DF8380电网调度综合防误系统技术手册.docx
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DF8380电网调度综合防误系统技术手册
DF8380电网调度综合防误系统技术手册
东方电子股份有限公司
技术中心系统部
出版说明
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东方电子股份有限公司
技术中心系统部
前言
本手册是由电网调度综合防误系统项目组编写,系列化资料如下:
《电网调度综合防误系统安装手册》
《电网调度综合防误系统使用手册》
《电网调度综合防误系统技术手册》
参与本文档相关人员如下:
编写人员:
刘仲尧董文杰
技术指导:
于尔铿
审核:
于尔铿
目录
第一章项目背景5
1.问题提出5
2.国内外研究水平和发展趋势6
3.东方电子在电网调度综合防误方面的研究成果7
第二章系统概述8
1.系统层次8
2.总体结构9
3.运行设计11
第三章功能要求13
1.系统维护功能13
2.模拟操作作功能14
3.防误检查功能16
4.操作票生成及管理之开票功能24
5.操作票生成及管理之票编辑功能27
6.操作票生成及管理之审票功能28
7.操作票生成及管理之票查询统计功能29
8.报表管理功能31
第一章项目背景
1.问题提出
电力系统每年都会发生许多因误操作而导致的重大事故,造成人员伤亡、设备损坏、大面积停电,甚至引起电网的振荡和瓦解,经济损失惨重。
正是由于电力系统运行管理的特殊性和设备操作次序的规则性,我国的电力部门规定了严格的电力“五防”细则。
但是电力操作中很多操作虽没有违反“五防”规则,也会带来其它问题。
比较典型的是合解环、解并列、倒变压器、倒母线等操作,如果操作不当,考虑不周全,同样会导致母线失压、设备越限、甚至电网振荡等重大事故。
同时随着调度集控一体化程度越来越高,直接遥控的功能越来越普及,但此遥控功能基本是一种无约束的操作,主要依赖于调度集控操作人员的自身经验,存在严重的安全隐患。
为了防止电网调度过程中的误操作,在安全性管理要求越来越严格的情况下,特别需要有成熟完善的软件在用户进行电网调度操作时进行全面的综合防误检查,以保证电网调度操作的正确,不致引起误操作和电网的故障。
目前随着SCADA和PAS实用化程度越来越高,利用PAS计算分析进行调度操作综合防误检查成为可能。
在此背景下,电网调度微机防误系统就是针对当前调度自动化系统功能单一,综合防误功能普遍空缺的现状,提供给电网企业调度集控人员使用的一种集成了调度智能专家规则库、PAS计算分析、操作票生成管理等多功能高效计算机辅助支持系统。
它有别于传统的变电站五防系统,而是基于更高的调度层面,突出强调调度运行操作防误的特点,不仅针对具体断路器、隔离开关的操作,更针对大设备状态的转换。
同时它又完全涵盖了传统变电站五防的全部功能。
利用该计算机辅助支持系统,调度人员在实际调度操作以前可以在调度防误系统提供的图形化一次接线图界面上预先模拟所要进行的操作,该系统会根据内嵌的调度智能专家规则库及电网高级应用(PAS)计算分析结果对调度集控人员的具体模拟操作进行全面的防误检查,同时根据正确的操作顺序生成可执行带综合防误功能的操作票,并且通过内嵌的操作票流程管理功能,可实现调度管理工作中拟票、审核、执行、监护等流转过程的严格控制。
由于执行操作票和生成操作票之间的时差缘故,前后电网运行方式和状态是不一样的,该系统还支持在操作票执行过程中也同样根据实时状态和实时电网运行方式进行全面的防误检查。
从而最大程度减少乃至杜绝误操作产生的可能性,提高工作质量和效率,减轻调度值班人员工作负担,提高电网的安全运行水平。
