產品編號：165419-201

一.概述

在“智能電網”構架中智能化調度占有重要的主導地位，而調度操作票是調度工作的基石和立足之本，也是電力安全生產的重要保證和措施。隨著電網的不斷發展，調度操作票的復雜程度、頻繁程度顯著增加，由調度誤操作帶來的各種損失通常十分巨大，而智能操作票系統（Intelligent Switching Plan System）的應用對于提高調度員的工作效率、加快智能化調度的發展進程及保證電力系統的安全都具有重要意義。

調度智能操作票系統是界于調度自動化系統（EMS）和調度運行管理系統（OMS）之間的應用功能，是一個看似簡單實際相當復雜的應用系統，難點主要在于要求仿真調度管轄設備的所有調度操作命令并判別誤操作，從而涉及很深的調度專業技術。因此，盡管我國早在上世紀九十年代就開始研究調度智能操作票系統，但是至今全國90%以上的各級電網調度仍然在憑經驗擬寫、審核操作票，憑經驗監護執行操作命令。

DR-ISPS調度智能操作票系統采用網絡拓撲、操作仿真技術，建立實際電力系統的網絡模型；采用圖票一體化技術，實現操作票的智能生成、自動模擬、自動拓撲著色、自動安全校核、全流程管理等實用功能。本系統全面達到了國家電網公司標準中調度智能操作票系統的應用功能規范（試行），在全國網、省、地、配、縣調度都有現場應用，這個業績目前在國內是唯一的。

二.DR-ISPS 功能特點

1.智能開票

采用圖票一體化技術的智能開票功能，主要包括操作票模擬環境、設備狀態智能識別、操作任務智能匹配、操作票智能生成、自動模擬、自動拓撲著色、自動潮流計算等功能。

(1)操作票模擬環境

操作票模擬環境由電網模型、圖形和實時運行方式組成。調度員在操作票模擬環境下進行圖形開票工作，利用模擬環境下的運行方式進行安全防誤校核。操作票模擬環境和實時環境隔離，在模擬環境下所做的任何操作不影響實時環境。當調度自動化系統EMS中電網模型、圖形或運行方式發生變化時，能夠自動或手動方式實現操作票模擬環境與EMS數據的同步。 操作票模擬環境提供與實際管轄范圍電網一致的設備模型。包括：發電機、線路、變壓器、電抗/電容器、母線、開關、刀閘、負荷、繼電保護裝置、安全自動裝置等。 DR-ISPS調度智能操作票系統模擬環境如下圖所示：

(2)設備狀態智能識別

設備狀態智能識別是利用設備間電氣拓撲連接關系、遙信信息和遙測信息實現設備狀態的智能識別。對于不同類型的電氣設備具有不同的運行狀態，例如線路具有運行狀態、熱備用狀態、冷備用狀態、檢修狀態。

(3)操作任務智能識別

操作任務智能識別是根據變電站接線類型、電氣設備狀態、電氣設備類型、電壓 等級、間隔類型匹配知識庫，列出所選設備當前的操作任務。操作任務包括一次設備操作任務和二次設備操作任務。

(4)操作票智能生成

操作票智能生成采用圖票一體化技術，由調度員在圖形界面上點選設備，選擇操作任務后，系統自動生成操作票。操作票智能生成具備以下功能：
●具備一次設備開票功能和二次設備開票功能。 
●具備綜合令票和指令票生成功能。 
●具備單選設備開票和多選設備同時開票功能。

(5)自動模擬

調度智能操作票系統支持在圖形開票、操作預演、操作票執行時自動模擬功能，能夠將操作步驟自動分解，自動打開圖形，自動定位到正在模擬的設備上。自動模擬支持調度全部操作命令的模擬，如：

●斷路器分、合； 
●隔離刀閘分、合； 
●接地刀閘分、合。 
●保護或自動裝置的退、投。 
●標示牌的設置、刪除。

(6)自動拓撲著色

在操作票自動模擬過程中，系統自動進行拓撲著色，在圖形上實時標示當前的失電區域、帶電區域和接地區域.

(7)自動潮流計算

在操作票自動模擬過程中，系統可以自動調用潮流計算功能，在圖形上實時顯示潮流計算結果。

2.安全防誤校核

安全防誤校核實現操作票的全流程安全控制，具備下述校核功能:系統拓撲防誤校核、基態潮流校核、靜態安全分析、設備狀態校核和操作順序校核等校核功能。

(1)系統拓撲防誤校核

系統拓撲防誤校核主要是根據電氣島狀態和電氣設備間的拓撲關系來實現設備操作的防誤閉鎖。它不依賴于人工定義設備間的閉鎖關系，自動適應電氣設備和電網拓撲結構的變化，在電網接線發生變化時，無需用戶維護防誤規則。系統拓撲防誤校核包括下述功能：

