基于非接觸式ic卡的智能操作票系統(tǒng)的研究

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1、基于非接觸式IC卡的智能操作票系統(tǒng)的研究第1章緒論1.1選題背景及意義電力是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國家各部門正常運(yùn)行起著非常重要的作用，保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行是發(fā)電廠和變電站的重要任務(wù)[1]。在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)進(jìn)行設(shè)備檢修和變換系統(tǒng)的運(yùn)行方式，需要經(jīng)常進(jìn)行倒閘操作，由倒閘誤操作而引起的事故在電力系統(tǒng)全部事故中占有相當(dāng)大的比例，會(huì)給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅[2]。輕者對(duì)電網(wǎng)及電氣設(shè)備造成沖擊、損壞絕緣，重則會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)震蕩、環(huán)網(wǎng)解裂、大面積停電和人員傷亡，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重影響[3]。操作票的制定、編寫也

2、極為嚴(yán)格，不能有任何的差錯(cuò)。生成正確的操作票和對(duì)倒閘操作執(zhí)行過程的嚴(yán)格管理是防止誤操作的重要保證[4]。生成完全正確的操作票對(duì)相關(guān)人員要求極高，他們除了需要對(duì)變電站接線圖、一二次設(shè)備和操作規(guī)程十分了解，還需要有多年的操作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)知識(shí)[5]。長久以來，我國各地區(qū)的操作票制定都靠調(diào)度員手工填寫。隨著我國電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，各地電網(wǎng)都在擴(kuò)容，一次二次設(shè)備不斷增加，二次設(shè)備隨發(fā)電廠和變電站的不同而不同，這都會(huì)加大手工出票的工作量[6]。如果仍采用手工出票的方法，將會(huì)使出票工作變得更加繁重，耗費(fèi)更多的人力財(cái)力物力，使出票合格率降低，導(dǎo)致誤操作事故發(fā)生，嚴(yán)重威脅

3、電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。隨著科技的進(jìn)步和微電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各地電網(wǎng)中的應(yīng)用也逐漸廣泛，截至目前我國各電網(wǎng)公司基本都使用了自動(dòng)化系統(tǒng)，為電腦出票提供了有利條件[7]。而且計(jì)算機(jī)不受環(huán)境影響，可按照系統(tǒng)設(shè)定，持續(xù)不間斷工作，運(yùn)行平穩(wěn)準(zhǔn)確，出票速度快，準(zhǔn)確率高[8]。因此設(shè)計(jì)一套變電站操作票管理系統(tǒng)，可以提高調(diào)度員的工作效率，減輕調(diào)度員工作強(qiáng)度，并有重要的實(shí)用價(jià)值。...........1.2操作票系統(tǒng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國外研究現(xiàn)狀在國外，發(fā)電廠與變電站大多數(shù)只注重事故后的恢復(fù)操作[9]，對(duì)操作票系統(tǒng)的研究很少。主要因?yàn)閲怆娋W(wǎng)二次設(shè)備比國內(nèi)簡單

4、，通常只考慮一次設(shè)備的順序，而且操作任務(wù)種類也相對(duì)較少。日本TakashiABE等人研發(fā)的的Virgo專家系統(tǒng)是國外較早的操作票專家系統(tǒng)之一[10]。該系統(tǒng)基于KDL知識(shí)表示語言實(shí)現(xiàn)，采用類子類的層次關(guān)系對(duì)變電站進(jìn)行建模，因此所考慮的問題比較簡單，操作任務(wù)類型也較少，只有停電、送電、并列運(yùn)行、獨(dú)立運(yùn)行四種操作方式，只能對(duì)母線、線路和變壓器三種設(shè)備進(jìn)行操作。生成的操作票也不涉及保護(hù)壓板的安裝與拆除和安全自動(dòng)裝置運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整[11]。加拿大學(xué)者Z.Z.Zhang等人提出了一種新型的方案，該方案按照分層次的思想，將電氣設(shè)備分為三層，并采用元件、節(jié)點(diǎn)和邊對(duì)系

