CN108416689B - 一种自动生成操作票任务的通用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于电网调度自动化技术领域的一种自动生成操作票任务的通用方法。该方法首先根据任务内容，选择设备类型，确定任务设备；其次根据任务设备，并结合系统拓扑建立间隔树，搜索所有相关可操作设备，然后根据建立的父状态‑子状态的状态约束规则和设备‑端‑单元的状态约束规则，设置初始和目标态，系统自动生成可操作设备的状态集合，最后根据五要素任务模板，自动生成操作票任务。该方法有效克服了现有技术开票的间隔数据维护工作量大的问题，不需要维护间隔数据，通用性好，而且适用于各种接线形式。
Description
技术领域
本发明属于电网调度自动化技术领域，尤其涉及一种自动生成操作票任务的通用方法。
背景技术
电网调度操作票的编写是电气运行值班人员的一项重要工作，不仅关系着电气设备及电力系统的安全运行，而且关系着电气设备上工作人员及操作人员的人身安全。工作人员的误操作可能造成全变电站停电，甚至扩大到整个电力系统，导致系统瓦解。因此，开出高质量的调度-变电站操作票对于电力系统安全稳定运行具有重大的社会和经济意义。调度-变电站操作票系统引入了多智能体理论、网络重构理论等技术，能够避免运行人员出现不必要的、甚至错误的操作，保证了出票的高效性与可靠性。目前，操作票系统可提供点图开票和自动开票等模式，然而无论采用哪种开票模式，都需要预先设置操作任务。目前操作任务可采用三类数据进行描述，分别为任务设备、初始状态集合和目标状态集合。为了快速设置初始和目标状态集合，现有的操作票系统通常使用预先编辑好的间隔状态模板，组合出与任务设备相关的多个间隔状态，之后再自动生成初始和目标态集合。间隔单元通常由断路器、隔离开关和接地刀闸组成，用于存储该间隔单元运行、热备用、冷备用与检修这四种状态下的可操作设备名称、状态和操作规则等数据。然而，间隔单元与接线形式、设备位置、种类、数量等密切相关，并且间隔单元的种类繁多，在同类型的间隔单元中，每个间隔单元的状态和规则数据只能在该间隔单元使用，不同间隔单元之间无法通用。因此，采用这种间隔模板生成操作任务将导致开发者进行大量的录入、维护等工作，通用性差、数据维护工作量大。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据任务内容，选择设备类型，确定任务设备；
步骤2：根据任务设备和系统拓扑建立间隔树，获取任务设备的可操作设备集；
所述间隔树由任务设备、核心设备、间隔树节点和间隔树枝四部分组成，用于表示设备的拓扑连接关系，其中，任务设备是间隔树的起始点，它各端的端点构成了间隔树的根节点；核心设备是间隔树的逻辑终点，包括线路、母线、主变、发电机，但不包括未投入使用/备用的设备；间隔树节点包括根节点、中间节点和末级节点，其中，根节点由任务设备的端点组成，根节点数取决于每个任务设备的端点数，中间节点为间隔树枝之间的连接点，末级节点为连接核心设备的节点；间隔树枝由开关刀闸间隔组成，是相邻等级的间隔树节点之间的通路；
所述可操作设备集由所有间隔树枝中包含的断路器、隔离开关、接地刀闸共同组成；
步骤3：建立父状态-子状态的状态约束规则和设备-端-单元的状态约束规则，系统根据上述约束规则设置任务设备的初始状态和目标状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；系统自动生成可操作设备的状态集；对于与任务设备直接相连的接地刀闸也自动加入到可操作设备的状态集中；
步骤4：获取任务设备的可操作设备，并判断可操作设备类型，若判断为母线，则设置各回路运行方式或回路转移，否则选择可操作设备并设置其状态；
步骤5：修改可操作设备的初始状态，系统自动生成每个间隔单元的开断状态，基于五要素任务模板生成操作票任务。
所述步骤2中，开关刀闸间隔划分为普通间隔类型和特殊间隔类型，其中，
普通间隔类型包含以下两种：
1)包含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关、接地刀闸设备，应用于35kV以上电压等级的各类接线形式；
2)不含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关，应用于35kV及以下电压等级的各类接线形式；
