操作票系统技术手册.docx

1、操作票系统技术手册技术资料目录1 概述 12 设计结构 13 系统特点 34 系统功能 44.1操作票开票模拟环境 44.2智能图形开票 54.3 智能操作票编辑 104.4 操作票的模拟预演 124.5 智能操作票的流程管理 124.6 操作票的统计和查询 134.7 规则库定制 144.8 流程及权限定制 164.9自由表单定制 184.10 安全校核 21 1 概述操作防误系统是架构在OPEN-3000统一支撑平台上的子应用。该系统共享OPEN-3000系统的图形、模型和实时信息，为调度员提供一个智能、安全、可靠的操作防误手段，提高调度的自动化水平和工作效率。 结合我公司二十多年的科研技

2、术积累、雄厚的专业技术力量和大量的国内外现场实际经验，系统安全高效地实现了智能操作票和安全校核功能。该系统利用OPEN-3000支撑平台提供的服务，主要实现以下功能: 图形一体化智能开票、操作票流程管理、规则库定制、表单定制、流程权限定制、安全校核等。基于OPEN-3000支撑平台的操作防误系统实现了基于网络拓扑的接线模型识别，开票规则的用户自定制，操作票的智能推理，业务表单的自由定制，多种开票方式的灵活切换，操作票生命周期的全流程管理，实用的操作票统计查询；采用先进的图票一体化技术，真正实现了图上开票，票中执行；严格的基于系统拓扑五防和潮流校核的校验机制以及完善的流程权限管理机制实现操作票拟

3、票、审核、执行、遥控等多环节的人机联合把关，从而在最大限度上保障电网的安全稳定运行。2 设计结构操作防误系统设计结构如下图所示：图2-2操作防误系统设计结构从图中可以看出，本系统主要由以下几个功能模块组成： 智能开票 支持多种开票方式：如智能多步开票、智能单步开票。 支持多种票类型：如一次票、二次票和描述票。 支持多种设备类型：如线路、变压器、开关、母线等。 支持多选设备同时开票。用户可以选择一个设备进行开票，也可以同时选择多个设备同时进行开票。 支持综合令票和指令票。 支持图形开票和人工写票。即支持在线写票和离线写票。 支持典型票和历史票。 配置管理配置管理为用户提供灵活的、可视化的配置工具

4、，减少软件的二次开发工作量，实现柔性化的软件架构，提高软件的通用性的需求，是配置管理层的主要目标。该模块主要包括自由表单定制工具、规则库维护工具和流程权限配置管理工具。自由表单定制工具可以根据用户的需求绘制满足要求的操作票表单样式。规则库维护工具可以定制操作术语、操作语义、操作任务和规则框架，是实现智能操作票的基础。流程权限配置工具可以定制操作票的流转环节，以及在不同流转环节不同角色的权限。 操作票管理操作票管理模块主要有以下功能： 操作票的编辑包括操作票的新建、保存、打印、插入、删除、上移、下移、复制、粘贴、剪切等。 操作票流程管理包括操作票流程提交、流程回退、模拟预演、预发执行等。 操作票

5、统计和查询 操作票安全校核操作票的安全校核主要包括根据遥信信息的“五防”校核和根据潮流信息的潮流校核。操作票的安全校核贯穿于操作票的整个生命周期。3 系统特点 积木式的柔性软件设计结构，使用灵活可视化的配置工具。 开放的设计理念和支撑平台，全面遵循IEC61970国际标准，支持CIM/XML/SVG，便于系统扩展。 系统具有跨平台/混合平台能力。系统既可以分布在UNIX工作站上，也可以分布在PC工作站上。 调度/监控一体化设计。该系统既可用于调度开票，也可用于监控开票。 系统各个功能模块相对独立，使系统具有很强的可扩展性和可维护能力。 采用C/S方式。系统对客户机的要求不高，极大的减少系统建设

