摘要：针对县级调度操作票的特点和现有系统存在的问题，引入操作单元的概念。该文介绍了操作单元的形成和应用，使得操作中各相关操作设备以操作单元的方式联系在一起；操作规则也因此可以用操作单元的状态变化来描述，提高了开票的速度和准确性。关键词：专家系统；县级调度操作票；操作单元1县调操作票特点及现有系统存在的问题县级调度操作票一般为调度操作任务票。调度命令涉及的设备运行状态和元件逻辑关系比具有严格逻辑关系的倒闸操作要复杂得多。其特征主要表现在：在调度命令操作票中，变电站的元件的状态不是按分、合两种状态定义，而必须按照运行、热备用、冷备用和检修四种状态定义。这里的元件已不是物理意义上单独的设备，而是在操作中有紧密联系的一组设备。由于县级调度的操作范围是配电网，配电网有着拓扑结构复杂和运行方式多变的特点，因此县调的运行方式和操作规则与配电网的网络结构密切相关[1][2]。一张操作票是针对特定设备和特定操作任务，根据电网安全操作规程，按照规范的操作术语描述顺序倒换有关设备运行状态的操作指令集。因此，可以认为操作票是由操作对象、操作任务、操作规则和操作术语4个要素组成[3]。在这四个要素中，操作规则是核心。它是确保电网安全运行的根本策略。它指导操作顺序的确定，与电气设备运行状况和电网接线方式密切配合。现有的调度操作票系统，大多在设备库中存储各电气运行设备的相关信息。在存储的时候，把每个设备都看成一个独立的元件。它们之间的如拓扑联接关系等，并没有表达出来。因此，一些设备参数上的错误无法尽早地发现和修正。开操作票时，一般是在给出操作任务后，搜索形成与本次操作相关的所有元件，然后结合操作规则，得出操作的顺序，按照操作术语给出正确的操作语句。由于各设备元件是独立存储对待的原因，操作规则的描述变得复杂和繁琐。这样就会产生效率低下以及准确性不高的缺点。本文引入操作单元的概念，论述了操作单元的形成及应用，能够较好地反映县级调度操作票的特点，并较好地解决上述存在的问题。2操作单元概述操作单元，是一组操作元件，当主操作元件操作时，与之相连的其他一些也需操作的有一定操作规律和顺序的元件[4]。设备操作单元包括设备本身以及相关的断路器和隔离开关。变电站中的设备主要有线路、负荷、母线、主变、电容电抗。这些设备是由断路器、隔离开关联系在一起的。它们的状态变化是由断路器、隔离开关的开合所决定的。这些设备及设备之间的断路器和隔离开关的组合就被称为操作单元，如图1所示。图1　变压器操作单元主变和母线之间的三个间隔分别称为主变高压侧操作单元、主变中压侧操作单元和主变低压侧操作单元。操作单元有运行、热备用、冷备用和检修四种状态，这是根据操作单元中断路器和隔离开关状态的逻辑组合来判断的。根据设备周围的操作单元状态可以得到设备的状态。如图1中主变三侧操作单元都处在运行状态，则可以推出主变处在运行状态。有了操作单元的概念后，变电站中的主接线就可以看作是不同类型操作单元的组合。如图2所示，包括三个线路（或负荷）操作单元，两个变压器高、低压侧操作单元。引入操作单元后，在设备库的各设备表中均增加“操作单元”这一字段，用来表示各设备和哪些操作单元相关。例如断路器和隔离开关表的设计如表1所示。3操作单元的形成操作单元是在图形建模中得到电气节点编号的基础上，以断路器为中心，通过拓扑搜索形成的。表1　断路器、隔离开关表设计3.1电气节点编号及准备工作在厂站的主接线图中，进行电气节点编号，这是在图形建模的基础上得到的。母线、负荷、电容器等为一端元件，断路器和隔离开关、线路、两卷变为两端元件，三卷变为三端元件。不同元件连接处共享同一节点编号。图2括号中数字即为节点编号。在形成操作单元前把母线、负荷、线路、变压器、电容器等非开关设备看作是主要设备。把主要设备的指针存入节点表，用于判断连接于边界节点的设备是否为主要设备。并设计两个线性表，分别用于存储形成操作单元过程中搜索到的断路器和隔离开关及主要设备。3.2操作单元形成流程及命名形成操作单元流程如下：以图2中变压器低压侧操作单元的形成为例来说明。从开关101开始搜索，首先在断路器和隔离开关线性表中加入开关101，此时边界节点为10和11；由于连接于这两个节点的设备均为隔离开关，而不是主要设备，因此把这两个隔离开关也加入到断路器和隔离开关线性表中，并且把边界节点扩展更新为9和2；此时连接于节点9和2的分别为变压器和母线，均为主要设备，则把这两个主要设备加入到主要设备线性表中，本次搜索结束。得到的结果是：本操作单元包括3个断路器和隔离开关，两个主要设备，分别为变压器和母线。