特殊间隔类型包含以下两种：
a)单隔离开关间隔，仅含有单个隔离开关，应用于3/2、单元、角型、桥型接线方式；
b)旁路间隔，由旁路隔离开关组成，应用于带旁路母线的单/双母线分段/不分段接线形式。
所述步骤2中，间隔树节点与间隔树枝的连接方式分为以下四种类型：
(1)一个节点连接一个间隔树枝，应用于主接线、各级树端点间接线，单/双母线接线、单元接线的连接方式中；
(2)一个节点连接两个间隔树枝，应用于3/2、角型、桥型的接线方式中；
(3)一个节点连接多个间隔树枝；
(4)两个节点连接一个间隔树枝，应用于双母线接线中，断路器的两个属于同一个间隔树枝的隔离开关分别与两条母线相连。
所述步骤2建立间隔树的方法如下所述：
(1)读取任务设备的端点信息，将获取的任务设备的端点数目与各个端点号作为间隔树的根节点号，存入树节点队列中，从树节点队列中读取第1个根节点作为当前节点；其中，树节点队列为动态数组，由所有除根节点以外的间隔树节点构成；
(2)从当前节点出发，采用广度优先算法识别间隔树枝类型，搜索出与当前节点相连的所有间隔树枝，存入树枝队列中，并将间隔树枝的其它节点保存到树节点队列中；
(3)从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，搜索与当前节点相连的核心设备，若存在核心设备，则该节点为末级节点，记录与该节点相连的核心设备信息，并结束对该分支的搜索；否则，该节点仍为中间节点，将该节点保存到树节点队列中；
(4)继续从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，重复步骤(2)-(3)，直到读取到树节点队列的末尾结束。
在建立间隔树的过程中，假设节点A搜索到单间隔、旁路间隔树枝，则由所述单间隔、旁路间隔树枝另一端的节点B再向下一级搜索，若出现以下两种情况需进行特殊处理：
情况1：若节点B连接的是核心设备，将节点A作为末级节点，并将节点A搜索到的所有间隔树枝都删除，同时结束此分支的搜索；
情况2：若节点B连接的是普通间隔类型，则继续搜索；
所述单间隔树枝为：由单个断路器或者隔离开关组成的间隔树枝；
所述旁路间隔树枝为：所有与旁路母线相关的隔离开关或断路器组成的间隔树枝。
所述步骤3中，父状态-子状态的状态约束规则为：
(1)若父状态仅由一个附属的子状态表示，则子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同；
(2)若父状态由两个或两个以上的附属的子状态表示，则所有子状态中至少存在一个子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同，其余子状态具有a、b、c中任意的低状态优先级，其中低状态优先级为：
a、若父状态为运行状态，则至少存在一个子状态为运行状态，其余子状态为热备用/冷备用/检修状态三种状态中的任意种；
b、若父状态为热备用状态，则至少存在一个子状态为热备用状态，其余子状态为冷备用/检修状态两种状态的任意种；
c、若父状态为冷备用或检修状态，则所有子状态均为冷备用或检修状态；
所述父状态-子状态定义为：若某一状态由一个或多个附属的状态共同表示，则称该状态为父状态，其附属的状态为子状态；在多端设备中，端状态的父状态为设备状态，子状态为可操作设备的间隔单元状态；
其中，端状态表示非开断设备端的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态：与该端相连的所有间隔中，至少有一个间隔是运行状态；
所述热备用状态：在运行状态基础上，所有间隔中的断路器断开；
所述冷备用状态：在热备用状态基础上，所有间隔中隔离开关断开；
所述检修状态：在冷备用状态基础上，与该端直接相连的接地刀闸或接地线闭合；
间隔单元状态表示间隔内部的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态为：普通间隔中断路器、隔离开关闭合，所有接地刀闸断开；特殊间隔中隔离开关闭合；
所述热备用状态为：在运行状态基础上，断路器断开；
所述冷备用状态为：在热备用状态基础上，隔离开关断开；
所述检修状态为：在冷备用基础上，断路器两侧的接地刀闸或接地线闭合；
