主网综合停复电自动驾驶智能电力调控技术

主网综合停复电自动驾驶智能电力调控技术

邹彬敏  黄芸生  刘斌

（广东电网有限责任公司中山供电局，广东 中山528400）

摘要：在现有OCS系统、OMS系统、DCCS系统的基础上强化多系统联动，开展主网综合停复电自动驾驶系统建设，包括设备检修智能成单、检修单自动驾驶舱、智能成票功能、与外部系统集成等。加快推进调控一体化目标模式建设，强化业务协同的调度管控能力，构建主网调度自动驾驶业务体系。

关键词：综合停复电；自动驾驶；智能调控

0 背景

新型电力系统建设过程中，调度运行的安全、效率已成为影响各业务链条运作质效的关键因素。长期以来，在检修单生成与批复、综合停电执行、检修操作票编制等环节，由于缺乏应用系统的智能化支持，影响工作效率，校核结果高度依赖人工经验决策；高峰时段往往因操作扎堆、应急处置等原因影响指挥效能。以解决生产一线业务痛点为导向，打破现有系统约束和传统专业壁垒，应用“云大物移智”等前沿技术，开展供电局主网综合停复电自动驾驶系统功能加装，实现检修需求一键输入，方式安排智能生成，操作票自动生成，结合调度程序化操作，实现检修全过程智能化，实现围绕数字电网领域强化原创技术创新、应用构建、新型电力系统相适应的调控体系，加快推进调控一体化目标模式建设，强化业务协同的调度管控能力，构建主网调度自动驾驶业务体系。

1 系统现状及分析

供电局调度业务对OCS系统、OMS系统及DCCS系统的交互功能及智能程度要求越来越高，实时运行支持系统的应用以下几个方面的问题逐渐暴露出来：

1）变电层面，变电所人员在上报检修计划时数据规范性差，需要在OMS与GMP系统之间频繁回退、修改等影响效率，缺少考虑相关的方式安排以及风险情况，造成上报的检修计划质量较低，方式部门后续工作繁重、效率差。

2）方式安排层面，方式部门在整体编排停电计划时，目前主要依靠人工操作，且OCS系统的潮流校核功能未得到充分应用，检修安排当前主要由人工分析得出，缺乏有效的检修方式安排系统应用技术支撑，随着电网规模不断增长，电网检修工作日益复杂，检修工作数据大、覆盖面广，需统计的数据指标及信息繁多，数据管理难度大，停电计划安排过程及结果不直观，难以对停电计划实现有效的决策支撑。

3）调度层面，现行的电网运行管理系统检修流程非常繁杂，且未对检修单的相关操作做校核，OMS系统的检修停复电意见未得到进一步转化，基于检修单的操作票生成智能程度低，导致调度台操作票编制耗时长、操作步骤校核慢、调度令预发时间赶等情况突出。

2 系统架构设计

2.1 系统架构图

当前，部署于二区的DCCS系统作为一区与二区、二区与三区之间信息交互的一个介质，仍由调度员人工衔接一区与三区的交互业务，导致检修单与方式单的未来态校核、检修智能成单、风险智能分析、检修智能驾驶等功能未得到实现；主网综合停复电全流程在智能化、安全及效率等方面均存在较大提升空间。

迫切需要开展主网综合停复电自动驾驶系统建设，实现检修单方式智能化安排，实现检修全流程自动执行，大幅缩短平均每单调度人工耗时，调度员能将更多精力聚焦于关键风险控制及实时电网调控，由系统实时响应、全程领航，大幅缩短现场等待调度指令时间，可进一步释放现场生产力，明显提升整体检修效率。同时，落实网省公司高质量发展的重点任务，加快供电局数字化电网建设进度，健全数字化电网建设推进机制，提升数字化电网核心能力，加快实现建设“智能、安全、可靠、绿色、高效”的数字化电网的目标。本项目相关功能模块部署在安全Ⅲ区。

2.2系统外部集成设计

通过建立与OMS系统一体化系统接口服务实现获取检修单数据服务、回退检修单服务、接收检修单签发信息服务、接收检修单许可信息服务、接收检修单变更信息服务、接收检修单延期信息服务、接收检修单终结信息服务、接收检修单作废信息服务、接收检修单会签信息服务、接收运行方式变更信息服务、获取方式单数据服务、获取数据回填方式单服务、获取月计划单数据服务、获取数据回填月计划单服务、回退月计划单服务、回推月计划单服务等功能。

通过建立与DCCS系统一体化系统接口服务实现获取操作票数据、接口服务回填操作票数据、获取操作令申请数据、回填操作令申请数、获取开工申请数据、回填开工申请数据、获取完工申请数据、回填完工申请数据。