2.国内外研究水平和发展趋势
随着电网技术的发展,变电站设备防误闭锁措施大体经历了设备机械联锁、电气闭锁、微机五防闭锁等阶段,它们成为当时防止误操作等事故发生的有效而可行的手段。
而随着电网的不断发展,变电站综合自动化技术、调度自动化技术的广泛运用,无人值守变电站、集控中心开始大面积推广,已有的变电站设备防误闭锁措施由于其固有的各个变电站信息孤立的缺陷越来越显得捉襟见肘,力不从心。
同时由于现场运行维护人员减少、变电站集中控制和管理,调度及集控运行人员管理的设备越来越多多,他们每天面对越来越庞大的信息,很容易出现误判断误下调度令的问题。
所以目前调度集控自动化系统需要能够有一套完善可靠的措施来保证电网调度操作全过程的正确性,而利用电网高级应用软件PAS的全网拓扑分析、调度员潮流等技术,是电网调度防误操作技术的一个趋势。
目前随着供电企业调度及集控中心SCADA和PAS实用化程度越来越高,综合电网高级应用软件PAS计算分析进行调度操作综合防误检查成为可能。
电网调度综合防误系统就是基于调度及集控自动化系统之上,引入调度智能专家规则库、综合电网高级应用软件PAS计算分析结果、利用操作票严格的控制序列,实现对电网调度操作全过程全面的安全防误检查,从而最大程度减少乃至杜绝误操作产生的可能性,提高电网的安全运行水平。
其核心技术是防止电网调度误操作,同时又集成了调度员日常使用的操作票生成及管理功能,在提高调度集控运行人员工作质量和效率,减轻他们工作负担的基础上,也使得操作票成为电网调度操作综合防误检查密不可少的一部分。
目前由于国外厂家调度集控自动化系统价格昂贵并且不符合中国国情,同时随着我国调度集控自动化技术的高速发展,国内供电企业运行的调度集控自动化系统基本都是国内厂家产品。
因此国内基于调度及集控自动化系统之上的电网调度综合防误系统目前还没有国外产品。
同时在国内电网调度综合防误方面也还没有相关的成熟产品,绝大部分还是类似变电站倒闸操作防误闭锁措施,并不能满足当前国内供电企业电网安全运行的严格要求,因此在国内也没有市场占有率较高的厂家。
目前在电网调度综合防误方面的研究和实践,我公司处于比较领先的阶段。
3.东方电子在电网调度综合防误方面的研究成果
(1)、同时在全国包括广州、绍兴等大型地调的十几套主站、集控站的稳定可靠运行。
(2)、在云南普洱供电局《电网调度微机防误系统应用研究》获得云南省科技进步二等奖,南方电网科学技术三等奖。
第二章系统概述
1.系统层次
电网调度综合防误系统软件包括电网调度综合防误系统软件及平台应用支持软件。
电网调度综合防误软件基本模块有:
系统维护模块,防误检查块,模拟操作模块,操作票生成及管理模块,以及报表管理模块。
平台应用支持软件包括操作系统、商用数据库管理软件、数据接口软件、QT软件等。
总体的系统软件层次结构如下图示:
电网调度综合防误系统的实现方案如下图所示:
2.总体结构
电网调度综合防误系统主要包括系统维护、防误检查、模拟操作、操作票生成及管理和报表管理六大功能模块,具体如下:
系统维护:
包括用户权限管理、受令单位维护、操作术语维护等。
防误检查:
对所有模拟操作在不同的厂站间、在大电网上进行全面的防误检查,具体检查内容包括防止误分、误合开关;防止带负荷拉、合隔离刀闸;防止带电挂(合)接地线(接地刀闸);防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸);合解环、解并列操作检查;防失压防越限检查;倒母线操作防误检查;倒变压器操作防误检查;旁路替代操作防误检查;以及自定义规则检查等。
模拟操作:
系统提供与SCADA平台一致的电网一次接线图形模拟操作环境,允许用户在上面进行电网调度模拟操作,所有操作均通过防误模块进行全面的防误检查。