所述状态优先级表示可操作设备间隔与任务设备之间电气联系的紧密性，用于判断在同一层次下的端/单元在多种状态时，设备对外显示的状态；其中，运行、热备用、冷备用、检修四种状态的状态优先级为：运行>热备用>冷备用和检修。
所述步骤3中，设备-端-单元的状态约束规则为：
(一)设备-端-单元的纵向状态约束
(1)设备状态对端状态的约束规则
在设备状态确定的前提下，约束规则包含以下三种情况：
a、变压器与线路：设备各端状态中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
b、非双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
c、双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余各端具有任意低状态优先级的状态，或者将运行/热备用状态应用于另一母线，在这种情况下，用户需依据五要素任务模板中的连接关系要素，对各端所连回路的运行情况进行描述；
(2)端状态对单元状态的约束规则
在端状态确定的情况下，约束规则包含以下两种情况：
a、普通间隔单元：某端各普通间隔的单元状态中至少存在一个单元状态的优先级与该端状态的优先级相同，其余单元状态具有任意的低状态优先级；
b、特殊间隔单元：若特殊间隔单元中只含有单个隔离开关，不具具备切换回路状态的能力，则特殊间隔的单元状态与该端的端状态一致，且运行、热备用状态对应隔离开关的闭合状态，冷备用、检修状态对应隔离开关的断开状态；
(二)同层次的端/单元状态间的横向状态约束
(1)若已设置的单元状态中，存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则后序单元设置状态的优先级不高于对应端状态、设备状态的优先级；
(2)若所有已设置的间隔单元状态中，不存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则最后设置的间隔单元的状态与对应的端状态、设备状态一致；
(3)若设备各端出现错误状态时，系统则给出提示。
所述步骤5中，五要素任务模板包括端信息、可操作间隔单元、初/终状态、可操作间隔单元状态、连接关系；
所述端信息为用户对端状态、间隔单元状态进行描述的信息，用于区分各个可操作间隔单元所属的端；
所述可操作间隔单元为当前设置状态的间隔单元，以间隔单元中的断路器代码表示；
所述初/终状态即初始状态或目标状态；
所述可操作间隔单元状态即可操作间隔单元设置的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述连接关系为：当断路器单元包含两个或两个以上的隔离开关，但不包括接地刀闸时，用于选择设备的运行方式、回路转移或旁路代路。
本发明的有益效果在于：
本发明提出的一种自动生成操作票任务的通用方法，通过建立父状态-子状态的状态约束规则和设备-端-单元的状态约束规则，生成可操作设备的状态集合，可自动生成操作票任务。该方法避免了现有技术开票的间隔数据维护工作量大的问题，不需要维护间隔数据，通用性好，且适用于各种接线形式。
附图说明
附图1为自动生成操作票任务的通用方法流程图；
附图2为#X变压器接线图；
附图3为间隔可设置状态情况图；
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图1为自动生成操作票任务的通用方法流程图，如图1所示，具体步骤如下所述：
步骤1：根据任务内容，选择设备类型，确定任务设备；
步骤2：根据任务设备和系统拓扑建立间隔树，获取任务设备的可操作设备集；
所述间隔树由任务设备、核心设备、间隔树节点和间隔树枝四部分组成，用于表示设备的拓扑连接关系，其中，任务设备是间隔树的起始点，它各端的端点构成了间隔树的根节点；核心设备是间隔树的逻辑终点，包括线路、母线、主变、发电机，但不包括未投入使用/备用的设备；间隔树节点包括根节点、中间节点和末级节点，其中，根节点由任务设备的端点组成，根节点数取决于每个任务设备的端点数，中间节点为间隔树枝之间的连接点，末级节点为连接核心设备的节点；间隔树枝由开关刀闸间隔组成，是相邻等级的间隔树节点之间的通路；
所述可操作设备集由所有间隔树枝中包含的断路器、隔离开关、接地刀闸共同组成；