●斷路器操作的防誤校核：具備合環提示、解環提示、負荷失電提示、負荷充電提示、帶接地合開關提示、變壓器各側開關操作提示、變壓器中性點地刀提示、3/2接線開關操作順序提示等。
●隔離刀閘操作的防誤校核：具備帶接地合刀閘提示、帶電分合刀閘提示、非等電位分合刀閘提示、分合旁路刀閘提示、刀閘操作順序提示等。
●接地刀閘操作的防誤校核：具備帶電合接地刀閘提示、帶刀閘合接地刀閘提示、帶電壓合接地刀閘提示。
●本站防誤和系統防誤的切換。由于其他廠站設備狀態不正確導致待操作設備防誤校核不通過時，調度員可以切換到本站防誤方式，繼續進行操作。
●檢修標志牌校核。

(2)基態潮流校核

基態潮流校核根據操作票交互接口及校核斷面智能生成功能形成的校核斷面潮流進行分析計算，判斷基態潮流下的電網越限情況。
基態潮流校核支持如下功能：

●能將基態潮流與限額進行比對，判斷校核斷面潮流是否滿足限額的要求，包括線路電流越限檢查、變壓器容量越限檢查、母線電壓越限檢查。
●能給出重載設備以及相應的負載率、越限設備以及相應的越限百分比。

(3)靜態安全分析

靜態安全分析針對操作票交互接口及校核斷面智能生成功能形成的校核斷面潮流，校核N-1故障和用戶指定的故障集后其他元件是否出現越限。靜態安全分析支持如下功能：

●能根據N-1原則對全網主設備（包括線路、主變、母線）進行逐個斷開，并判斷其他元件是否出現越限，可按設備類型、電壓等級和分區確定N-1計算范圍。
●根據用戶設置故障集進行靜態安全分析計算，并判斷其他元件是否出現越限。
●能模擬備自投裝置，可根據電網運行方式自動匹配策略表。
●給出導致重載、越限的故障及相應的重載、越限設備，應給出故障嚴重程度指標。

(4)設備狀態校核

●操作票發令時，當前發令的操作步驟的起始狀態必須和待操作設備當前狀態一致。
●操作票回令時，當前回令的操作步驟的終止狀態必須和已操作設備當前狀態一致。對于沒有采集點的設備，在回令時，系統提供自動置數功能。

(5)操作順序校核

●操作票發令時，禁止跨項發令。
●操作票回令時，禁止跨項回令。
●操作票遙控操作時，禁止跨項遙控。

3.操作票管理

操作票管理實現操作票生命周期的全流程控制。具體功能包括：

(1)操作票的編輯功能

包括新建操作票、打印操作票、存為典型票、以典型票為模板新建、刪除操作票、作廢操作票、插入步驟、刪除步驟、復制步驟、剪切步驟、粘貼步驟、步驟上移、步驟下移、步驟編號等。支持將操作票導出成EXCEL、WORD等格式，同時支持從EXCEL文件中導入操作票。 浙江省地縣統一調度智能操作票系統編輯主界面如下圖： 

(2)操作票審核功能

在審核環節，審核人和寫票人不能是同一個人。審核人可以調用安全防誤校核對操作步驟進行審核，審核不通過的步驟可以置上醒目標記，并且只能回退給寫票人修改，審核人不能修改操作票。審核不通過的操作票不能提交到下一個流程環節。

(3)操作票流程管理功能

可以根據用戶需要實現操作票流程的自定制。用戶可以將一張操作票從一個流程提交到下一個流程，也可以將操作票從一個流程回退到上一個流程。在不同的流程環節，可以定制調度員的權限。對于已經開始執行和歸檔的操作票，不允許回退。

(4)發令回令

在操作票執行環節，可以對操作票進行發令、回令操作。系統自動填寫發令時間、發令人、回令時間、回令人，自動修改操作步驟的背景顏色和字體顏色，自動在操作步驟前打勾。當由于不可控制的原因導致操作步驟無法執行時，系統提供步驟作廢功能。當操作步驟回令時，對于非實測值的測點系統可以自動置數。當操作票執行完畢后，自動在操作票指定的位置蓋已執行章。

(5)模擬校驗

在操作票管理界面下，調度員可以對操作票進行模擬校驗。系統提供模擬開始、暫停、結束、設置模擬斷點、繼續模擬等功能，可以設置步驟模擬的時間間隔。模擬時自動打開圖形，圖形自動切換到相關廠站，自動對設備置數，自動定位到相關設備。模擬時自動調用系統拓撲防誤校核，如果防誤校核不通過提示用戶并中止模擬。

