侧刀闸。

5.根据权利要求2所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：接地刀闸的拓扑五防规则如下：1）母线接地刀闸MD合闸开放条件：

（∑ai=0）∩（Ul=0）∩（U∮=0）∩（I=0）=0

其中ai：表示母线上所连接刀闸的位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ai=0；

Ul：表示母线线电压，当Ul低于母线有压定值0.15Un时，Ul=0；

U∮：表示母线相电压，当三相电压均低于母线有压定值0.15U∮n时，U∮=0；

I：表示母联断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

2）线路侧接地刀闸XD合闸开放条件：

（∑bi=0）∩（∑Umi=0）=0

其中bi：表示本线路各端线路侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑bi=0；

Umi：表示线路抽取电压，i=1,2，…n，当线路各端抽取电压均低于有压定值0.15Un时，∑Umi=0；

3）开关侧接地刀闸KD合闸开放条件：

（∑ci=0）∩（I=0）∩（QF=0）=0

其中ci：表示本间隔各刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑ci=0；

I：表示本间隔断路器电流遥测值，当三相电流均低于1安培时，I=0；

QF：表示本间隔断路器位置，当开关在分位时，QF=0；

4）变压器侧接地刀闸BD合闸开放条件：

（∑di=0）∩（∑Ii=0）∩（∑QFi=0）=0

其中di：表示变压器各侧刀闸位置，i=1,2，…n，所有刀闸均在分位时∑di=0；

Ii：表示变压器各侧断路器电流遥测值，i=1,2，…n，当各侧三相电流均低于1安培时，∑Ii=0；

QFi：表示变压器各侧断路器位置，i=1,2，…n，当各侧开关均在分位时，∑QFi=0。

6.根据权利要求2所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：五防校核系统加入了接地标志牌的处理：在EMS中，调度人员经常在图形上设置接地标示牌，代替实际中的接地线，以做警示；接地线的作用和接地刀闸相同，因此在系统拓扑五防中要考虑接地标示牌的影响，将接地标示牌转换成虚拟接地隔离开关进行处理；当调度人员在开关上设置接地标示牌时，系统将增加一个虚拟接地刀闸；该接地刀闸的节点号等于开关的任一端节点号，然后修改该节点的电气岛状态为接地岛；当调度人员在画面上删除该接地标志牌时，系统将删掉该虚拟接地刀闸，并重新修改各电气岛的状态；在这个过程中，并不需要进行重新进行拓扑分析。

7.根据权利要求1所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：所述拓扑五防系统设置有语音自动识别功能、智能化生成遥控操作项目功能和指令化执行遥控操作功能；

语音自动识别功能：调度员需要下达遥控操作指令时，打开D5000系统遥控操作工作界面，启动遥控操作流程，然后可以按照常规方式下达调度指令，即将操作票系统中审核批准的调度指令，利用调度录音电话进行口头下达，系统就能够根据调度员下令语音自动生成遥控操作任务，并在系统画面的操作任务栏中自动显示；系统同时具备人工手动录入遥控操作任务的功能；

智能化生成遥控操作项目功能：基于网络拓扑的接线模型识别和规则框架自定义，生成遥控操作任务后，系统即可自动捕捉到该操作任务，并自动快捷的生成符合倒闸操作逻辑关系、步骤和内容正确的遥控操作项目，无需再由人工逐项的从数据库中选取相应的设备或手动输入生成操作项目；操作项目生成后，可由人工对具体操作项目内容进行手动修改；操作项目提交方式包括“直接提交”和“检验后提交”两种方式；

若选择“直接提交”方式，则该操作项目直接提交至执行环节；若选择“检验后提交”，则该操作项目可在相应的厂站画面中进行模拟演练和安全核对；

指令化执行遥控操作功能：在操作执行界面，选择和确认开始执行后，遥控操作界面能够显示执行过程，包括执行进度及相应设备的变位情况，表现形式包括图形展示和报文展示；

执行过程中，操作人员可以进行人工干预，如紧急停止中断操作功能。

8.根据权利要求7所述的一种智能程序化遥控操作系统，其特征在于：在遥控操作功能模式方面，该遥控操作技术包括顺序遥控操作模式和批量遥控操作模式，具体为：

顺序遥控操作：将需要连续操作的多个设备按照一定得逻辑关系列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成；

其中，某一步骤操作失败将导致程序自动终止，各遥控操作设备之间为串行关系，前后闭锁；

批量遥控操作：将需要同时操作的多个设备列入同一个操作指令，启动一条指令即可全部完成；

其中，某一设备操作失败不影响对其它设备的操作，各遥控操作设备之间为并行关系，互不影响；

在遥控操作执行方式方面，该程序遥控操作技术具备“单步”和“连续”两种执行方式，选择“单步”执行时，执行完一步后需人工干预确认后才能进行下一项操作；选择“连续”执行时，操作过程中不需要人工干预即可全部执行到位。