步骤3：建立父状态-子状态的状态约束规则和设备-端-单元的状态约束规则，系统根据上述约束规则设置任务设备的初始状态和目标状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；系统自动生成可操作设备的状态集；对于与任务设备直接相连的接地刀闸也自动加入到可操作设备的状态集中；
步骤4：获取任务设备的可操作设备，并判断可操作设备类型，若判断为母线，则设置各回路运行方式或回路转移，否则选择可操作设备并设置其状态；
步骤5：修改可操作设备的初始状态，系统自动生成每个间隔单元的开断状态，基于五要素任务模板生成操作票任务。
具体的，在步骤2中，所述间隔树由任务设备、核心设备、间隔树节点和间隔树枝四部分组成，用于表示设备的拓扑连接关系，其中，任务设备是间隔树的起始点，它各端的端点构成了间隔树的根节点；核心设备是间隔树的逻辑终点，包括线路、母线、主变、发电机，但不包括未投入使用/备用的设备，例如：旁路母线等，核心设备为非开断设备，不具有自动切换四种状态的能力；间隔树节点包括根节点、中间节点和末级节点，其中，根节点由任务设备的端点组成，根节点数取决于每个任务设备的端点数，中间节点为间隔树枝之间的连接点，末级节点为连接核心设备的节点；间隔树枝由开关刀闸间隔组成，是相邻等级的间隔树节点之间的通路；所述可操作设备集由所有间隔树枝中包含的断路器、隔离开关、接地刀闸共同组成；
根据各类接线中开关刀闸间隔的特点，可以将开关刀闸间隔划分为普通间隔类型和特殊间隔类型，
普通间隔类型包含以下两种：
1)包含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关、接地刀闸设备，应用于35kV以上电压等级的各类接线形式；
2)不含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关，应用于35kV及以下电压等级的各类接线形式；
特殊间隔类型包含以下两种：
a)单隔离开关间隔，仅含有单个隔离开关，应用于3/2、单元、角型、桥型接线方式；
b)旁路间隔，由旁路隔离开关组成，应用于带旁路母线的单/双母线分段/不分段接线形式。
具体的，在步骤2中，间隔树节点与间隔树枝的连接方式分为以下四种类型：
(1)一个节点连接一个间隔树枝，应用于主接线、各级树端点间接线，单/双母线接线、单元接线的连接方式中；
(2)一个节点连接两个间隔树枝，应用于3/2、角型、桥型的接线方式中；
(3)一个节点连接多个间隔树枝；
(4)两个节点连接一个间隔树枝，应用于双母线接线中，断路器的两个属于同一个间隔树枝的隔离开关分别与两条母线相连。
具体的，在步骤2中，建立间隔树的方法如下所述：
(1)读取任务设备的端点信息，将获取的任务设备的端点数目与各个端点号作为间隔树的根节点号，存入树节点队列中，从树节点队列中读取第1个根节点作为当前节点；其中，树节点队列为动态数组，由所有除根节点以外的间隔树节点构成；
(2)从当前节点出发，采用广度优先算法识别间隔树枝类型，搜索出与当前节点相连的所有间隔树枝，存入树枝队列中，并将间隔树枝的其它节点保存到树节点队列中；
(3)从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，搜索与当前节点相连的核心设备，若存在核心设备，则该节点为末级节点，记录与该节点相连的核心设备信息，并结束对该分支的搜索；否则，该节点仍为中间节点，将该节点保存到树节点队列中；
(4)继续从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，重复步骤(2)-(3)，直到读取到树节点队列的末尾结束。
在建立间隔树的过程中，假设节点A搜索到单间隔、旁路间隔树枝，则由所述单间隔、旁路间隔树枝另一端的节点B再向下一级搜索，若出现以下两种情况需进行特殊处理：
情况1：若节点B连接的是核心设备，将节点A作为末级节点，并将节点A搜索到的所有间隔树枝都删除，同时结束此分支的搜索；
情况2：若节点B连接的是普通间隔类型，则继续搜索。
所述单间隔树枝为：由单个断路器或者隔离开关组成的间隔树枝；
所述旁路间隔树枝为：所有与旁路母线相关的隔离开关或断路器组成的间隔树枝。
具体的，在步骤3中，所述父状态-子状态的状态约束规则为：
