变电站倒闸操作开票系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

变电站的安全运行对整个电力系统的安全运行意义重大。

由于设备检修和电网运行万式的变换，变电站必须要经常进行倒闸操作。

倒闸操作是指电气设备或电力系统由一种运行状态变换到另一种运行状态进行的一系列的有序操作，操作正确与否直接关系到正在电气设备上工作的工作人员及操作人员的安全，并且影响到电网的安全和运行的稳定。

2. 课题关键问题和重难点

1 关键问题

（1）变电站一次系统主要由哪些设备构成、接线的主要形式、倒闸操作的基本原则以及如何进行倒闸操作。

（2）变电站倒闸操作开票系统的基本要求、主要功能有哪些及设计细节。

3. 国内外研究现状（文献综述）

0 引言

电气倒闸操作票是电气运行值班人员操作时的书面依据，是为了防止误作，保障人身、电网、 设备安全的重要措施。操作票一般由运行人员编写。目前，运行人员从接到倒闸任务到执行完成汇报，编写操作票所需的时间和精力较大。由于人工编写方式易发生错误开票，导致电力系统中误操作的发生。目前，人工开票方式已不能满足智能电网的安全稳定运行要求，利用人工智能方式来实现操作票的辅助开票变得尤为必要。操作票自动生成的典型方法主要包括基于专家系统、基于图论和基于规则等主要方法，需要实现操作票系统各模块的结合。

1 变电站倒闸操作规则

电气倒闸操作的目的是将电气设备从一个状态转换到另一个状态，电气倒闸操作票即是一系列倒闸操作的集合。电气倒闸操作必须遵循一定的原则和规律，相同接线形式、相同电压等级的电气设备的倒闸操作，其操作序列具有相似性。对于一次设备，目前电气倒闸操作从必要到充分，一般遵循保证安全操作，满足任务运行方式切换要求、符合最优操作原则。对于二次设备，其操作也有通用的原则。正常运行方式下所有保护功能压板按定值整定要求投、退，同时所有出口压板均投入，若一套保护装置的主保护和后备保护共用跳闸出口，则退出这套保护装置中某些保护时只能退其功能压板而不能退出口压板。^[1]

2 变电站倒闸操作系统设计

2.1 操作票生成系统的技术要求

(1)操作来简化系统实现的易用性

(2)实现实时连接和监控电力操作系统

(3)提供多种开票模式

2.2 系统模块功能结构^[2]

图2.1 系统管理模块

2.3 操作票自动生成的典型方法

(1)专家系统

基于专家系统进行操作票的自动生成方法，通过建立知识库、推理规则，实现操作序列的生成过程。

工作原理：变电站倒闸操作票专家系统均采用数据库与面向对象技术，设计学习算法。具有接线图和倒闸操作知识库，推理机按照运行人员对操作任务的选模糊控制择启动获取知识库内容开出倒闸操作票。^[3]

(2)图论

基于图论理论并结合电力系统中对线路连通性的要求，给出操作票生成的闭锁规则。

(3)规则

基于电网拓扑结构来构建相关设备的操作模型，通过一定操作规则的约束来生成操作票。^[4]

2.4 操作票智能检查技术

利用自然语言分析和机器学习技术，提取操作票的内容。首先，整理出典型票据和标准票据数据集，定义标签，并在人工标签的基础上建立语篇标签模型集，并通过语义相似度计算实现对操作票内容的符合性检查。^[5]

现行的电力操作票系统操作环节中不可避免出现人工操作，在系统关键数据输入和调整过程中可能误操作，存在准确率低、低智能性的不足，为此需拓展一种标准的智能调度操作票防误生成系统。^[6]

3 智能开票系统的特点

(1)与典型操作票开票系统相比，使用智能系统进行开票更适用。虽然很多地方拥有自动开票系统，但是由于系统本身的限制，不足以保证开票的正确性，如很多地方使用的“五防”开票系统需要操作人员按照提示人工选择开票步骤，并且出票内容一般只涉及一次设备的操作，几乎没有涉及二次设备操作，形成的不是完整的操作票。变电站的倒闸操作基本上都是一次设备与二次设备的配合，因此，“五防”开票系统开出的操作票具有不完整性和风险性。^[7]

(2)通过变电站智能化典型操作票生成系统的实施,大大提高对变电站典型操作票的编审工作效率和准确性提高对变电站的设备管理水平,为进一步提升电网的运维管理水平做好准备。^[8]

4 展望

通过研究及应用可以与操作票系统、五防操作系统、变电站智能辅助控制系统相互链接，将实现倒闸操作的全过程监护，防止恶性误操作事故的发生，大大提高了雨天操作、夜间操作的可靠性。^[9]

随着我国电力工业的飞速发展和综合自动化及无人值班变电站的大量投运，作为综合自动化一个子模块的操作票专家系统必须在已有的基础上不断加以完善，符合电力行业发展的需求，未来的专家操作票系统必须具有:智能性，可靠性，通用性和可移植性，灵活性和实用性，开放性。^[10]

参考文献

[1]马力,王欣,王清,赵灿辉,陈益,李骞.电气倒闸操作票智能生成系统的研究与应用[J].电工技术,2017(03):5-6 9.

[2]贾俊伟.110kV变电站操作票自动生成系统的设计与实现[D].华北电力大学,2014.

[3]杨子军,李俊,刘伟.变电站倒闸操作票专家系统的推理机制[J].哈尔滨电力职业技术学院,2014-4,90

[4]江海洋,康春雷,胡本然,等.一种基于深度强化学习的电力操作票生成方法研究[J].黑龙江大学自然科学学报,2020,37(4):499-504.

[5]Chen M , Chen D ,Jiang Y. Substation operation ticket system based on natural language analysis andintelligent reasoning[J]. IOP Conference Series: Earth and EnvironmentalScience, 2021, 645(1):012002 (8pp).

[6]岳靖林.基于IEC61850标准的智能调度操作票生成系统[D].华东交通大学,2019.

[7]冯子文，朱永利. 基于有限状态机的变电站倒闸操作票生成方法[J].华北电力大学控制与计算机工程学院,2022,43(3),501-509

[8]施正钗.变电站智能化典型操作票生成系统的研究[J].温州电力局，2013-2

[9]游松涛,阙小生,彭质斌.500kV变电站便携式信息化倒闸操作系统的研究与应用[J],国家电网公司福建省电力有限公司检修分公司,2012,50(35),151-153

[10]董会年,汪玉凤,刘静.国内操作票专家系统的现状及前景[J].辽宁工程技术大学,2007-11,5-7

4. 研究方案

1．研究倒闸操作基础理论

电器倒闸操作是将变电站回路中的隔离开关，断路器合上或断开，使电气设备从一种状态转换到另一种状态而进行的一系列操作（包括一，二次回路）和进行有关拆除或安装临时地线等安全措施。倒闸操作的目的就是改变设备的运行状态。

2．操作票系统功能设计

5. 工作计划

第1周：明确选题，细化工作内容，了解任务周期，利用书籍或电子产品查阅相关文献资料。

第2周：查看相关外文资料并完成外文翻译查看多篇相关文献，进行文献综述。

第3周：了解本次课题的背景和相关意义，完成开题报告。