电网月度(年度)检修计划图示化智能分析

电网检修计划图示化智能分析与管理系统

一、概述

往常，编排月度（年度）检修计划都是基于工作人员的经验，结合电网各方面的因素综合考虑而得到的，但由于这个生成过程完全依赖于工作人员大脑思维过程，所以它跟工作人员的工作经历、工作经验、工作积极性、工作责任性、工作创造性有很大关系，但大脑思维毕竟是一种比较容易懈怠的过程，当思维转移时，工作被间断，往往造成工作人员顾此失彼；大脑思维的间断性，造成工作的连续性、衔接性很差，中间易产生遗漏；大脑思维的局限性，很难做到平衡计划时，所有工作任务考虑的因素面面俱到、安排的检修工作能够顾全大局。尤其是当遇到春、秋检，检修工作比较集中时，平衡检修计划工作量大、压力大、考虑不周的情况时有发生，对电网安全运行存在极大的隐患。 鉴于上述问题，我们提出了用具备连通性的图形来代表电力设备，通过图元组合成电网一次接线图。图元与数据库相连，记录设备状态，使通过图元连接成的电网一次接线图最大限度的与实际电网运行状况接近。通过研究与分析白银电网月度检修计划的生成过程，将影响月度检修计划编排的诸方面因素，总结为计算机可以处理的规则，在电网一次接线图上进行网络拓扑的基础上进行智能分析，从而完成白银电网月度检修计划智能分析过程。根据智能分析判断出检修计划对电网造成的影响，通过图形闪烁、元件变色等手段提示给用户，形象直观的得到检修计划所产生的影响。

考虑以往部分二级单位上报检修计划需要从较远的地方乘车到调度通信中心。系统设计了通过B/S模型IE 浏览器登陆系统网站上报检修计划，二级单位主任直接通过网页审批检修计划，实现了上报计划流程的网络化。

本系统主要体现了图形化、智能化、网络化等概念。其名称叫：《电网检修计划图示化智能分析与管理系统》。

二、系统需求

2. 1 二级单位专责能够通过网络上报检修计划(月检、春检、临检；每月可多次上报临检计划) ，下载本单位已上报的检修计划或平衡会后的正式检修计划并以excel 报表形式存档，对于已到检修周期设备给出相关提示。

2.2 各二级单位主任能够通过网站及时审批专责上报的计划，主任有权对计划批复通

过，或返回给专责修改，驳回后注明未通过原因。

2.3 生产技术部可以通过网页浏览查看二级单位上报的检修计划，批复经二级单位上报的临检计划，也可以驳回临检计划，并可以注明未通过原因。

2.4 专责，二级单位主任，生技部均可以通过网站查询本单位、其他任何二级单位、所有二级单位的上报计划和平衡后计划。

2.5 网站要具备语音提示功能，根据不同身份和不用的操作，给予不同的语音提示。

2.6 提供给客户端（调度通信中心）绘制电网的功能，调度中心工作人员可以根据电

网结构改变自己绘制电网一次接线图，包括的设备类型：开关、线路、母线、变压器、刀闸、电源。具备一般图形编辑器的所有基本功能(例如：粘贴、复制、旋转、拖动、放大、缩小等功能) 。

2.7 智能分析模块要求速度快、步骤少、图形模式下提示直观。

a) 能全屏显示虚拟电网，能够直观反映电网接线方式。

b) 电网接线图图元颜色、形状要符合电力系统的行业标准，图形规范、整齐。 c) 整合计划：系统提示方式人员计划中存在重名的设备（白银线和银白线）是否需

要整合。系统提示方式人员计划中存在检修设备相同，但检修时间不同的计划，是否需要整合。

d) 一般规则：根据现有的检修计划进行拓扑遍历，提示出受影响的设备；

e) 特殊规则包括：牵引变规则、带重要用户的重要线路、电网N-1规则、高压环网

运行规则；农灌规则、同一线路多单位维护、配网出线的环网手牵手线路、同杆多回线路等8条规则。当选择此特殊规则后，此特殊规则便参加到智能分析中去，而且特殊规则是在一般规则的基础上进行，即分析的数据为停电设备+受影响的设备。

