摘要：该文首先介绍了基于马赛克的调度模拟屏在苏州地区电网调度使用中的不足，设计了一套基于网络模式微机化的调度防误模拟操作系统，并详细地介绍了该系统的软、硬件以及功能设计，还对调度操作规则也进行了详尽的分析。

关键词：地区电网调度；调度模拟屏；防误操作；应用效果

近年来，由于苏州地区经济的快速发展，地区输变电网络变得越来越复杂，目前苏州地区电网拥有500kV变电站4座，220kV变电站40座，市区110kV及以下变电站42座。如此众多的电网调度设备依靠传统的马赛克调度模拟屏（它的设立和管理是电力系统安全性评价的要求），需要占用大量的空间，并且随着苏州地区经济建设步伐的进一步加快，电网的改造（包括扩建、改建及新建）项目急剧增加，需要频繁地对地区电网接线图进行变更和维护。传统的马赛克调度模拟屏，已不能适应当前现代化电网调度管理的高要求和对中低压配网调度的需要，并对管理带来了诸多不便。目前苏州地区电网调度拥有的OPEN-2000调度自动化实时系统，还达不到对调度任务票进行审核和操作前的模拟操作，而凭调度员经验调度难以杜绝误调度事故的发生，也不便于调度员了解调度操作结果和正确性。

为了有效地解决以上的问题和提高科学调度的水平，苏州供电公司开发设计了一套完整的计算机防误调度模拟操作系统（以下简称调度防误操作系统）。调度防误操作系统通过图纸的方式描述电网元件的形状、状态以及连接关系等，记录他们的名称、类型、电压等级等特性，建立了一套完整的电网调度模拟操作平台。在该平台上调度员可以完成所有调度操作审核以及模拟，同时具有防误功能，按照调度运行规则来检查操作的正确性，协助调度员把好关，避免出现误调度事故。系统设计具有很强的扩展性，整个系统可容纳近一万张电网系统图，一万个变电站一次主接线图，一万个用户变电站一次主接线图，同时每张图纸可容纳千万个元件，满足了电网不断变更的需求。调度防误操作系统还可以直观地显示元件的运行情况、线路及母线的得失电情况，并且元件、线路、母线等设备检修时以醒目的接地牌或工作牌给予提示。根据《苏州电力系统调度规程》在调度防误操作系统中预置了防误逻辑判断，对违反调度规程的操作给出警告，对一些特殊的情况或重要的操作给出提示或确认对话框，提供了详尽的变位提示信息以及不符合调度规程操作的警示信息，具备了很强的防止调度误操作的功能。

1系统设计

系统设计主要包括硬件设计、软件模块设计两个方面。

1.1硬件设计

系统的硬件主要包括数据库服务器、应用服务器、调度员工作站、图形维护工作站及相关的网络设备构成，具体的连接情况如图1所示。


数据库服务器用于存放系统的历史和实时数据，同时保证各个工作站数据同步，其它工作站通过数据源连接到数据库服务器得到所需的信息，采用DB2数据库设计和开放的SQL语句查询语言。应用服务器主要完成防误操作规则的判断和处理，同时向各工作站发送操作告警信息，应用软件采用VisualC 语言编写，通用性强，数据接口方便灵活。调度员工作站由调度员使用，完成调度操作票的审核、模拟预演以及信息查询等功能，主要分为调度副值工作站和调度正值工作站，分别供副值、正值调度员使用。调度副值、正值工作站主要包括两项功能：

•调度员预演操作：该界面完全替代调度模拟屏，断路器、隔离开关和置牌等均与现场调度设备状态完全一致，是调度员调度操作和事故处理的依据。该界面在调度员调度操作前进行操作预演，验证即将发令操作的正确性，并能在该界面的屏幕上及生成的信息窗中并列显示预演操作时的相关信息(如文字提示失电范围、置牌地点等)。