6、的成本。 操作票规则、操作票表单和权限自由定制，确保系统具有良好的可扩展性。 真正的实现了图票一体化。系统具备了点图成票、辅助生成、安全校验功能。 安全性。基于模型的网络拓扑五防、潮流校核和严格的权限管理机制，从多个角度保证了系统的安全性和可靠性。 免维护。系统只需要在投运期进行相关的定义以及规则维护，以后无论接线方式发生变化，还是设备增减，都无需对规则库进行二次维护，提高了系统的可用性。4 系统功能4.1操作票开票模拟环境实时状态是当前电网网络结构和运行状态的一个图形显示，在实时数据库中就要对应着一份目前的电网模型。同时，操作票开票、模拟操作等在一定的环境下进行等，但这种操作又不能影响正常的

7、SCADA运行操作，这就需要系统中存在另外一份现实电网模型某一时刻的拷贝。这种现实电网模型某一时刻的拷贝称之为SCADA_SIM(1-5)应用。“1-5”表示目前同时可以支持5份这样的模型实体存在，它们互相独立，互不影响, 多个调度员可能需要同时进行仿真操作，为了保证相互之间不打扰，支持多人、多机同时进行模拟仿真操作。以上所有应用的数据实体都分布在SCADA服务器上。另外，在每个节点上设立一个配置文件来配置该节点在每个应用下具体使用哪一个副本，这样就可以做到不同的节点上使用不同的应用数据，从而互相不会产生干扰。当然，如果两个节点的配置相同，则意味着可以在两个节点上共用同一份数据实体。 数据实体

8、的形成数据实体是由两部分组成的。一是模型本身，二是运行方式数据（遥测/遥信/设备状态/标志牌等）。模型本身数据是从商用库中下装得到，平台提供的下装的命令行如下：down_load -res -ctx n app_name table_no-res表示是否从未来态下装数据；-ctx表示态；app_name就是前面应用的名称；table_no为设备表的表号。运行方式数据则是当一个具体应用需要启动时，从SCADA实时数据中根据设备关键字匹配得到的遥测/遥信数据以及设备状态和标志牌情况，然后填入自己的应用数据实体中。应用的模型数据可以在系统启动时就下装好，也可以由用户手工下装。正常情况下，系统模型一般

9、保持不变，无需进行手工下装。当系统模型发生变化时，可以运行down_load命令进行下装。正常情况下，变化比较频繁的是系统的运行方式。但SCADA_SIM应用下的系统运行方式不会自动随着实时系统的状态变化而变化。用户可以根据需要人工进行实时运行方式的拷贝。同时，用户在SCADA_SIM下进行的操作不会影响到实时环境的系统运行方式。4.2智能图形开票图票一体化是本系统的最大特色之一，而智能性则是本系统先进性的体现。采用图票一体化的操作防误系统通过对电网结构、接线形式、设备类型、设备运行状态的分析，按照电力系统调度运行规程及倒闸操作的五防要求，实时进行设备状态改变后的潮流校核，依据专家系统理论建立

10、规则库；通过用户点取图上的相应电气设备完成开票过程。每点取一个电气元件，将自动根据当前设备类型、设备状态等信息列出设备当前可以进行的操作任务，按照用户选择的出票方式，自动匹配规则库，进行“五防”和潮流校核成功后，智能生成操作票，并自动进行模拟操作。智能图形开票的基本过程如图1所示。其中主要包括网络拓扑、设备状态分析、设备类型识别、规则匹配及解析处理、安全校核、操作模拟等过程。具体步骤如下：图1 图形开票过程a) 首先打开图形浏览画面，根据需要通过接口从EMS系统获取最新的电网模型、实时运行方式等信息，形成开票环境。b) 用户点选设备后，分析设备类型和设备状态，并与规则库定义配合，形成设备一次、

11、二次操作及描述操作任务选项列表；c) 用户选择操作任务项，根据规则库定义进行智能推理；d) 在推理过程中对每一步操作进行”五防”校核和潮流校核，如果校核失败则提示用户，根据失败原因由用户决定是否继续出票。e) 在推理过程中如果存在多种方案，可以弹出对话框提示用户，根据用户选择继续进行推理。f) 进行操作步骤解释，形成基本的开关、刀闸、地刀和挂牌操作序列并在图形上模拟，同时操作步骤在操作管理界面上显示保存；g) 转入步骤（b），进行下一步的图形开票。 操作票类型 描述说明操作票描述说明操作票分为两类：设备描述操作票以及通用描述操作票，用户在具体的设备上点击弹出设备描述操作票；在图形上空白处点击弹