(1)若父状态仅由一个附属的子状态表示，则子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同；
(2)若父状态由两个或两个以上的附属的子状态表示，则所有子状态中至少存在一个子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同，其余子状态具有a、b、c中任意的低状态优先级，其中低状态优先级为：
a、若父状态为运行状态，则至少存在一个子状态为运行状态，其余子状态为热备用/冷备用/检修状态三种状态中的任意种；
b、若父状态为热备用状态，则至少存在一个子状态为热备用状态，其余子状态为冷备用/检修状态两种状态的任意种；
c、若父状态为冷备用或检修状态，则所有子状态均为冷备用或检修状态；
所述父状态-子状态定义为：若某一状态由一个或多个附属的状态共同表示，则称该状态为父状态，其附属的状态为子状态；在多端设备中，端状态的父状态为设备状态，子状态为可操作设备的间隔单元状态；
其中，端状态表示非开断设备端的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态：与该端相连的所有间隔中，至少有一个间隔是运行状态；
所述热备用状态：在运行状态基础上，所有间隔中的断路器断开；
所述冷备用状态：在热备用状态基础上，所有间隔中隔离开关断开；
所述检修状态：在冷备用状态基础上，与该端直接相连的接地刀闸或接地线闭合；
间隔单元状态表示间隔内部的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态为：普通间隔中断路器、隔离开关闭合，所有接地刀闸断开；特殊间隔中隔离开关闭合；
所述热备用状态为：在运行状态基础上，断路器断开；
所述冷备用状态为：在热备用状态基础上，隔离开关断开；
所述检修状态为：在冷备用基础上，断路器两侧的接地刀闸或接地线闭合；
所述状态优先级表示可操作设备间隔与任务设备之间电气联系的紧密性，用于判断在同一层次下的端/单元在多种状态时，设备对外显示的状态；其中，运行、热备用、冷备用、检修四种状态的状态优先级为：运行>热备用>冷备用和检修。
具体的，所述步骤3中，设备-端-单元的状态约束规则为：
(一)设备-端-单元的纵向状态约束
(1)设备状态对端状态的约束规则
在设备状态确定的前提下，约束规则包含以下三种情况：
a、变压器与线路：设备各端状态中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
b、非双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
c、双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余各端具有任意低状态优先级的状态，或者将运行/热备用状态应用于另一母线，在这种情况下，用户需依据五要素任务模板中的连接关系要素，对各端所连回路的运行情况进行描述；
(2)端状态对单元状态的约束规则
在端状态确定的情况下，约束规则包含以下两种情况：
a、普通间隔单元：某端各普通间隔的单元状态中至少存在一个单元状态的优先级与该端状态的优先级相同，其余单元状态具有任意的低状态优先级；
b、特殊间隔单元：若特殊间隔单元中只含有单个隔离开关，不具具备切换回路状态的能力，则特殊间隔的单元状态与该端的端状态一致，且运行、热备用状态对应隔离开关的闭合状态，冷备用、检修状态对应隔离开关的断开状态；
(二)同层次的端/单元状态间的横向状态约束
(1)若已设置的单元状态中，存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则后序单元设置状态的优先级不高于对应端状态、设备状态的优先级；
(2)若所有已设置的间隔单元状态中，不存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则最后设置的间隔单元的状态与对应的端状态、设备状态一致；
(3)若设备各端出现错误状态时，系统则给出提示。