通过建立与DCCS系统一体化系统接口服务实现获取电网模型数据、电网接线图数据、电网遥信、遥测实时数据等功能。

3 系统功能设计

3.1设备检修智能成单

根据选择计划检修设备、计划检修开始时间、计划检修结束时间生成方式调整方案，产生专业停电计划是否能安排的意见以及不能安排时可推荐合适检修时间或控负荷措施意见或站内同类型可检修设备。实现根据选择计划检修设备、计划检修开始时间、计划检修结束时间生成专业方式调整方案，并自动根据相关风险评估结果选择最优方案；实现方案进行负荷转移之后校核设备越限过载风险、对关键设备基于备自投数据和电网拓扑进行N-1校核评估风险、对检修设备进行同期校核、对检修设备同停校核、综合考虑天气因素、备自投、特殊保供电时期校核计划可行性校核；实现在当前时间下的检修设备不满足检修情况下，自动进行方案推荐或者检修时间推荐或同类型检修设备推荐。

根据导入或新建月计划，可进行定制化智能校核。已校核通过的月计划，实现上报月计划至方式汇总进行审核定稿发布。对存在控负荷要求的月计划通过提供主网端回填意见与负荷转移信息。实现月计划单进行规范性校核。要求月计划单按规范标准填写，对月计划单必填项、数据项格式规范性等进行校核、自动风险评估和设备越限校核；实现对不满足规范性校核、风险评估和设备越限校核的月计划单智能退回上报单位。

检修单作为输变电单位开展工作的唯一依据，是保证检修工作安全开展的重要凭据，必须通过技术手段来确保正确性和规范性。通过对输变电单位上报的检修单进行全面智能校核，确保流转的检修单准确无误，实现规范性校核。要求检修单按规范标准填写，对检修单必填项、数据项格式规范性等进行校核；实现正确性校核。智能识别检修内容，校核需要的安全措施（设备的状态）是否完备、正确，结合冷备用管理要求进行安全措施校核；实现对不满足规范性与正确性校验的检修单智能退回上报单位，同时全过程记录并针对非规范性操作进行统计分析。

对当前电网的负荷数据、非正常方式数据、断面、越限情况、风险数据进行实时展示。实现负荷数据历史曲线和当日负荷曲线展示，并显示最高值和最低值；实现根据正常方式数据与当前方式对比，分析非正常方式数据并展示；实现获取断面数据、越限情况数据、实时重要风险数据，并展示详细数据。

3.2方式要求自动校核

梳理构建基于机器学习的电网历史方式安排规则库，实现基于历史方式安排的机器学习应用功能，形成检修方式调整意见单。基于历史方式单批复意见，开展深度学习，结合电网结构的改变，提出优化电网运行方式的批复意见（供电能力更大、供电更为可靠、N-1事故后果更轻），基于智能机器学习不断完善方式安排规则库。

基于潮流计算程序和设备图计算，分解方式单检修设备和方式调整，实现方式单的风险计算和潮流校核。实现结合检修设备和方式调整，模型电网运行情况，基于设备历史潮流数据计算方式调整期间的设备潮流情况，校核设备是否越限。以及方式单控制原则与要求是否满足运行要求。

实现方式机器人智能批单，涵盖检修单、方式单与OMS系统、PMS系统自动流转、执行，以及自动告警和短信提醒。实现计算检修设备的风险值和风险等级信息，形成风险预警信息；自动获取停电月计划方式意见或者调用基于机器学习的电网历史方式安排规则库信息，对方式单停电注意事项意见、控制原则与要求、复电注意事项意见自动填充；对于同期检修设备，实现多个设备的方式智能编排，避免出现设备同停冲突、方式调整冲突、设备同停造成的设备过载情况，降低可能出现的运行风险。

3.3检修单自动驾驶舱

对调度执行环节的检修单，实现各个状态节点任务的辅助执行校核，确保检修正确自动执行流程。实现待确认环节中自动通知方式单与检修单中涉及的用户站和电厂；实现待开工环节根据方式调整意见自动生成相关厂站生成操作令申请确认信息并校核当前意见中设备是否满足初始状态；实现根据检修单关联操作票，根据操作票的预发时间提前一天自动通知调度预发；实现停电前校核主设备是否能达到目标状态、核对设备当前状态、核对专业意见、潮流校核，评估设备是否过载；实现线路、各站点是否已五必核一确认；核对设备当前状态；核对设备目标状态；核对检修单方式单的专业意见；操作票复核；潮流校核,评估设备是否过载等。

实现检修单待开工环节，根据满足校核确认项和设备初始状态条件的操作令申请自动批复该操作令申请；实现开工操作任务中环节，根据满足停电校核条件的开工申请自动批复该开工申请；实现完工操作任务中环节，根据满足复电校核条件的完工申请自动批复该完工申请。

3.4智能成票

调度智能指挥系统积累了大量电子操作票数据，其中蕴含了多年的调度员开票经验；通过机器学习技术，分析掌握其中开票经验形成操作票智能开票模型，并应用到新开票需求中。实现历史票学习数据清洗并学习分析形成操作票开票模型和设备模型；实现通过图形选取开票设备及状态进行分析智能匹配找到适合的智能开票模型，并对智能开票模型进行分解，形成操作票；实现对历史票中的二次设备进行分类，并根据相关动作构建二次设备术语库。