12、出通用描述票。描述说明操作票主要用来存放用户常用的和设备操作无关的语句。 一次设备操作票一次设备操作票也就是一次设备操作步骤语句。主要包括开关、刀闸、接地刀闸、主变、母线、线路等设备的出票操作。 二次设备操作票二次设备操作也就是二次设备操作步骤语句。 出票方式 智能多步出票根据用户的选择的操作任务，匹配规则库，智能生成多步操作票。比如用户选择将110kv小石甲线由运行转检修，系统将自动生成如下操作步骤：图2 示例接线图1、 断开小榄站小石甲线1133开关。2、 断开小榄电厂1133开关。3、 拉开石岗站小石甲线11334线路刀闸。4、 拉开龙山站小石甲线龙山支线11334线路刀闸。5、 将小榄

13、站小石甲线1133开关由热备用转冷备用。6、 将小榄电厂小石甲线1133开关由热备用转冷备用7、 将龙山站小石甲线龙山支线11334线路刀闸线路侧由冷备用转检修。8、 将石岗站小石甲线11334线路刀闸线路侧由冷备用转检修。9、 将小榄站小石甲线11334线路刀闸线路侧由冷备用转检修。10、 将小榄电厂小石甲线11334线路刀闸线路侧由冷备用转检修。以上这些步骤均可以由用户在规则库中自行定制。 智能单步出票用户在图形上点选设备，选择操作任务后，只生成一步操作步骤。比如点选1133开关，操作任务选择为由热备用转冷备用，系统将自动生成将石岗站小石甲线1133开关由热备用转冷备用的操作步骤，在模拟时

14、会智能的断开开关两侧刀闸。通过多步出票和单步出票相结合，可以适应不同的接线方式、不同的设备操作、不同的操作任务的智能出票，真正做到无需用户输入，只需鼠标一点的快捷出票。 支持多种设备类型出票 线路停送电操作 开关停送电操作 主变停送电操作 母线停送电操作 线路转方式操作 主变转方式操作 支持多种接线方式出票支持单母（带或不带旁路）、双母（带或不带旁路）、母联代旁路、旁路代母联、双母双旁路、三段母线（带或不带旁路）、四母线带双旁路、3/2、4/3、角型接线、内/外桥接线、线路变压器组、分裂母线、T接线及其它特殊接线方式。 支持历史票和典型票用户可以在新建一张操作票时，以典型票或历史票为模板，创建

15、出一张与典型票或历史票完全相同的操作票。 支持手工写票对某些特殊的非常规操作任务，可以手工写票，系统提供相应的辅助功能，能有效减轻工作量。支持插入空白行、删除行、移动行、复制、粘贴以及剪切等编辑功能。 支持多设备出票对于全站停电操作以及同杆双回等操作，系统支持同时选择多个设备进行出票。出票步骤可以自动按照变电站顺序进行排序。4.3 智能操作票编辑操作防误系统提供丰富的编辑手段，同时采用先进的痕迹保留技术记录下操作票修改的点点滴滴，改变了过去人工编制操作票责任不能精确到人的问题。软件为加强操作票考核提供了手段，从而进一步提高使用人员的责任心，进而提升电网的安全运行水平。系统主要提供以下编辑功能：

16、 自动弹图用户新建一张操作票时，选择需要操作的厂站后，系统将自动弹出对应的厂站图形。如果选择需要操作的线路，系统将会自动弹出对应的线路图形。 保存用户通过图形开票或手工写票生成一张操作票后，点击保存按钮方可以生效，如果用户不保存，在退出程序时将提醒用户是否保存。 打印系统支持操作票的打印预览、自动分页、超长行自动换行、步骤自动编号、票号自动编号、自动填写下接、上接和以下空白等字样。每页打印的行数可以由用户定制。 点击打印预览对话框上的上一页和下一页按钮可以查看每一页。点击打印按钮，弹出打印机选择对话框，选择一个打印机可以打印。 插入系统支持插入空白行，也支持在操作步骤中间插入一行从图形开票生成

