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摘要:電力檢修業務的信息來源相互獨立,該業務由人工根據經驗協調不同部門完成,影響了檢修的工作效率。設計了檢修計劃停電范圍分析的應用系統,在各系統之間建立接口,在編制檢修單時自動將檢修申請單推送至調度系統,再通過網絡拓撲模型,采用拓撲著色、反射原理分析出停電范圍后,將檢修單及其影響的停電用戶推送至供電服務系統,提前指導安排停電通知,使得檢修業務形成閉環自動化管理,實現了檢修業務的流程化、一體化。
關鍵詞:檢修計劃;系統交互;應用系統;停電范圍;供電服務
電力檢修是電力生產中重要的基礎應用[1-5]。電力調度生產管理系統、電網調度自動化系統、供電服務系統、用電營銷系統、配網自動化系統等,由不同專責人員負責,分屬于不同部門,導致信息不一致、融合性較差等,形成許多信息孤島[6-11]。因此迫切需要建立各系統互聯,進行數據共享,實現業務需求、業務流程自動化的自動化處理,實現電力企業的生產、運營和服務一體化和智能化[12-14]。
參考文獻[15]結合工作流的理論對檢修計劃過程進行建模,實現了檢修的流程化管理;參考文獻[16]主要研究了電力設備檢修方式下電網的運行風險,并設計開發了電網檢修智能方式安排與安全校核系統;目前針對電力設備計劃檢修的研究,主要集中在檢修計劃的管理及檢修編排方案的經濟性與可靠性優化求解問題上[17-18],因此亟需研究檢修業務綜合性和集成化的解決方案,實現整個檢修業務流程自動化、一體化處理。
本文基于計劃檢修業務融合供服、運檢、調控專業服務調度職能,提取了檢修單的關鍵信息并以XML文件為載體,建立了OMS系統與配電自動化系統、配電自動化系統與供電服務系統的接口,并設計了基于計劃檢修的停電范圍分析應用系統,實現了檢修業務自動化流程處理,該應用系統中的關鍵是建立各系統之間的接口、設備的匹配以及基于運方安排的停電范圍分析,關鍵技術部分主要對該應用實現的兩個難點做了深入的研究。
1總體分析
計劃停電及運方安排信息基于調度自動化系統中網絡模型拓撲方式通過檢修單編號作為總索引,分析出該檢修單的計劃停電影響的停電配變。通過信息化手段實現對配網生產的合理安排,融合運檢管理、調控調度、營銷服務各專業的職能,變“分散式”管理為“集約化”服務,不斷深化平臺的功能應用,提升優質服務水平。OMS系統包含且不限于以下操作推送檢修單至調度自動化系統:檢修單信息包含檢修單編號、檢修內容、停電(斷開)設備、檢修設備、轉供設備、恢復供電設備、轉供時間、批準停復電時間、執行停復電時間、白停夜送方式批準開始時間、白停夜送方式批準結束時間、檢修單作廢等內容,以上內容通過XML文件作為數據的載體文件,在各系統之間流轉。
基于計劃檢修運方安排,通過拓撲搜索技術進行設備檢修引起的停電范圍分析并準確快速定位到停電用戶,再由WebService通信方式將停電用戶信息實時推送的交互頻度推送至供電服務系統。通過檢修單的自動流程化處理,電力公司人員能夠先于客戶報修提前派出搶修運維隊伍,供電服務部門提前通知電力客戶停電信息,實現了實施營銷、運檢、調度、方式聯動處置,主動完成檢修業務閉環管理。
2功能實現
根據檢修單流轉流程,分析出各部門不同系統之間的關聯關系,設計檢修計劃停電范圍分析應用流程結構。OMS系統在提出申請的檢修單流轉至運方專業后自動生成XML文件,并自動推送至調度自動化系統中,配電自動化系統自動解析并導入檢修單的停復電時間、檢修內容以及檢修設備、停電設備等信息,并通過設備資產ID、設備名稱等字段與自動化系統中的設備自行匹配,通過基于運方安排的拓撲停電范圍分析后,自動生成停電用戶列表文件推送至供電服務系統,供其對客戶停電、設備檢修等情況的受理進行提前安排,并對檢修業務的閉環流程進行跟蹤及校核評價。
檢修單接收:運檢部門根據電網中設備運行的情況,有計劃的對設備進行安排檢修,并提前填寫檢修單,在檢修單流轉到批復階段時候,OMS系統自動將檢修單信息以XML文件的格式推送至調度自動化系統。檢修單解析:系統之間數據交互包括數據提取、數據校驗、數據發送和數據審核等功能,需要以標準統一的接口規范實現。同步數據解析模塊自動解析檢修單的基本信息,并存入同步關系數據表。其中檢修基本信息是單純的字符串的識別,直接識別后進行存儲,以檢修單唯一標識檢修單編號作為索引。設備匹配:檢修單停電范圍信息,主網(站內)類檢修停電范圍內容為該檢修設備,配網(站外)檢修為該停電范圍的斷開點開關,調度自動化系統中基于斷開設備拓撲分析得到停電用戶。