5、統(tǒng)進(jìn)行全面的描述。該系統(tǒng)能夠?qū)⒉僮魅蝿?wù)自動(dòng)進(jìn)行分解，將操作內(nèi)容按照安全、高效和最優(yōu)三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化，利用啟發(fā)式算法選擇最佳的操作路徑，最終生成操作票。但是該系統(tǒng)只能識(shí)別幾種特定的操作任務(wù)，包括母線、線路、電源和負(fù)荷等設(shè)備的投入與退出操作。該系統(tǒng)僅考慮了結(jié)點(diǎn)自身的連接方式，沒有考慮遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)的供電屬性，沒有設(shè)計(jì)獨(dú)立的規(guī)則庫，系統(tǒng)的后期擴(kuò)展與維護(hù)較為困難[12]。美國學(xué)者NoelN.Schulz等人也開發(fā)出了一套操作票專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用設(shè)備的物理連接、電網(wǎng)潮流和安全性分析，利用模塊結(jié)構(gòu)，將變電站電氣設(shè)備分為開關(guān)、變壓器、母線、電抗器和測(cè)量裝置等部分。雖然這

6、樣分類后便與系統(tǒng)進(jìn)行排序和搜索，但是該系統(tǒng)進(jìn)能生成一次設(shè)備的操作步驟，對(duì)于二次設(shè)備只能進(jìn)行電源保險(xiǎn)操作，也沒有獨(dú)立的操作規(guī)則庫，只有程序預(yù)置的幾種操作任務(wù)[13]。..........第2章操作票系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1倒閘操作相關(guān)知識(shí)根據(jù)電氣設(shè)備的不同狀態(tài)，發(fā)電廠和變電站內(nèi)設(shè)備分為運(yùn)行、檢修、冷備用和熱備用四種狀態(tài)[35]。運(yùn)行狀態(tài)：斷路器和兩側(cè)的隔離開關(guān)均閉合，線路處于帶電狀態(tài)。檢修狀態(tài)：短路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)斷開，斷路器和其兩側(cè)隔離開關(guān)熔絲也應(yīng)取下，閉合接地刀閘或架設(shè)臨時(shí)接地線，線路側(cè)隔離開關(guān)拉手上加掛禁止合閘，線路有人作業(yè)指示牌。如果線路側(cè)裝有電壓互

7、感器，其低壓側(cè)熔絲應(yīng)取下，低壓側(cè)隔離開關(guān)應(yīng)斷開。冷備用狀態(tài)：斷路器及其兩側(cè)隔離開關(guān)處于斷開位置，線路側(cè)PT隔離開關(guān)也在斷開位置，拉開接地刀閘或拆除臨時(shí)接地線。熱備用狀態(tài)：斷路器處于斷開狀態(tài)，其兩側(cè)隔離開關(guān)處于閉合狀態(tài)。設(shè)備在各狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)有相應(yīng)的操作順序，停電檢修時(shí)操作順序必須為運(yùn)行熱備用冷備用檢修，當(dāng)設(shè)備從檢修轉(zhuǎn)為運(yùn)行時(shí)，必須按相反順序進(jìn)行。.........2.2變電站倒閘操作票工作流程變電站倒閘操作票工作流程主要由操作票的簽發(fā)、操作票的審核和操作票的執(zhí)行三部分組成[36]。操作票的簽發(fā)由變電站內(nèi)值班員進(jìn)行。簽發(fā)人根據(jù)需要執(zhí)行操作任務(wù)的變電站的歸屬區(qū)

8、域來確定負(fù)責(zé)人。操作票票面上除了要填寫操作任務(wù)、預(yù)計(jì)操作時(shí)間和預(yù)計(jì)結(jié)束時(shí)間外，還要填寫操作的詳