•调度员审核操作票：该界面取当时界面上的断路器、隔离开关、消弧线圈档位、备自投和置牌等界面，由调度员按操作票逐项操作，验证操作票的正确性，并能在该界面并列显示预演操作时的相关信息(如文字提示失电范围、置牌地点等)，审核操作票结束后不保存电网运行状态，并且该界面上的一切变位等操作不影响调度员预演操作界面上的状态。

图形维护工作站用于系统图纸的维护，由专门具有绘图权限的绘图员使用。调度操作票专家系统也可查看系统的运行情况和调度员的模拟操作情况，目前正在建设中。建设后能与OPEN-2000调度自动化系统进行电网实时数据的数据交换，按照操作目的自动生成调度操作任务票，大大减轻调度员日常开票的压力，提高电网调度水平。

1.2软件模块设计

调度防误操作系统主要是由调度管理子系统、图元编辑子系统、图形编辑子系统、服务器服务子系统等模块组成，完成图元绘制、图纸绘制、修改、删除以及在这些图纸上的模拟预演操作、审核操作票等工作。

调度管理子系统实现了调度员调度工作由传统的调度模拟屏过渡到计算机调度模拟，主要完成“图纸更新”、“交接班”、“用户管理”、“变位查询”、“系统设置”、“操作票审核”、“模拟操作预演”等功能。

图元编辑子系统用来绘制断路器、隔离开关、主变等设备不同运行状态时的外形。

图形编辑子系统利用图元编辑器绘制的图元，通过线路等将它们有机的联系在一起，形成电网拓朴结构图，用来描述变电站的电气主接线以及变电站与变电站之间的连接关系，并可以进行名称、类型、电压等级等属性的设置。

通过图形编辑子系统可以绘制变电站一次接线图、电网主系统图、线路图、调度管辖范围示意图等调度常用的图纸，还可以在不影响原来接线的前提下，提前绘制“更新任务”（对变电站以及线路新建或改造非常适用），待工程完成投运后，调出该任务进行图纸的更新。通过制定“更新任务”，当需要修改图纸的时候，将这个任务执行一下即可完成修改。同时子系统采用的是“局部更新”的方式，修改哪里就更新到哪里，比起“覆盖式更新”的方式更快速、系统开销更小，最重要的是起到了实时修改图纸的效果，保证了系统图纸和现场设备状态的一致性。图形编辑子系统中添加了电网系统图或变电站一次图后，调度管理子系统中并没有立即出现该图纸，必须经过“加载新图纸”后才能使用该图纸。反之，若想从系统中卸载某图纸，必须先在调度管理子系统中先将该图纸“退役”，然后才能在图形编辑子系统中彻底删除该图纸，这样就避免了图形编辑子系统在作图时对正常调度画面的影响，使图纸维护与调度工作很协调的配合。

图形编辑子系统还支持更新多任务，同时具备复制、粘贴、撤销、恢复等常用功能，方便图纸绘制；在设备与设备连接的时候，以清晰的动画显示连接情况，让作图者清楚地看到连接的效果。

服务器服务子系统实现了多工作站的同步以及信息交换，各个工作站在启动后即与该子系统建立安全“点对点”连接，任一工作站发生变位操作，则该程序通知其它工作站一起变位，同时可以通过该程序查看系统使用情况。

2系统功能

系统功能主要包括调度的防误操作、操作票审核、调度员模拟预演操作、图纸绘制和更新、链路显示、用户管理和交接班管理、保存运方和运方比较、系统查找、系统得失电及检修情况显示功能等。

2.1调度的防误操作

所有的调度元件在审核或模拟操作变位时，均要满足调度运行规则，若不满足将给出语音和文字提示，显示为什么不能操作。通过该功能，能有效地防止因疏忽而造成的误调度。

2.2操作票审核

调度员按操作票逐项操作，验证操作票的正确性，并在屏幕下方显示审核操作时的相关信息。退出审核模式后，系统恢复到与实际状态一致的状态。也可以在开票前，按照自己的思路进行模拟操作审核，看是否能够通过，然后根据模拟操作的结果来开操作票。