由于不同的系統對同一設備的命名方式不同,需要通過一定的匹配方法將不同系統中的設備建立連接。停電范圍分析:檢修單中設備和配電自動化系統中設備匹配成功后,在配電自動化系統中,根據各種設備的連接關系結合電網中開關、刀閘等邏輯設備的狀態形成電網計算用的網絡拓撲模型,通過閉合的開關刀閘接在一起的節點形成一個計算用的節點。根據檢修單中設備及開關狀態,采用局部快速拓撲分析,將斷開設備(檢修時需斷開開關)置分,局部改變網絡拓撲的結構,此時對變位開關涉及的區域進行拓撲修正,快速分析出影響的停電用戶。
將聯絡開關(負荷轉供合環開關)置合后,基于負荷轉供方案對斷開點設備影響的用戶進行轉供,基于轉供后電網運行方式進行的供電電源搜索,將所有設備檢修時影響的停電用戶電源點追蹤后,未找帶電源點的停電用戶按照約定的接口規范形成標準的停電用戶信息文件,將停電范圍用戶列表及該檢修單的信息形成E文件,保存到指定目錄下。數據發送:在需要進行數據同步的調度系統中建立同步規則建立數據發送模塊,用以發送調度系統生成的數據同步文件至供電服務系統中,指導計劃停電的停電通知信息的發布。
3關鍵技術
3.1設備匹配
由于每個系統都有可能由不同廠家開發,對設備有命名規則,如果要重新修改工作命名,工作量極大,也不現實。由于檢修單編號、檢修內容及設備信息等是以長字符串形式填寫在日檢修計劃申請單中,其中檢修設備、停電設備信息需要和各系統中數據模型進行匹配。設備名稱每個系統有各自編碼方式,但是編碼方式各有差別。理想情況是PMS系統、OMS系統、配電自動化系統中設備名稱完全一致,則采取字符串匹配方式。絕大多數情況,簡單的字符串匹配成功率極低,故采用其他方式進行設備關聯。
下面分別對主配網設備命名方式的現狀分別采用不同的匹配方案進行說明。配網設備(站外設備)匹配:設備資產ID或者RDF_ID是配網設備主要標簽,OMS系統、調度自動化系統均對此標簽做了記錄,通過相同字段對設備建立聯系,圖3是站外設備關聯關系圖,通過系統相同的RDF_ID,解析出XML文件中該字段,將OMS系統和配網自動化系統該設備字段進行自動匹配。主網設備(站內設備)匹配:各系統一般采用調度標準命名,即使命名存在差異,經過簡單的字符串處理也可將兩個系統的設備關聯。除了上述特殊的設備匹配以外,還可以采用模糊字符串匹配技術結合一次設備調度命名的規范,提取該設備的關鍵字信息,例如根據母線、開關、變壓器等關鍵字區分出設備類型,再根據廠站名、設備編號、電壓等級,逐級縮小匹配范圍,最終定位到正確的設備,對來自不同系統的設備進行匹配。
3.2停電范圍分析、基于反射原理的供電電源搜索
由于高壓配電網通常運行方式是網絡輻射狀開環運行,以220kV變壓器作為始端,根據設備在電氣上的連接關系及開關和刀閘狀態,可將高壓配電網劃分為若干個獨立分區,處于分閘狀態的開關或者刀閘作為末端,始端和末端作為一個分區邊界,當設備檢修時,停電范圍、檢修設備隔離區限定在某一分區內部,和其它分區無關。首先通過帶電關系形成電氣島,先在變電站110kV的聯絡開關處加一色點,將色點層次推進流動,遇到網絡中線路和變壓器支路則看作是通路,開關刀閘看作是關卡(合則通、分則斷),直到色點不能流動為止。
這樣即劃分出了許多不同色塊。停電范圍分析即為從斷開點尋找分區邊界過程,采用雷達反射波原理進行搜索,分別從斷開開關的兩側節點出發,加一大小不等的脈沖信號,并用廣度優先的方法廣播出去,觸及到邊界時返回,發射點通過分析所有相對應的反射信息,即可獲得停電設備。基于檢修的運行方式,重新著色分區后,進行供電電源追蹤,在邊界點即停電配變處加一脈沖信號,將該脈沖信號廣播發送并采用廣度優先技術進行局部拓撲分析,記錄下被廣播信號感知到的相關的開關、刀閘、饋線、配變、負荷等設備信息,以及它們接收到廣播信號時的方向,為提高搜素的速度,減少重復搜索,可將被廣播信號感染的相關設備事先記錄下來。當廣播信號到達到電源著色區域的末端時,該支路方向上的廣播信號停止傳播,同時記錄下反射點的位置。當信號能夠感知到始點即電源點時,該用戶帶電運行,如果搜素不到電源點,該用戶在檢修運行方式下無供電電源正常供電,該用戶失電。對斷開點影響的停電用戶逐一電源點追蹤后最終獲取停電用戶。
4結語
本文研究探索了檢修計劃業務的自動化閉環處理,指導供電企業提升服務水平,本應用主要基于OMS系統、配電自動化系統、供電服務系統,融合營銷、運檢、調控專業服務管理調度職能,基于調度自動化中的模型進行分析計劃停電影響的配變,電力企業可以提前告知用電客戶停電信息,更好地服務用戶,該應用已在四川各地實施應用,規范了檢修工作流程,減輕了勞動量,提高了工作效率。
參考文獻
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電網論文投稿刊物:電網與清潔能源是由西北電網有限公司主管,西北電網有限公司、西安理工大學水電土木建筑研究設計院主辦,國內外公開發行的科技期刊。
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