(6)多張操作票同時編輯和操作

調度智能操作票系統可以同時打開多張操作票，同時對多張不同的操作票進行編輯和操作，相互之間靈活切換，互不影響。

(7)操作票多機內容同步

多臺機器同時打開同一張操作票時，保證操作票內容的實時一致性。

(8)高級查詢

系統提供模糊查詢功能。用戶可以自定義查詢條件。

(9)統計功能

調度智能操作票系統可以實現按人員統計、按操作項目統計、按設備類型統計。可以按年、按月統計操作票數量、合格率等。

(10)修改記錄和流轉記錄的保存和查詢

可以保存操作票在整個生命周期所做的任何修改。包括修改人、修改時間、修改機器、修改前內容、修改后內容。可以保存操作票流轉記錄等。包括提交人、回退人、提交時間、回退時間、提交機器、回退機器、提交的流程環節、回退的流程環節等。

(11)操作票編號

可以支持自定義操作票編號的格式，設置編號周期。可以實現按票遞進編號和按打 印頁遞進編號。

4.操作票配置

操作票配置包括操作票規則配置、表單樣式配置、流程配置、權限配置、參數配置等。

(1)規則配置

調度智能操作票系統的規則配置實現下述功能：

●定制操作任務的格式。
●定制操作步驟的格式。
●定制操作術語。
●定制智能出票的專家知識庫。

(2)表單樣式配置

調度智能操作票系統的表單樣式配置應該實現下述功能：

●定制操作票表單的格式。
●定制操作票表單單元格的顯示屬性。單元格應該支持顯示文字、數字、下拉框、樹狀列表、時間、圖片等。
●定制操作票表單單元格和數據庫中字段的對應關系。

(3)流程配置

調度智能操作票系統可以根據用戶的需要定制操作票的流程環節。操作票的流程環節一般由擬定、審核、預發、執行、歸檔五個環節組成。

(4)權限配置

●可以定制不同用戶在不同流程環節對操作票的權限控制。
●可以定制不同用戶在不同流程環節對操作票每個單元格的權限控制。
●可以定制不同用戶在不同流程環節對菜單和工具條的權限控制。

(5)參數配置

●可以定制操作步驟在不同狀態的背景顏色和字體顏色。
●可以定制操作票的打印策略。
●可以定制操作票安全校核策略。

5.界面

調度智能操作票系統提供友好的人機界面，用于實現圖形開票、防誤校核提示、操作票管理、操作票配置。

(1)圖形開票界面

●支持圖形開票工作。可以顯示開票結果。
●支持自動模擬、自動拓撲著色。
●具備潮流計算結果顯示功能。
●支持人工設置系統運行方式。

(2)防誤校核界面

●防誤校核界面可以同時提示系統拓撲防誤結果和基態潮流校核結果。
●系統拓撲防誤結果包括當前操作設備名稱、防誤校核結果、校核失敗原因、閉鎖操作的設備名稱。
●潮流校核結果界面提示用戶當前潮流計算是否收斂、潮流越限的支路、電壓越限的母線、限值、計算值、越限比。
●防誤校核界面支持本站防誤和系統拓撲防誤兩張防誤方式的切換。

(3)操作票管理界面

●可以顯示不同流程環節的操作票信息。
●支持同時打開多張操作票。
●提供操作票參數配置界面。可以對操作票的參數進行配置。
●提供修改記錄和流轉記錄查詢界面。
●提供查詢界面和統計界面。可以對查詢、統計的條件進行設置，并提供顯示查詢、統計結果的界面。
●提供操作票受令廠站維護、受令人維護界面。

(4)操作票配置界面

●操作票規則庫配置界面。提供規則的插入、刪除、修改、查詢等功能。
●操作票表單樣式配置界面。定制操作票表單繪制、設置等功能。
●操作票流程配置界面。定制操作票流程的插入、刪除、修改等功能。
●操作票權限配置界面。
●操作票參數配置界面。提供打印策略、校核策略、顯示策略的配置功能。

6.數據接口

(1)數據輸入

隨著電力系統調度自動化技術水平的不斷提高，不同的調度應用系統之間需要進行信息交換。IEC 61970國際標準提供了一套描述電力系統的公共信息模型CIM、矢量圖形SVG和一套訪問標準化數據的組件接口,基于這一標準的模型和圖形交換可以實現不同系統之間電網模型信息和圖形的共享。調度智能操作票系統自動獲取EMS系統的圖模和實時數據，能夠免去復雜的圖模維護工作，并利用實時數據保證調度操作的安全性。調度智能操作票系統通常工作在電力公司信息網（三區），而調度自動化EMS系統工作在一區，如下圖示意：

考慮到EMS系統的安全性，一區和三區必須經過物理隔離設備單向傳輸，通常EMS與智能操作票系統的接口方式為：EMS系統將CIM模型、SVG圖形和實時數據E文件傳送到WEB服務器或其它實時數據平臺的指定文件夾中，并提供FTP文件下載服務。CIM和SVG每天自動更新一次，實時數據E文件1分到5分鐘自動更新一次，智能操作票系統視需要讀取這些文件。下圖是浙江省地縣調度智能操作票系統全省推廣項目中寧波地調南瑞OPEN3000EMS提供的FTP接口方式:

調度智能操作票系統能夠從EMS獲取電網模型、圖形、運行方式和數值計算信息。

電網模型包括如下數據：

●設備信息。
●設備靜態拓撲連接關系。

圖形信息包括如下數據：

●接線圖。包括廠站接線圖、間隔圖、潮流圖、系統圖等。
●圖元。包括各種設備圖元和用戶自定制圖元。

運行方式包括：

●遙測信息。
●遙信信息。

數值計算信息包括

●電網拓撲和潮流信息。
●電網模型、規劃數據。
●設備限額，包括線路電流限額、變壓器容量限額、母線電壓限額。
●備自投等安全自動裝置模型。
●開關遮斷電流。

(2)數據輸出

●可以向各種關系數據庫存儲操作票數據和系統拓撲防誤校核結果。
●可以與調度管理系統OMS數據接口和交互。

三.DR-ISPS 典型用戶與發展歷程

1.智能操作票系統應用現狀與難題

操作票功能是調度員日常使用最頻繁的管理工具，也是保證電網操作安全的重要手段。我國的電網調度自動化系統應用軟件實用化已實施了十幾年，智能操作票系統軟件也早在上世紀九十年代就開始研發，但是目前全國95%以上的電網調度仍然在憑經驗擬寫、審核操作票，憑經驗監護執行操作命令，原因何在？調度智能操作票系統是界于調度自動化系統（EMS）和調度運行管理系統（OMS）之間的應用功能，它的操作票管理部分屬于OMS，操作模擬和安全防誤校核部分與EMS緊密聯系，是一個看似簡單實際相當復雜的應用工程。這個系統開發難度不僅在于上述功能的實現，由于涉及很深的調度專業技術，因此更困難的是如何使系統真正滿足調度的實際使用要求，不同等級的調度自然有著不同的操作票功能需求，即使同一級別（如地調），由于歷史和操作習慣的原因，也存在操作命令形式和操作票格式的很大差異。所以，雖然用戶迫切需要，但即使國內調度自動化領域的知名大公司也沒能把這一系統做好。

2.典型用戶與發展歷程

★2006年2月：開發的常州地調智能防誤操作任務票系統通過江蘇省科技廳組織的專家鑒定（鑒字[2006]第37號），鑒定委員會由華東網調、上海交大、江蘇省調等專家組成，鑒定結論：“系統功能先進、實用，其中調度防誤操作判別功能處于國內領先水平，系統的應用具有顯著的經濟效益和社會效益。”見下圖：

常州調度智能操作票系統鑒定報告

★2007年9月：溫州電網調度操作防誤管理系統通過了由浙江省電力公司等專家組成的驗收評審并投入實際運行至今。由于調度智能防誤管理系統在溫州地調成功應用，2008年9月簽訂了將該系統推廣應用到其下屬八個縣調（瑞安、平陽、蒼南、文成、泰順、樂清、永嘉、洞頭）的合同。縣調既有10kV以上的主網系統，也有10kV配網系統，所附技術規范中對整體功能提出了很高的要求。經過一年半的開發，實現了全部功能要求，2010年3月29日至4月9日八個縣調逐一通過了功能驗收，2010年6月18日地縣一體化的溫州電網智能調度防誤管理系統通過了專家組的驗收評審。見下圖。

溫州地縣一體化操作票系統評審結論

★2009年12：本公司與華中網調研發的“華中電網調度狀態令操作票智能系統”通過了專家評審，評審委員會由華中科技大學、國調、華中電網公司、湖南省調、江西省調等專家組成。評審委員會結論：“所開發的操作票管理系統功能完善、維護方便、實用性強，研究成果達到國內領先水平，具有較高的推廣應用價值。”見下圖。

華中網調操作票系統評審結論

★2011年12月山西省調基于IEC61970標準與清大高科EMS系統接口的智能防誤操作票系統已投入實際運行。

★2010年9月中標浙江省地縣統一調度操作票系統的全省推廣項目。該項目于2012年12月7日在杭州通過科技成果鑒定。鑒定委員會由國調、華東網調、浙江省電力公司、重慶中調、浙江大學、杭州電子科技大學等專家組成。

鑒定委員會一致認為：項目成果結合電網調度運行實際，功能完善、維護方便、覆蓋面廣、實用化程度高，為電網安全穩定運行創造了良好的條件，已在浙江電網省地縣三級調度系統得到廣泛應用。項目整體達到國內領先水平，其中基于實時運行方式的調度智能短語成票、采用快速網絡拓撲分析方法生成操作票防誤分析報告，基于IEC61970標準的圖模自動糾錯與圖形重構等，達到國際領先水平。