基于方式单的设备名称、检修内容、停电注意事项、控制原则与要求、复电注意事项等内容，使用标准调度术语，自动生成相应的方式调整票和方式恢复票。实现对方式单中的设备名称与OCS系统的设备名称对比校核功能，以确保在DICP系统中正确识别；实现获取方式单中停电设备的主要操作内容及配合操作内容当前的设备状态以及目标状态后自动生成操作票标题；实现方式单意见文本分析，获取涉及到的一二次设备，将设备名称规范化，并获取方式调整意图信息；实现对方式单提取到的一二次设备进行状态分析，获取设备初始状态；实现对方式调整内容进行分析识别方式调整意图，将其进一步抽取为设备信息和设备目标状态，实现方式单停电注意事项和控制原则与要求的专业意见分析得到的设备名称，设备初始状态，设备目标状态等构建成票模型；实现基于以上分析以及对电网进行拓扑的分析，按照设备动作原则要求，自动生成方式调整票，形成方式调整票；实现基于方式单的复电注意事项专业意见的分析，形成方式恢复票。

基于检修单的工作要求的安全措施中的一次设备状态要求、二次设备状态要求、其他补充专业意见要求等内容，使用标准调度术语，自动生成相应的停电操作票和复电操作票。实现获取检修单中停电设备的主要操作内容及配合操作内容当前的设备状态以及目标状态后自动生成操作票标题；实现对检修单一次设备名称进行规范化校验分析。对于日常填写过程中存在的多字少字情况，根据调度设备命名规范，将设备名称规范化保证与OCS系统设备名称的一致性，确保操作票涉及设备的准确性；检修单涉及的检修一次设备，可以分为主体设备和附属设备。主体设备为主变、线路、母线等设备，附属设备为主体设备动作时（设备状态转换）涉及到的开关刀闸等设备。通过电网设备拓扑分析识别出主体设备和附属设备并构建成票设备模型，再通过设备实时状态对主体设备进行状态分析，获取设备初始状态。将设备模型、设备初始状态、检修单一次设备状态要求三要素构建设备成票模型；实现二次设备名称规范化校核和二次设备初始状态分析；实现检修单工作要求的安全措施中的一次设备状态要求、二次设备状态要求、其他补充专业意见要求等内容的分析，实现自动生成停电票；实现基于生成的停电票，自动预演成停电断面，实现自动生成复电票；实现若不涉及逻辑性关联操作，原则上进行合序操作，可包含如倒母操作、主变中性点转换以及相应的综合令等。

4 系统安全管理要求

本项目建设范围为在供电局现有OCS系统、OMS系统、DCCS系统的应用基础上建设主网综合停复电自驾驶系统，包括设备检修智能成单、方式要求自动校核、检修单自动驾驶舱、智能成票等功能，在III区部署相关的软硬件。

本次项目建设的内容为设备检修智能成单、方式要求自动校核、检修单自动驾驶舱、智能成票等功能加装，部署在III区，符合相关要求，已明确系统安全运行责任单位为调控中心网安部，保护顶级符合相关要求，等保定级为二级系统。

本项目包含安全建设内容，已考虑系统安全建设和业务数据管理要求，系统非关键信息基础设施，满足电力监控系统网络安全测评中总体安全、网络整体安全、交换/路由安全、安全设备安全、操作系统安全、数据库安全、应用系统安全、中间件安全、数据安全及管理安全等要求。

系统存储处理的数据为非敏感数据，已采取相应数据保护措施。

5 结束语

通过实现检修操作智能学习生成与执行管控更智能、管理更精益，切实为调控人员减负提高工作效率，将极大提高地市级的电网智能化水平，保障供电可靠性，在提升地市级电网运行经济性等产生的直接效益外，还为数字电网转型及新型电力系统建设发挥了重大作用，产生了巨大的社会效益。

地市级电网运行调度检修操作执行和管理的重要技术支撑手段，是电网安全、优质、经济运行的重要保障，构建设备检修智能成单、方式要求自动校核，检修自动成票、系统多级自动校核等智能应用，应对未来系统运行领域面临的形势和挑战，承接国家、网省公司对智能电网、智能技术发展的规划和要求。

参考文献：

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[2]蔡新雷,齐颖.基于调度业务模型和大数据驱动的电网智能状态感知体系设计[J].电工技术.2021(01)

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[4]熊卫斌,胡剑锋,张坤,吕冰,周华锋,顾全,李文朝.电网运行驾驶舱集中操控台技术[J].南方电网技术.2016(06)

[5]周剑;李智勇;何超林;郭少青;丁刚.电力系统运行驾驶舱系统设计与应用[J].广东电力.2018(01)

作者简介：

1、邹彬敏(1985-)，男，技师，高级工程师，从事主网调控专业；

2、黄芸生(1973-)，男，高级工程师，工程硕士学位，从事主网调控专业；

3、刘斌（1980-），男，工程师，硕士，从事主网调控专业。