智能操作票系统的设计与实现

王立伟

（江苏省电力有限公司南京供电分公司 江苏省南京市 210019）

1 引言

智能操作票系统的主要功能包括：梳理现有的开票方式，确认调度操作票的来源，并整合各个来源下的调度模块数据关联；规范操作流转过程，在流程上保证电网操作过程的安全可靠合规；建立健全主动式的安全校核体系，自动收集全网相关所有的主网设备操作，全面提升电网操作的安全性；打通电网跨区的交互通道，提升操作票二三区数据交互及校核类服务访问的实时性和可靠性；将操作票系统在数据上与其他各个系统模块进行融合，最大程度上实现模块之间的数据共享，提升调控工作效率；将各级调控机构之间的操作票系统进行融合，包括不同级别间的操作票、调控操作票，打造全网操作的协作及闭环，提升电网操作效率及安全性；系统建设是在IEC61970 CIM、SVG标准的指导下进行规划与开展的，采用面向服务的计算机软件技术架构，对能量管理系统和调度管理系统的资源进行科学、合理地整合，进而可以实现操作票的智能化生成和自动安全校核功能，并且同时实现调度关联系统的互联和操作流程的闭环。智能操作票系统建设过程中将共享使用D5000系统图形平台模型、图形及实时数据，用户不需要重复进行绘图、建模操作，真正实现了系统的免维护目标。

2 智能操作票系统建设目标

本系统中将建设的主要功能包括操作票拟写、流转、调控操作融合、一二次操作票安全防误、二次操作票图形开票、操作票查询统计展示优化以及与D5000系统的其他功能模块的交互接口等。在系统的建设过程中，在基于免设备、图形维护前提下，着重实现以下目标：

2.1 遵循电力行业标准及企业相关规范，继承已有的D5000系统的建设成果

本系统将严格遵循电力行业的相关标准，满足国家电网调控中心D5000系统的建设需求及相关的技术规范，包括CIM/E和G语言的标准，简单邮件服务等规范和要求。系统将与D5000平台充分集成，并实现与D5000系统中的各大类应用的数据共享和服务调用。共享数据主要包括电网的设备模型数据、电网接线图以及当前电网内各设备的实时状态数据等；服务调用主要包括对潮流校核服务的调用、远方操作相关服务的调用等。

2.2 多种成票方式并存，提升票面规范及写票效率

进一步完善成票方式，包括手写辅助、套用票、术语写票、向导开票、图形开票、智能成票 、启动票自动生成、关联成票等，并实现多种方式的综合使用，同时，增加二次操作票的图形开票功能，从而促进操作票拟写的规范化，提高调控操作的工作效率，使调控人员能够更加关注电网控制。

2.3 对电网系统运行的防误能力进行加强，提高电网运行的安全性

在本系统中，建设全面的安全防误体系。安全防误涉及到电力分词、语义校核、五防校核、潮流校验、操作规则防误、检修闭锁、操作序校核、执行情况监视、监控远方操作等各个方面，同时，安全防误功能可以在拟票、流转、执行全过程中进行调用；校核结果区分为正常、提醒、告警、闭锁等多个等级，针对不同级别的校核结果，系统以不同方式进行提醒，包括语音、提示、闭锁操作等。从而，在调控员进行电网操作的全过程实现全方位的安全防误，进一步提升电网操作的安全性。同时，建设完善现有的操作票模拟预演和仿真培训功能，在操作票的操作过程中，可以设定初始电网状态断面，对操作票的操作过程进行图形化动态演示。

2.4 拓展操作票的查询统计分析，促进调控员对电网的控制

拓展现有的操作票查询统计功能，建立精细化管理体系对操作各个环节进行评价监督和管控，从而全面提升调控操作水平；实现按照操作票对电网设备历史操作情况的统计分析，促进相关人员进一步掌握电网运行情况。

2.5 增强操作票系统与其他业务模块的关联融合，提升调控工作效率

进一步加强操作票系统与调度日志、检修单、稳定限额、设备台账等业务模块的信息融合，减少调控员不必要的重复性记录，在提升工作效率的同时，提升电网操作的安全性。

2.6 将管理规定与倒闸操作相结合，提升精细化管理水平

系统建设将严格参照国调中心对调度倒闸操作的流程建设要求，结合现状，实现智能操作票系统与调度倒闸操作的SOP的融合，同时，在系统中精细化对每个操作步骤的控制，提升操作过程的规范，并提升调度员工作效率。

3 智能操作票系统功能架构及主要功能设计

3.1 逻辑架构

智能操作票系统是采用B/S模式的多层架构系统，大体分为数据层、服务层和表现层，总体逻辑架构如图1所示。

图1：操作票总体架构

其中数据层主要包括拓扑模块、潮流模块、图形模块、操作票数据以及专家规则库等。服务层主要包括潮流服务、CIM服务、SVG服务、挂牌服务以及静态安全分析等，系统服务层的所有服务功能都是通过上层智能化技术来提供的。运用面向服务的开发工具与OMS间松耦合，具有显著的开放性和可扩展性。