图2　主接线图图3　操作单元形成流程图在这3个断路器和隔离开关与该变压器及母线的存储记录的“操作单元”字段中加入本操作单元的相关内容。接下来进行操作单元的命名。操作单元形成后的命名主要根据所连接的主要设备类型来进行。如果一个操作单元搜索完成后，连接了两个主要设备，一个为母线，一个为负荷，则该操作单元以负荷名来命名；如果两主要设备均为母线，则再根据情况分别将操作单元命名为母联、旁路、分段或母联兼旁路等。主要操作单元类别如表2所示。按照表２中的命名规则，上述搜索形成的操作单元被命名为35kV1#主变10kV侧。依据同样的方法，图2中其他操作单元分别形成和命名为洋临线、35kV1#主变35kV侧、中北线和中南线。同时在各操作单元形成时所搜索到的断路器和隔离开关及主要设备记录信息的“操作单元”字段中，填入各操作单元相关内容。表２　操作单元类别表当电网有新的操作单元类型出现时，可以在知识库中添加新的操作单元概念以及新的操作单元操作分解方式，而不需要修改源程序。4操作单元的应用操作单元的应用体现在系统生成和开列操作票中。在系统生成时，操作单元可以帮助进行设备名称的维护；在开列操作票时，操作单元可以提高开票的速度和准确性。4.1设备名称维护变电站中的各种设备都有一定的名称，而出现在操作票中的设备名具有一定的规律，即具有一定的命名规则。设备名称的维护就是操作单元的一个有效应用。其方法就是增加设备的命名规则描述，如断路器的命名规则为：<变电站名称><电压等级><操作单元><设备编号>断路器。依据这个方法，图2中“中北线”这个操作单元的线路开关131，按照断路器命名规则得到的名称就是“**变10kV中北线131断路器”。4.2辅助开票对于一个具体的厂站，操作对象包括断路器和隔离开关、负荷、母线、主变、电容器、电抗器等；设备的状态一般分为运行、热备用、冷备用和检修；具体的操作形式一般为某设备由一种状态转为另一种状态。操作单元概念的运用可以方便地从具体操作中抽象出共性的规则，以便操作步骤和操作术语的形成。因此操作单元的概念有利于对操作规则的描述。可以将操作任务分解为设备相关操作单元的状态变化。而操作单元的状态变化可以和操作术语规则相对应，并结合具体的操作设备,最终形成正确的操作术语。县级调度操作票的操作任务可以按设备分为三类：线路的停、复役；主变的停、复役；母线的停、复役。下面以主变操作为例，来说明操作单元在开票中的作用。在图1结构中，1#主变由运行转冷备用这个操作任务的出票过程：根据操作规则，IF主变由运行转冷备用，THEN与主变相关的各操作单元由运行转冷备用。首先调用相关函数，由1#主变的信息，得到与1#主变相关的操作单元有三个，分别为主变高、中、低压侧操作单元，然后根据主变领域规则知识对这三个操作单元进行操作排序。该操作任务至此分解为以下三步。主变低压侧操作单元由运行转冷备用。主变中压侧操作单元由运行转冷备用。主变高压侧操作单元由运行转冷备用。操作单元的状态变化可以进一步分解为操作单元中断路器和隔离开关的开、合动作，并进一步翻译成操作术语，进而得到最终的具体操作项目。1#主变低压侧A断路器由运行转为转冷备用。1#主变中压侧B断路器由运行转为转冷备用。1#主变高压侧C断路器由运行转为转冷备用。5结束语针对县级调度操作票的特点和现有系统存在的问题引入操作单元后，各设备不再是独立的，而是属于某一操作单元，这样就使得操作单元成为操作对象；在形成操作单元的时候，可以发现和修正一些设备参数的错误，为正确高效开票打下良好基础；同时操作规则的描述变得更加便利和有效。可以将操作任务分解为设备相关操作单元的状态变化，结合具体的操作设备,最终形成正确的操作术语。操作单元的引入使得操作票的四个要素更能有机地结合在一起，操作对象成了各操作单元，操作规则描述了各操作单元的状态变化。一张操作票的正确开列还与很多其他因素有关，比如当前电网运行方式和实时潮流等，这些因素的考虑都是本文需要继续努力的方向。参考文献[1]杨以涵,唐国庆,高曙.专家系统及其在电力系统中的应用[Ｍ].北京:水利电力出版社,1995.[2]许琦,王磊,徐青山.基于实时信息的县级调度操作票系统[J].继电器,2004,（20）:36~39.[3]周明,林静怀,等.新型智能电网调度操作票自动生成与管理系统[J].电力系统自动化,2004,（11）:1~74.[4]张健,朱永利,等.变电站操作票推理的新型知识表示方法[J].华北电力大学学报,2002,（5）:65~68.