17、的操作步骤。插入具有自动识别功能。如果当前行是空白行则自动填写在当前行，如果当前行不是空白行，则自动填写到当前行的下一行。插入的行不自动进行步骤编号，用户点击保存时自动进行编号。 删除系统支持选择一行操作步骤进行删除，也可以选择多行操作步骤进行删除，删除后下面的行自动上移，点击保存时自动对操作步骤重新编号。 移动用户在编写操作票的过程中，可以对操作步骤进行上移和下移操作，移动后的操作票可以再次进行安全校核，以确保操作票的安全性。 复制、粘贴和剪切系统支持单元格内操作步骤内容的复制、粘贴和剪切，在单元格内点击右键，选择相应的操作即可，大大方便了用户的使用。 操作票编号管理系统采用自动编号的方式，

18、用户可以设置自动编号的格式。当新建一张操作票时，操作票没有编号。当用户从图形上进行开票时，将自动给当前操作票编号。用户选择打印预览时，如果当前操作票没有编号，也将给该操作票编号。但该编号只是临时编号，只有当用户选择了保存，才保存此编号。 人工修改当前票的编号 如果用户想修改当前票的编号，点击工具条上的人工修改操作票编号按钮，将弹出对话框让用户输入修改后的编号，该编号不需要输入年份，只要输入修改后的数字序号，系统将根据当前自动编号的格式自动编号，这样保证了编号的一致性，避免用户输入错误的编号。 当用户点击确定后，将在票面上显示修改后该票的编号。但只有选择保存才保存修改后的票号。 设置系统的自动编

19、号系统支持用户自定制编号的样式。可以修改系统当前的自动编号值，自动编号的格式，刷新周期，自动补齐字符等。 操作步骤编号管理用户从图形上进行开票后，自动生成的多步操作步骤可以自动按照顺序编号，也可以按照并列操作编号。当用户插入、删除、移动操作步骤后，点击保存系统可以自动对操作步骤重新编号。4.4 操作票的模拟预演 当用户在图形上进行图形开票时，或对于一张已经生成的操作票，系统可以在电网一次接线图、二次设备图上进行操作票的自动模拟预演。具体功能为： 按照已开出的操作票步骤依次在主接线图或站内接线图模拟开关、刀闸和接地刀闸的分合操作。在操作每一项时，有关设备在操作过程中的状态变化、电网的潮流动态变化

20、均显示在屏幕上。同时在图形上系统会有醒目的箭头指示正在模拟的设备。 自动模拟预演过程中，系统自动进行“五防”和潮流校核，如果违反规则不能操作，提示校验失败违反的规程以及导致校验失败的设备列表。模拟过程自动暂停。4.5 智能操作票的流程管理操作防误系统的使用群体主要为调度员，主要目的在于实现实时调度及相关业务的无纸化管理，流程管理的关键在于系统是否能够真实再现操作票管理的业务过程，并能够符合调度的使用习惯。操作票管理往往牵扯到多部门或同一部门间多个人的协同工作，一张操作票要在不同的部门、不同使用人员中进行流转。如何进行流程管理以及流程过程中如何进行权限控制是必须要解决的问题。本系统的流程管理功能

21、可以适应这样的应用需求。它负责实现操作票的流转控制和权限控制。流程驱动引擎采用封装技术实现流转细节的应用透明性和无关性。系统支持用户自定义流程环节，一般包括拟定、审核、预演、预发、执行、归档、作废等。系统可以详细记录操作票的流转过程、操作过程，明确相关责任。拟定：调度员新建一张操作票后，该操作票处于拟定环节。调度员可以通过图形开票和手工写票进行编辑。编辑完成后，点击提交即可将操作票提交到下一个流程环节。审核：操作票从拟定环节进行提交后进入审核环节。若审核人发现操作票有不合格的地方，可以在备注栏填写审核意见，点击回退，将操作票回退到上一个流程环节，由调度员重新进行修改。审核通过后，若未修改，则可

