基于统一平台技术的智能操作票系统

电力18讯：    摘要: 在调度自动化、变电站自动化、微机保护装置和电动操作设备的基础上，利用网络技术、统一平台技术和人工智能技术，完成基于统一平台的变电站智能操作票系统。该系统支持操作票三审流程、自动规则校验及操作票自动执行功能。该文介绍了变电站智能操作票系统的技术特点、设计原则、体系结构和系统功能。

关键词：统一平台；智能操作票；推理机；SCADA

中图分类号：TM764.1 　　文献标志码：B　　 文章编号:1003-0867(2007)04-0035-03

随着电力系统的不断发展和自动化水平的提高，尤其大量无人值守变电站的应用，对变电站电气设备操作的可靠性、准确性、安全性、快速性以及远方自动操作提出了新的要求。目前一直沿用的电气设备倒闸操作模式，是在确定操作任务后，由变电站值班员填写操作票，经值班长审批，按值班调度员命令执行倒闸操作。已经实行无人值守的变电站，一般由操作队人员完成，仍然实行到变电站就地操作。调度值班员利用调度自动化SCADA系统对变电站进行监控，一般只进行分闸、合闸及调压等单一的操作。在电力系统中，随着机电设备制造技术、微机技术、网络技术、通信技术和自动控制技术的发展，许多GIS组合电器、电控设备、微机型继电保护安全自动装置、变电站综合自动化、调度自动化等大量技术先进设备和系统的挂网运行，为改变电气设备倒闸操作的传统模式提供了物质基础。

1 系统技术特点

1.1 统一的支撑平台

智能操作票系统采用全新的面向对象技术和模块设计方法，把系统分成两部分：一是底层支撑平台，包括网络通信子系统、数据库子系统、图形界面子系统、报表管理子系统和系统管理子系统；二是上层应用软件，包括操作票智能生成系统、操作票执行系统、操作票管理系统、人员权限管理系统等。实现了统一操作界面、统一维护修改、统一管理。

1.2 专家系统

系统运用专家系统的思想来设计，通过建立典型间隔模型（单母线间隔、双母线间隔、旁路间隔等）、运行方式模型（运行状态模型、检修状态模型、热备用状态模型、冷备用状态模型）等数学模型实现知识库的建立；通过采集SCADA系统的遥信信息来获取各关键点的状态量进行知识获取，推理机利用这些拓扑数据来匹配并激活相应的规则，进行正向推理和反向推理，得出当前的运行方式和间隔类型，并寻找相关的知识项，最终形成满足条件的操作票；同时，系统具有自学习功能。

专家系统及推理机技术比较复杂，下面简要介绍其实现原理：专家系统一般由知识库、知识获取、推理机、数据库等几部分组成。

知识库是专家系统的核心，它主要是根据专家知识和经验形成的一系列规则。根据分析对象的不同，知识库将划分为不同的模块，知识的表达方法也有多种。本系统拟采用产生式规则的表达方法。

推理机是根据输入的信息，结合知识库的规则进行推理。目前有多种经典的推理策略，本系统拟采用正向推理及反向推理及混合式推理策略。
数据库存放推理所需的各种数据和结论，实现数据的存储、管理和信息交换等功能。专家系统的数据库也可以用于管理、参考等方面。

知识获取是专家系统的重要组成部分，它是将实际中不断出现的新问题经过总结后添加到知识库中。常用的方法有机械式学习、专家指导学习、通过实例学习等。由于实现机械式自学习存在相当大的难度，本系统主要通过机械式学习和专家指导学习的方法实现规则的动态维护。

1.3 基于实时信息和图形的系统

系统采用基于调度SCADA图形和操作票图形生成技术，解决了操作票的实时性要求，保证了操作票生成、预演、执行、检验的正确性。图形系统采用面向对象技术开发的全图形、全汉化系统，功能丰富、操作简洁、显示灵活、反应快速。同时，提供功能强大、操作方便的图形编辑器，各种电力系统中的对象可由图元表示，图元可由用户自定义和生成。

本系统通过统一平台技术实现了操作票专家系统、五防系统、监控系统，变电站综合自动化系统的信息整合。

2 系统功能

智能操作票系统主要包含以下功能模块：操作票智能开票子系统、操作票三审流程子系统、操作票执行子系统、操作票管理子系统、操作票仿真培训子系统、人员及权限管理子系统等。

2.1 操作票生成专家子系统

操作票生成专家子系统包括两个部分：操作票专家库模式维护模块和操作票智能生成模块。

根据对典型操作票的分析归纳，得出操作票模式的三个要素：接线方式、保护方式和操作任务。而最终操作票的生成则是依赖于票模式和设备单元。

操作队值班员根据调度下达的操作预告，在操作队工作站（或变电站工作分站），由系统根据电网运行模式、变电站线路间隔类型（分为线路间隔模块、主变间隔模块、设备保护模块等）、专家模式库和运行方式自动推导包含一次、二次设备的操作票。对于间隔类型独特的，运行方式没有普遍性的操作票，依靠运行模式库和专家<