f) 根据以上规则对检修计划进行智能分析，提示出存在冲突的计划，并用*或#来提

示特殊规则，而且特殊规则要在一般规则前提示。

g) 计划中存在冲突时，可以定位到冲突设备，冲突设备闪烁后变色，在信息栏内有

相应文本提示信息。

h) 提供人工干预接口，调度中心工作人员可以以比较直接的方式修改冲突计划。 i) 能够在虚拟电网图中显示某天的运行状态（以天为单位）：即到当天为止还有

哪些计划正在实施。

j) 实现推图功能，通过双击变电站名称，推出此变电站的具体图，并且包含此时的

实时运行状态。

k) 智能分析结束后，提供生成报表的功能。根据月方式和日方式的不同，打印的数

据也有差异。打印报表的时间类型包括：计划停电时间、计划提交时间，其中计划提交时间包括变更到此打印时间段内的计划(月方式) ，计划停电时间生成报表中包括临检计划（日方式）；数据类型包括：全部计划、春检计划、变更计划、>=220kV。

2.8 可以对计划进行设置变更和未执行状态，可以对计划进行增删改，同时可以上传到服务器数据库平衡会后的计划，供二级单位专责、主任和升技科查询。

2.9客户端的超级用户可以按需求灵活的授予客户端的一般用户的对各功能模块的操作权限。

3.0其他辅助功能。

① 提供给调度图形中心用户对电网中的基本信息进行设置的接口。

② 提供按任意组合进行模糊查询及浏览平衡后计划的功能。

③ 调度通信中心管理登陆网站人员、单位的登陆信息。

④ 调度通信中心系统管理人员可以对现有的特殊规则进行编辑，对设备基本信息库进行维护

⑤ 无论在网站还是在客户端，当用户登录后，可以显示当前用户的信息。

⑥ 提供服务器端和客户端数据备份还原功能。

三 系统设计目标

① 建立符合白银供电公司检修计划上报及处理流程的，基于B/S模式的检修计划上报系统。

② 建立将一般电网运行规则结合白银电网运行特殊规则的基于网络拓扑分析的C/S模式客户端

③ 在系统调查、分析的基础上，建立完善合理的系统模型，在此基础上合理进行系统的划分，定制功能模块，实现业务的网络流程化管理。

④ 建立良好的人机界面，便于人员的管理、操作和使用。

⑤ 提供用户对已上报检修计划、平衡后检修计划及临时性检修计划的WEB 查询功能。 ⑥ 提供方便的用户管理界面及数据库备份、还原工具，特殊规则中具体数据可由系统管理员修改。

⑦ 灵活的权限管理功能。

⑧ 客户端能很好的辅助方式人员对检修计划进行编排

⑨ 网站能完成从二级单位上报检修计划(月检、春检、临检) 到检修计划到达调度通信中心过程中的所有流程。

四 系统设计原则

① 系统具有可扩充性：系统的设计在要充分考虑系统的可扩充性，满足用户增减的变化，以及硬件环境的变化。

② 系统具有可管理性：为符合今后电网运行的发展，系统需提供对电网运行特殊规则的修改功能，方便系统管理人员对系统运行状况进行调整，保证智能分析的正确性。

③ 系统的稳定性：充分考虑公司计算机设备的现状，系统要能在现有的多种WINDOWS 平台上运行，而且对计算机性能要求不高。对用户采用有效的身份确认机制，系统对每个重要操作和处理留下日志或痕迹记录。

④ 系统的实用性：采用统一软件入口设计，采用“信息找人”的工作模式，避免用户进入不同的软件界面去寻找业务处理过程，采用“待办工作”的形式，将系统内所有的待处理业务统一集中在一个软件界面中完成；根据个人权限不同，系统动态显示适当的个人操作界面。

五 关键技术分析及其合理性

开发月度检修计划图形化智能分析系统，主要解决网络拓扑分析和智能分析模块，通过对系统的分析研究，我们以为采用图形拓扑的数据前向推理在技术上是可行的，主要基于以下几点：