22、直接批准，继续提交到下一个流程环节。二次审核：在二次审核环节，值班负责人继续对票进行审核。审核完毕后点击提交将票提交到下一个流程环节。在提交的过程中自动对操作票进行编号。对于监控操作指令票，提交后，在进行遥控操作时，需要按操作票的顺序进行遥控操作。执行：调度员可以通过电话方式操作下令和回令，将执行信息填写到系统中。系统可以自动填写执行开始时间、执行结束时间，并提供方便的手段填写完工汇报人和完工汇报时间等。在执行环节可以边下令边进行“五防”校验、潮流校核、设备状态校核以及操作步骤顺序校核。当点击回令时，如果设备状态和操作步骤的终止状态不符则提示用户是否回令。作废：在操作票流转的任一环节，如果调度

23、员发现该操作票不能继续进行，可以作废该张操作票。作废后的操作票保存在数据库中，供统计查询使用。归档：当一张操作票执行完毕后，将自动提示用户是否进行归档。如果操作票未执行完毕，则不能进行归档。归档必须在该签名的相关人员签完名之后方可以进行，归档后的操作票将不能进行编辑。流程日志：系统建立详细流程日志，记录每张操作票在流转过程中，所有参与人对票面做的各项操作修改。查看一张票的流程日志可以清楚地知道这张票从拟票到归档的整个生命周期的修改信息。4.6 操作票的统计和查询操作防误系统提供用户自定制统计查询功能，可以根据用户的配置，按照表中任何一个域信息进行组合模糊查询和统计。在输入查询条件时，可以提供方

24、便的输入方式，比如按照调度员查询，系统提供调度员列表以供选择，比如按照编制日期查询，系统提供对话框供用户选择时间。尽可能的减少用户的输入量。4.7 规则库定制智能操作票规则库的设计是操作防误系统的重点和难点，也是智能操作票的核心。它不仅决定了一个操作票系统的智能性、通用性，规则库的可维护性决定了操作票系统是否容易扩展，以及应用成功。要想做到操作票的智能性和通用性，操作票系统必须具备以下几个功能： 操作任务模型分析。开票人员将操作设备和操作任务提交给操作票系统，操作票系统需要自动进行操作任务分析。 知识库定义。操作票系统的知识库定义包括操作术语定义、操作语义定义、操作任务定义和规则框架定义。操作

25、术语定义就是将电气设备可以进行的操作进行的规范的文字表述。比如运行转冷备用等。操作语义定义是一定格式的字符串，用来定义操作步骤语句，是操作步骤语句的组成要素，在用户选择右键菜单的一个操作任务后，将操作语义符用相应的信息加以替换，即可以生成操作步骤语句。操作语义符的顺序、个数可以由用户自由组织。比如用代表当前操作对象所属厂站名称。操作任务定义是定义每种设备类型与其可以进行的操作之间关系，比如开关由运行转冷备用、变压器由运行转冷备用。规则框架定义用来定义操作任务和操作任务之间的关联关系，即一个操作任务可以是其他多个操作任务的集合，也可以是其他多个操作任务的子任务。 推理机。规则定义完毕后，根据用户

26、选择的操作任务进行遍历规则库进行推理，最终生成操作票。下面以开关由运行转冷备用为例，介绍规则定制的原理。图3 规则定制示例从图中可以看出，对于开关由运行转冷备用这个操作任务而言，操作设备是用户选择的某一特定开关，操作术语是用户选择的由运行转冷备用。调度员需要先将开关由运行转热备用，然后再将开关由热备用转冷备用。而对于开关由运行转热备用，还可以继续分解出断开开关这个操作步骤。对于开关由运行转冷备用这个操作步骤而言，它既是开关由运行转冷备用这个操作任务的子节点，同时它也是断开开关这个操作步骤的父节点。本文采用规则框架来表示操作任务和操作步骤之间这种分类分层、不断递归的关联关系，有效的解决了操作票知