具体的，所述步骤5中，系统确认操作任务，根据之前设置的状态(运行/热备/冷备/检修)描述刷新修改可操作设备初始状态的界面显示，同时，根据之前设置的初始/目标状态下任务设备对应的可操作间隔单元状态，系统自动生成每个间隔单元包含的开关刀闸(接地刀闸、隔离开关、断路器等)的开断状态，并生成基于可操作间隔单元描述的操作任务。其中，所述五要素任务模板包括端信息、可操作间隔单元、初/终状态、可操作间隔单元状态、连接关系；
所述端信息为用户对端状态、间隔单元状态进行描述的信息，用于区分各个可操作间隔单元所属的端；
所述可操作间隔单元为当前设置状态的间隔单元，以间隔单元中的断路器代码表示；
所述初/终状态即初始状态或目标状态；
所述可操作间隔单元状态即可操作间隔单元设置的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述连接关系为：当断路器单元包含两个或两个以上的隔离开关，但不包括接地刀闸时，用于选择设备的运行方式、回路转移或旁路代路。
实施例1
本实施例以某电网500kV XX站#X变压器由运行转检修为例，对功能的实现进行详细说明。#X变压器的接线图如图2所示。
当用户进入操作任务生成界面后，首先对任务设备的操作任务进行设置，设置内容如表1所示。
表1 操作任务设置情况表
| 项目 | 可设置内容 |
| 设别类型 | 变压器 |
| 厂站名 | XX |
| 具体操作设备 | 500kVXX站#X变压器 |
| 初始状态 | 运行 |
| 目标状态 | 检修 |
设置完成后，系统自动获取#X变压器的所有可操作设备(例如500kV：5022间隔、5023间隔；220kV：202间隔；35kV：302间隔)，之后跳转至变压器任务设置界面。用户依次选择电压等级，对该电压等级端的间隔单元设置初始和目标状态。以500kV-220kV-35kV的顺序为例：
1)在操作任务中，#X变压器的初始状态为运行状态，根据设备-端-单元状态约束规则，5022间隔、5023间隔、202间隔和302间隔的可设置状态为运行/热备用/冷备用/检修，且至少有一个间隔处于运行状态。
2)当用户对5022间隔、5023间隔和202间隔的初始状态均设置为热备用/冷备用/检修时，根据同层次(端/单元)状态间的约束规则，302间隔只能设置为运行状态，该过程如图3中的情况一所示。
3)当用户对5022间隔、5023间隔和202间隔设置的初始状态中包含运行状态时，302间隔可设置为运行/热备用/冷备用/检修中任一状态，该过程如图3中的情况二所示。
4)根据设备-端-单元状态约束规则，可设置5022间隔、5023间隔、202间隔和302间隔的目标状态为冷备用/检修。如果302间隔设置为检修状态，自动生成的五要素任务信息如表2所示，此时检修变压器的同时，302间隔断路器也检修。
表2 #X变压器操作任务设置情况表
5)当用户设置间隔状态时，程序会对所设置的状态进行校验，对不规范的设置予以提示，例如：当用户对5022间隔设置为运行状态，若对202间隔设置为检修状态，则违反了安全规范的要求，系统会以告警窗口对不规范的设置内容进行提示。用户确认错误内容后，需重新对202间隔的状态进行设置。
6)当设置的内容经确认无误后，系统会自动生成操作任务。对于已生成的操作任务，用户可以执行点图开票、查看、新增、删除等操作。
此实施例仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (6)
1.一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据任务内容，选择设备类型，确定任务设备；
步骤2：根据任务设备和系统拓扑建立间隔树，获取任务设备的可操作设备集；
所述间隔树由任务设备、核心设备、间隔树节点和间隔树枝四部分组成，用于表示设备的拓扑连接关系，其中，任务设备是间隔树的起始点，它各端的端点构成了间隔树的根节点；核心设备是间隔树的逻辑终点，包括线路、母线、主变、发电机，但不包括未投入使用/备用的设备；间隔树节点包括根节点、中间节点和末级节点，其中，根节点由任务设备的端点组成，根节点数取决于每个任务设备的端点数，中间节点为间隔树枝之间的连接点，末级节点为连接核心设备的节点；间隔树枝由开关刀闸间隔组成，是相邻等级的间隔树节点之间的通路；
所述可操作设备集由所有间隔树枝中包含的断路器、隔离开关、接地刀闸共同组成；