系统根据用户所选择的设备给出允许操作选项,对于开关刀闸允许分合操作,对于开关、变压器、线路、母线、电容电抗器、以及负荷等允许状态转换操作。
并提供模拟操作初始状态设置、设备参数查询、设备动态着色、潮流数据显示等功能。
操作票生成及管理:
调度员在电网一次接线图形界面上进行模拟操作过程中,如果操作正确无误,则生成相应的操作票步骤登记在操作票上,模拟操作正常结束后,即可形成完整的一张操作票。
同时还包含了典型操作票、空白票、历史票等操作票生成模式。
操作票生成后,自动进入票编辑、审查界面,供审查和校正。
既保证了操作票的正确性,又保留了审查操作票的要求。
系统提供插入、删除、修改、移位等功能,便于用户对操作票中错误的操作步骤、不规范的术语等进行修改,对操作票的准确性、规范性进行确认。
为减少键盘输入工作,系统提供常用术语自定义维护、分类管理等。
操作票票编号规则可按用户要求来实现。
操作票管理模块的功能非常严格而灵活。
除能够对生成的操作票进行显示、审查、存取、分类、查询统计、自动编号及自定义打印,还可做新票、历史票、已执行、作废等标记,其中查询统计功能提供了多种检索条件如票属性、厂站名称、开票人、设备类型、时间段等,符合调度室的日常管理规定。
报表管理:
系统提供通用报表制作工具,可以灵活设计所需格式的报表,并提供查询、打印等功能。
其功能框图及流程如下所示:
3.运行设计
下图则说明了对系统施加不同的外界运行控制时所引起的各种不同的运行模块组合,说明每种运行所历经的内部模块和支持软件。
第三章功能要求
1.系统维护功能
实现电网调度综合防误系统相关参数维护的人机交互,用于电网调度综合防误系统用户权限管理、受令单位维护、操作术语维护等各种参数数据的查询、添加、插入、删除和修改等维护操作。
系统维护用户登陆流程如下:
系统维护参数设置流程如下:
2.模拟操作作功能
实现电网调度综合防误系统的模拟操作人机接口,包括模拟操作初始状态的设置、设备参数的查询、开关刀闸设备的选择分合模拟操作;以及变压器、开关、线路、负荷、电容电抗器等大设备的状态转换等模拟操作。
提供与SCADA平台一致的电网一次接线图形模拟操作环境,允许用户在上面进行电网调度模拟操作。
系统根据用户所选择的设备给出允许操作选项,对于开关刀闸设备允许分合操作,对于开关、变压器、线路、母线、电容电抗器、以及负荷等设备允许状态转换操作。
在拉合开关刀闸及设备状态转换模拟操作过程中调用防误检查模块进行全面的综合防误检查。
对于没通过防误检查的操作给出告警提示,对于通过防误检查的操作调用操作票生成及管理模块生成带防误的操作票。
同时提供模拟操作初始状态设置、设备参数查询、设备动态着色等功能。
其流程如下图所示:
3.防误检查功能
该功能对所有模拟操作,在不同的厂站间、在整个电网上进行全面的防误检查,具体检查内容包括防止误分、误合开关;防止带负荷拉、合隔离刀闸;防止带电挂(合)接地线(接地刀闸);防止带接地线(接地刀闸)合开关(隔离刀闸);合解环、解并列操作检查;防失压;倒母线操作防误检查;倒变压器操作防误检查;旁路替代操作防误检查;以及自定义规则检查等。
然后根据防误检查结果返回相应信息,防误检查结果分三种:
通过、没通过但允许强制执行、没通过禁止操作,对后两种没通过防误检查都会给出告警提示。
具体防误检查流程如下所示:
(1)防误拉开关
(2)防误合开关
(3)防误拉普通刀闸
(4)防误合普通刀闸
(5)防误合地刀或挂接地线
(6)合解环操作检查
(7)防失压防越限检查
(8)防止误操作小水电线路
(9)倒母线操作防误检查
上图为倒母线操作示意图,防误检查流程图如下:
(10)倒变压器操作防误检查
(11)旁路替代操作防误检查
旁路替代操作与第(9)项倒母线操作需要进行的防误检查内容是类似的,也是判断两条带电母线的矢量电压差是否越限,不过旁路替代需要检查的是工作母线和旁路母线,流程图从略。
(12)自定义规则检查
除了固定的防误检查规则以外,系统还具备用户自定义规则功能,更加灵活方便,描述如下:
某一开关或刀闸的拉合操作必须以某厂站的某几个开关或刀闸的实时状态为前提,特点:
a、这个规则是针对某个具体设备的,不是针对所有设备的;
b、特殊规则目标设备类型可以是开关,可以是刀闸;
c、条件设备类型可以一般情况下是开关,可以是刀闸;
d、条件设备可以与目标设备不在一个厂站;
e、条件设备可以有多个,可以是不同厂站的,可以是不同设备类型的;
f、定义特殊规则的设备在操作时也要进行常规防误检查。
为简明起见,第六项到第十二项单独列出,其实只有第一项到第五项是相互独立的,第六项到第十二项应与前面几项结合起来检查,例如,拉开关操作时,除了要进行第一项检查以外,还要进行七、八、十、十二等项检查,每一项不满足操作要求,都将禁止操作或报警。
第六项到第十二项检查,除了第八项、第十二项以外,因为依赖于PAS系统的正常运行,可以根据PAS系统的运行状况有选择性的运行。
对于这一类检查,最理想的情况是PAS系统运行正常,利用其计算结果进行检测,如果PAS系统不能正常运行,也可以不检查这部分内容。
这类检查应该根据用户要求选择进行。
4.操作票生成及管理之开票功能
提供模拟操作开票、典型票开票、历史票开票等三种开票方式。
模拟操作开票方式特点是开票简洁,灵活性好,内嵌防误功能,运行条件是设备参数完备、设备间连接关系正确、厂站接线图正确、开关刀闸状态准确。
典型票开票方式是一种传统的开票方式,开票简单,但需要维护典型票模板,为了管理方便,典型票模板可由用户自定义组来分类管理。
历史票开票方式是以以前的旧票为模板形成新的操作票,开票简单,但使用的前提是必须保存有大量的历史票。
模拟操作开票详细流程如下所示:
典型票开票详细流程如下所示:
历史票开票详细流程如下所示:
5.操作票生成及管理之票编辑功能
票编辑就是对通过各种生成方式生成的操作票进行编辑,主要提供操作票步骤的增加、删除、修改、以及顺序调整功能。
详细流程图如下所示:
6.操作票生成及管理之审票功能
根据有关操作票和操作监护制度规程,为了保证所开票的操作安全性和正确性,一张操作票必须由多人来完成,一人开票,另外一人或多人审核,如审核通过,该操作票属性变为已审票,如有问题,则通知开票人修改。
由此系统保证必须以有审票权限的用户登陆,并且和开票人不是同一人。
详细流程如下图所示:
7.操作票生成及管理之票查询统计功能
提供操作票查询统计功能,查询统计条件有开票人、开票时间、操作票属性等,此外还提供模糊查询,可对票号和操作任务进行搜索查询。
查询结果以列表显示,可选择其中一张操作票进行此票的详细信息查看。
统计结果以棒图显示。
票查询详细流程如下图所示:
票统计详细流程如下图所示:
8.报表管理功能
根据电力调度规程规定,操作票必须以一定的格式打印出来并存档,以备以后查看,此需求由操作票报表来实现,报表制作就是制作一定的格式,以显示操作票,报表格式基本的内容包括报表模板、数据区、表格文件等内容。
报表可以由用户定义设计,报表中访问的数据表由用户指定具体的名称。
所访问的表为历史数据表,具体表名是固定的,是保存操作票的数据表。
然后就可以根据选择的报表模板,输入对应的外部选择参数,将实际的报表结果显示出来,可以进行浏览、打印等。
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