27、识定义的难题。在图3中，对于开关由热备用转冷备用，在模拟时，需要继续分解为拉开负荷侧刀闸和拉开母线侧刀闸。因此在知识库中需要定义一些常量来表示这些设备类型，在推理的过程中，可以根据所选开关和操作设备类型自动搜索出对应的设备。从图3可看出，对于开关由运行转冷备用这个操作任务，在调度操作票中只要分解到第二级节点，即生成开关由运行转热备用和开关由热备用转冷备用就可以了，而对于集控站操作票而言，则需要继续分解到第三级，直到最终的叶子节点为止。规则库需要定义是哪些节点是需要出票的，哪些是要进行模拟操作的，即图中节点的动作行为。本文对于每个节点定义了四种动作行为。1、无。即该节点既不出票也不模拟。2、仅模

28、拟。即该节点仅模拟但不出票。3、仅出票。即该节点仅出票但不模拟。4、模拟并出票。该节点既出票也模拟 推理机的设计和知识库的设计有很直接的关系。由于知识库是采用规则框架来表示，因此推理机采用数据驱动的前向推理方式，从根节点出发，采用深度优先的搜索策略，逐步遍历每个子节点，根据设备的初始状态和终止状态决定子节点是否匹配成功，并根据子节点的动作行为生成最后的操作步骤序列和模拟步骤序列。在推理的过程中，采取推理、安全校核和模拟同步进行的方式，一旦安全校核失败就退出推理，提示用户推理失败。推理机在遍历子节点的过程中，需要解决的一个问题是如何决定每个子节点的操作设备。因为知识库是抽象知识的集合，并不会定义

29、具体的操作设备。由于根节点的操作设备由开票员选取，是已知的，因此本文采用从根节点出发，自动拓扑搜索，自动分析设备类型，如果某个设备的设备类型和子节点定义的设备类型一致，则匹配成功。推理机要解决的另一个问题是如果父子节点的动作行为不一致甚至相互矛盾，如何协调父子节点之间动作行为的。本文采用了如下的协调策略。1、 根节点的动作行为为无。2、 如果父节点和子节点的动作行为有交集，则父节点的动作行为优先级高于子节点的动作行为，即屏蔽到子节点的动作行为。3、 如果父节点和子节点的动作行为没有交集，则子节点的动作行为不受父节点动作行为的影响。4.8 流程及权限定制操作票的管理过程往往牵扯到多部门或同一部门

30、间多个人的协同工作，操作票需要从一个部门或一个人流转到另一个部门或另一个人。因此需要对表单的操作以及处理流程进行严格细致的控制，并且必须便于用户随着今后的发展而调整变动。为此，提供流程及权限定制工具，实现对操作票流转过程以及相关表单操作权限的配置管理。流程及权限定制工具通过对功能、角色、用户及组的多级管理机制，为系统的权限管理提供了精确的保障手段。为了保证整个系统的安全性，给不同的用户赋予不同的权限，只有被授权的用户才能作相应的操作。（1）若干概念 角色角色是对系统功能和用户职能的划分，设置角色的依据是根据电力部门的工作职能和工作性质。如：调度员，属于调度职能，在应用系统中具有开关等设备操作的

31、权限；查询员可以对应用系统中所有信息进行查询，但不可进行数据修改、设备操作等功能；录入员可对电网模型等相关数据进行录入、修改、添加、删除等，但不可进行调度管理和设备操作。因此，角色是权限系统中最基本单位，角色的职能一定要明确。 功能功能的设置是为补充角色或用户权限的不足，当一个用户具有某些角色或组的功能权限，但同时又具有某项单一功能的权限时，就必须为该用户单独设置功能权限。例如李XX，在系统中属于自动化科组，拥有录入员角色、查询员角色和分析员角色的权限，但是除此之外，他还具有开关操作的功能权限，由于他所属的组并不具备该项功能权限，因此就必须为他单独赋予开关操作功能的权限。功能的设置原则是必须单一，功能是最小的权限单位。 责任区如果说角色、组、用户的设置是对应用系统在纵向上进行了权限划分，那么责任区的设置则是在横向上进行了权限划分。责任区的设置是根据用户所管辖的地理区域或职能区域来划分的。对于一个电力局的应用系统，下属的各集控中心是根据地理区域不同而管辖不同范围的，每个集控中心的调度内容基本相同，只是所辖地理位置或