系统的表现层主要分为两大模块：操作票应用和维护工具。

3.2 数据架构

系统主要需要OMS系统和OMS系统提供数据支撑。

3.2.1 OMS系统提供的数据及用途

任何系统软件的开发都离不开数据库，数据库是系统开发的一个重要性基层功能。智能操作票系统的设计与实现是建立在OMS系统数据库之上的，该系统中的调度日志、限额管理以及检修申请等功能都是通过一个数据库来实现的。系统的模块之间可以通过对数据库的操作进行相互之间的交换。检修申请数据库用来实现闭合校验功能；启动方案管理提供用户自动提取启动方案中的关键信息，并按照成票规则自动生成操作票的过程；智能操作票系统将执行数据写入调度日志模块实现调度日志自动记录功能；当系统指令执行完毕以后，会自动将挂牌信息发送到EMS系统，从而实现自动挂牌和拆牌功能；提供操作票与SOP系统的对接。

3.2.2 EMS服务宕机

在EMS服务器宕机的情况下，设备模型和二次设备数据从缓存中获取，基本写票功能、选择短语方式写票、流转；没有实时潮流、潮流分析服务，不能显示实时图形界面、图形开票、安全校验、潮流校验。

3.2.3 OMS 数据库服务器宕机

在OMS数据库服务器宕机的情况下，可以启动离线模式，离线模式下可以查看现有系统中的票的本地备份文件，所有的备份文件在智能操作票系统当中都是有专门的模块对其实现自动安全保护的。

3.3 功能架构

在功能架构上，智能防误操作系统以平台+组件的方式进行建设，总共包括九个部分。数据访问部件：以服务组件的形式提供系统调用，统一访问各类数据接口：数据库、实时库、文件、服务、E文件、G文件等；CIM处理部件：从各类来源获取设备模型，并存储到内存中进行处理，结合实时状态进行静态和动态拓扑分析，以服务形式提供调用接口；图形部件：获取和展示EMS系统中维护的CIM/G格式的图形，并提供图元的可扩展操作；成票部件：提供调度、监控、厂站的各种操作票成票手段和形式，并保证开票的方便性；流程部件：提供操作票的流转功能、以及在流转的过程中，与各个外部系统、外部模块的对接；校核部件：提供操作票各种校核功能，包含当前提供的各类校核，并开放校核的拓展接口；统计分析部件：提供操作票本级以及对下级单位的多维度查询统计功能，并能进行自定义扩展；日志中心：提供操作票系统在使用过程中的各类日志记录，以便于在后期进行问题排查定位；管理中心：提供操作票系统相关的管理功能，以便于在离线、培训等模式下进行使用，促进系统的可靠性和易用性。

4 智能操作票系统功能的实现

操作票系统将以OMS为操作票开票和流转前端主载体，以EMS为图模数共享和安全校验服务后台辅支撑的总体设计方案。

在智能操作票系统设计总体方案当中，智能操作票系统和EMS系统之间的松散耦合通过标准服务调用方式来实现，智能操作票系统和和OMS系统之间还可以实现一体化运行功能。这个总体设计方案把系统的前端承载设计在了OMS之上，其主要目的是为了实现在系统运行的过程当中更好地满足人机交互变化的需求。改设计方案利用先进的开发工具实现了系统当中各种计算资源和数据信息的标准化、规范化服务，这样可以将系统在开发和测试运行过程当中对EMS系统所造成的不良影响降至最低。

该设计方案在技术上具有以下优点：

（1）对EMS系统影响小。操作票系统和EMS系统二者是相对独立存在的状态。对EMS系统而言，并不是直接进行访问，而是通过调用某一服务来对其进行访问，在项目进行的过程当中以及项目完成以后，如果对操作票系统进行更改并不会对EMS系统产生任何影响。智能操作票系统各项服务功能的实现都是通过调用所需的服务模块来实现了，这样就不用直接访问EMS系统，避免了对EMS系统所造成的影响。即使是对相关项目进行改动也不好对EMS系统造成任何影响。直接与EMS系统打交道的服务比较固定，项目进展后期不会频繁修改服务。

（2）快速投入基本功能。目前已具备完善的手工拟票、审核、网上预发等操作票基本功能，能够满足尽快投入操作票系统基本功能替换现有系统的要求。

（3）服务可以为其它系统所用。为系统提供的相关EMS服务建立后，不仅可为操作票系统所使用，其他系统如果需要使用到EMS的资源和功能同样可以透过这些已有服务来获取。由于服务是Web Service形式提供的，因此可以为其他系统所调用。

5 结语

智能操作票系统遵循国调中心相关规范，结合电网调控运行的实际情况，以提升电网运行管理水平为目标，强化电网调控操作的规范性，深入推进调控操作业务的优化，提高电网调控操作效率。