步骤3：建立父状态-子状态的状态约束规则和设备-端-单元的状态约束规则，系统根据上述约束规则设置任务设备的初始状态和目标状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；系统自动生成可操作设备的状态集；对于与任务设备直接相连的接地刀闸也自动加入到可操作设备的状态集中；
父状态-子状态的状态约束规则为：
(1)若父状态仅由一个附属的子状态表示，则子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同；
(2)若父状态由两个或两个以上的附属的子状态表示，则所有子状态中至少存在一个子状态的状态优先级与父状态的状态优先级相同，其余子状态具有a、b、c中任意的低状态优先级，其中低状态优先级为：
a、若父状态为运行状态，则至少存在一个子状态为运行状态，其余子状态为热备用/冷备用/检修状态三种状态中的任意种；
b、若父状态为热备用状态，则至少存在一个子状态为热备用状态，其余子状态为冷备用/检修状态两种状态的任意种；
c、若父状态为冷备用或检修状态，则所有子状态均为冷备用或检修状态；
所述父状态-子状态定义为：若某一状态由一个或多个附属的状态共同表示，则称该状态为父状态，其附属的状态为子状态；在多端设备中，端状态的父状态为设备状态，子状态为可操作设备的间隔单元状态；
其中，端状态表示非开断设备端的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态：与该端相连的所有间隔中，至少有一个间隔是运行状态；
所述热备用状态：在运行状态基础上，所有间隔中的断路器断开；
所述冷备用状态：在热备用状态基础上，所有间隔中隔离开关断开；
所述检修状态：在冷备用状态基础上，与该端直接相连的接地刀闸或接地线闭合；
间隔单元状态表示间隔内部的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述运行状态为：普通间隔中断路器、隔离开关闭合，所有接地刀闸断开；特殊间隔中隔离开关闭合；
所述热备用状态为：在运行状态基础上，断路器断开；
所述冷备用状态为：在热备用状态基础上，隔离开关断开；
所述检修状态为：在冷备用基础上，断路器两侧的接地刀闸或接地线闭合；
所述状态优先级表示可操作设备间隔与任务设备之间电气联系的紧密性，用于判断在同一层次下的端/单元在多种状态时，设备对外显示的状态；其中，运行、热备用、冷备用、检修四种状态的状态优先级为：运行>热备用>冷备用和检修；
设备-端-单元的状态约束规则为：
(一)设备-端-单元的纵向状态约束
(1)设备状态对端状态的约束规则
在设备状态确定的前提下，约束规则包含以下三种情况：
a、变压器与线路：设备各端状态中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
b、非双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余端状态具有任意的低状态优先级；
c、双母线接线：与母线连接的各端中至少存在一个端状态的优先级与设备状态的优先级相同，其余各端具有任意低状态优先级的状态，或者将运行/热备用状态应用于另一母线，在这种情况下，用户需依据五要素任务模板中的连接关系要素，对各端所连回路的运行情况进行描述；
(2)端状态对单元状态的约束规则
在端状态确定的情况下，约束规则包含以下两种情况：
a、普通间隔单元：某端各普通间隔的单元状态中至少存在一个单元状态的优先级与该端状态的优先级相同，其余单元状态具有任意的低状态优先级；
b、特殊间隔单元：若特殊间隔单元中只含有单个隔离开关，不具具备切换回路状态的能力，则特殊间隔的单元状态与该端的端状态一致，且运行、热备用状态对应隔离开关的闭合状态，冷备用、检修状态对应隔离开关的断开状态；
(二)同层次的端/单元状态间的横向状态约束
(1)若已设置的单元状态中，存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则后序单元设置状态的优先级不高于对应端状态、设备状态的优先级；
(2)若所有已设置的间隔单元状态中，不存在单元状态的优先级与对应的端状态、设备状态的优先级相同，则最后设置的间隔单元的状态与对应的端状态、设备状态一致；
(3)若设备各端出现错误状态时，系统则给出提示；