2.3调度员预演操作

在调度员发令前进行操作预演，预演完成后，电网运行的状态即改变，保证下一时间开票或处理事故时电网运行状态的正确性。同时在变位信息表中能正确记录调度员预演操作中的所有操作内容、操作时间、操作人等，以备查询。

2.4图纸绘制和打印

图形编辑子系统主要应用于系统图纸的建设和管理，可以建立新的电网系统图或变电站一次接线图，并且可以在各个图纸之间设置“同联”设备，以使各个图纸之间通过它们形成一个完整的互相关联的系统，更加贴切地反映电网的实际运行状况。

图纸打印时，可以有多种选择，如可以按电压等级颜色打印、按原色打印、打印图鉴、打印原始位置的接线图(所有元件都处于停役位置)等等。

此外，还有链路显示功能、用户管理和交接班管理、保存运方比较、系统查找、系统得失电显示和检修情况显示等功能。

3操作规则设计

操作规则是调度防误操作系统设计中的关键环节，操作规则设计主要包括断路器操作规则设计、隔离开关操作规则设计、线路操作规则设计、备自投及消弧线圈操作规则设计。

3.1开关操作规则

开关操作规则主要规定了合上和拉开断路器的各种前提条件及调度操作规定。

3.2隔离开关操作规则

隔离开关操作规则主要规定合上和拉开隔离开关的各种前提条件及调度操作规定，并符合“五防”（防止误分、误合断路器；防止带负荷拉、合隔离开关；防止带电挂接地线或合接地开关；防止带接地线或未拉开接地开关，合隔离开关；以及防止误入带电间隔）操作要求。在变电站内为了切实防止误操作，一般在隔离开关和断路器之间装设了机械或电气闭锁装置，本系统在模拟操作过程中，对这种闭锁装置进行软件模拟，使得调度员在模拟操作时就像实际操作一样，要严格依照规定进行，防止误调度事故的发生。

3.3线路操作规则设计

线路操作规则主要包括线路由冷备用转检修、线路挂/拆工作牌、线路由检修改为冷备用几个方面。

3.4备自投操作规则设计

备自投设备投入必须满足三个条件，才能投入：

•备自投所处单元的所有变压器已经运行；

•备自投所处单元的母线都已经带电；

•备自投所处单元的开关处于热备用状态。

备自投设备停用没有条件限制。

3.5消弧线圈操作规则设计

消弧线圈的档位调整必须在消弧线圈冷备用时，才能进行档位调整。

4应用效果

调度防误操作系统于2004年底在苏州供电公司调度通信中心区调班和配调班正式投入试运行。经过一段时间的试运和实际模拟操作，该系统的各项变位操作均达到指标要求，2005年8月底正式投入运行。利用该系统已经成功地模拟操作了近2000张调度操作任务票（合格率为100）。与传统的马赛克调度模拟屏相比较,该系统具有不受容纳调度元件多少的限制、日常维护便捷、维护费用低廉、带有防误操作、防误调度功能等多方面优点，该系统能适应不同变电站电气主接线的接线方式不同的要求，自动匹配相应的调度运行操作规则，有效地杜绝了调度员误调度的可能性。同时该系统提供了诸多的新颖功能，如通过“更新任务”修改维护图纸，既能随时修改图纸，也能有计划的定时修改而不影响现阶段正在使用的图纸，链路打开时的自动裁剪排版功能清晰地反映了本线连接情况和本线送电情况。“保存运方”、“运方比较”以及图纸打印等功能完全能够满足目前调度员的工作需要，并使调度员能在计算机上进行调度，且调度范围更加广泛、更加准确。

5结束语

调度防误操作系统目前在苏州市区及六个县调已经成功运行一段时间了，该系统的建设和成功应用进一步提升了公司整体的现代化调度管理水平，大大提高了调度工作的效率和安全性，实现了调度工作的科学化管理，并实现了调度员由传统模拟屏调度方式到计算机智能调度的变革。尤其是在防误操作、防误调度，这一功能上实现了一次新的飞跃，有效地杜绝了误调度事故，为进一步保证苏州地区电网的安全、稳定、经济、可靠运行提供了科学的服务手段。