步骤4：获取任务设备的可操作设备，并判断可操作设备类型，若判断为母线，则设置各回路运行方式或回路转移，否则选择可操作设备并设置其状态；
步骤5：修改可操作设备的初始状态，系统自动生成每个间隔单元的开断状态，基于五要素任务模板生成操作票任务。
2.根据权利要求1所述的一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，所述步骤2中，开关刀闸间隔划分为普通间隔类型和特殊间隔类型，其中，
普通间隔类型包含以下两种：
1)包含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关、接地刀闸设备，应用于35kV以上电压等级的各类接线形式；
2)不含接地刀闸的断路器单元间隔，以一个断路器为核心，两侧连有隔离开关，应用于35kV及以下电压等级的各类接线形式；
特殊间隔类型包含以下两种：
a)单隔离开关间隔，仅含有单个隔离开关，应用于3/2、单元、角型、桥型接线方式；
b)旁路间隔，由旁路隔离开关组成，应用于带旁路母线的单/双母线分段/不分段接线形式。
3.根据权利要求1所述的一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，所述步骤2中，间隔树节点与间隔树枝的连接方式分为以下四种类型：
(1)一个节点连接一个间隔树枝，应用于主接线、各级树端点间接线，单/双母线接线、单元接线的连接方式中；
(2)一个节点连接两个间隔树枝，应用于3/2、角型、桥型的接线方式中；
(3)一个节点连接多个间隔树枝；
(4)两个节点连接一个间隔树枝，应用于双母线接线中，断路器的两个属于同一个间隔树枝的隔离开关分别与两条母线相连。
4.根据权利要求1所述的一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，所述步骤2建立间隔树的方法如下所述：
(1)读取任务设备的端点信息，将获取的任务设备的端点数目与各个端点号作为间隔树的根节点号，存入树节点队列中，从树节点队列中读取第1个根节点作为当前节点；其中，树节点队列为动态数组，由所有除根节点以外的间隔树节点构成；
(2)从当前节点出发，采用广度优先算法识别间隔树枝类型，搜索出与当前节点相连的所有间隔树枝，存入树枝队列中，并将间隔树枝的其它节点保存到树节点队列中；
(3)从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，搜索与当前节点相连的核心设备，若存在核心设备，则该节点为末级节点，记录与该节点相连的核心设备信息，并结束对该分支的搜索；否则，该节点仍为中间节点，将该节点保存到树节点队列中；
(4)继续从树节点队列中读取下一个节点作为当前节点，重复步骤(2)-(3)，直到读取到树节点队列的末尾结束。
5.根据权利要求4所述的一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，在建立间隔树的过程中，假设节点A搜索到单间隔、旁路间隔树枝，则由所述单间隔、旁路间隔树枝另一端的节点B再向下一级搜索，若出现以下两种情况需进行特殊处理：
情况1：若节点B连接的是核心设备，将节点A作为末级节点，并将节点A搜索到的所有间隔树枝都删除，同时结束此分支的搜索；
情况2：若节点B连接的是普通间隔类型，则继续搜索；
所述单间隔树枝为：由单个断路器或者隔离开关组成的间隔树枝；
所述旁路间隔树枝为：所有与旁路母线相关的隔离开关或断路器组成的间隔树枝。
6.根据权利要求1所述的一种自动生成操作票任务的通用方法，其特征在于，所述步骤5中，五要素任务模板包括端信息、可操作间隔单元、初/终状态、可操作间隔单元状态、连接关系；
所述端信息为用户对端状态、间隔单元状态进行描述的信息，用于区分各个可操作间隔单元所属的端；
所述可操作间隔单元为当前设置状态的间隔单元，以间隔单元中的断路器代码表示；
所述初/终状态即初始状态或目标状态；
所述可操作间隔单元状态即可操作间隔单元设置的状态，包括运行、热备用、冷备用、检修四种状态；
所述连接关系为：当断路器单元包含两个或两个以上的隔离开关，但不包括接地刀闸时，用于选择设备的运行方式、回路转移或旁路代路。
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