① 网络拓扑分析功能已在其它系统中（例如：白银电网电气设备动、热稳定校验系统、调度自动化系统）开发成功，实现界面直观的图示化系统在技术上成熟； ② 利用最新的JSP 技术开发符合白银供电公司生产流程的检修计划上报、处理流程，JSP 技术现在是国际上最先进的多平台开发工具，利用它开发的B/S平台具有计算机资源占用率低，可移植性好等特点，符合本系统在多用户平台下使用的情况。 ③ 将白银电网运行的牵引变规则、带重要用户的重要线路、电网N-1及高压环网运行规则；农灌规则、配网出线的环网手牵手线路；同杆多回线路（只考虑变电站

出线侧）等特殊规则结合电网一般规则进行智能分析，使推理更符合逻辑，更贴近于实际工作。

④ 根据数据安全性的要求，采用数据分开存储的模式，计划上报数据及平衡后数据存储在服务器，图形及设备参数存储在客户端，提供数据备份及恢复的工具。 ⑤ 考虑电网正常检修方式安排和春检检修方式的特殊性，设计统一处理，报表分离的办法。单独设计临时性检修计划上报及处理流程。这些设计符合白银供电公司生产实际。

六 经济上的合理性

完成月度检修计划图形化智能分析系统各项科目支出符合当前市场行情，该系统完成后，实现了检修计划通过公司局域网上报，节约了报送计划报表的车辆使用费，减少了检修计划的处理时间，使各二级单位管理人员提高了工作效率，改进了方式人员的工作模式，其技术上是可行的，经济上是合理的。

七 程序开发关键技术的研制

7.1系统数据库的设计

数据库设计主要是完成相关数据库的建立与关联。我们充分将实际工作中月度检修计划及临时性检修计划生成的工作流程通过系统B/S模式实现，所有计划存入原始计划数据库中，使用C/S模式客户端进行智能分析，充分完善电网运行的特殊规则的内容。

客户端C/S模式和网站B/S模式的关联主要通过数据库实现。

为了保证数据的完整性、安全性，整个系统的数据库分为服务器端数据库(byServer)和客户端数据库(byClient)两大部分。

服务器端数据库存储系统的设备信息、工作人员登陆网站的登陆信息、二级单位上报的检修计划、调度中心上传的平衡后的检修计划。由于服务器端数据库存储的数据是整个系统的基础，为了保证数据的安全性，此部分数据库存放在服务器端。同时，服务器端数据库是二级单位和调度中心交互信息的桥梁。

二级单位通过B/S模式上报的检修计划均存储在服务器端数据库 ，同样二级单位通过网站直接浏览数据库端数据库中存放的原始检修计划。客户端进行智能分析时所需的设备信息、检修计划均来自与服务器端数据库，平衡后的检修计划也上传到服务器端数

据库。

客户端数据库设计了设备信息表、检修计划表，智能分析时将所需信息从服务器端数据库下载到本地客户端数据库。在本地数据库中对计划进行分析修改，即使在分析过程中出现误操作，将检修计划丢失或破坏了数据的一致性也不会对整个系统的数据基础造成大影响。客户端只需重新将数据从服务器端数据库再下载过来即可。

客户端数据库还设计了与白银电网特殊规则相关的表，如：重要线路表、冲突线路表、农灌用户表、同杆线路表等，这些表中的数据作为特殊规则判据参与智能分析。

7.2 图形编辑器模块设计

提供电力设备图元：三卷变压器、二卷变压器、垂直开关、水平开关、垂直刀闸、水平刀闸、横向母线、纵向母线、垂直线路、水平线路、电源；提供基本图元：标签、连接线（直线连接线、折线连接线、多点连接线、曲线连接线）。

两电力设备图元间须由连接线连接。并且规定连接线的方向（正向、双向），此为电网电流的实际方向。

当绘制完电网图后，要对电力图元绑定设备信息，为了提高智能分析的速度，把所有的电力设备信息直接保存到电网一次接线图中。根据图元信息中的电压不同，电力元件显示不同的颜色。电压等级包括（750，330，220，110，35，10，6）。

编辑器提供一般图形编辑器的所有基本功能，例如：复制，粘贴，拷贝，放大，缩小，旋转，水平镜像，垂直镜像，撤销，重做，新建，打开，保存，打印等功能。而且提供对电力元件的查询功能。

当对一次电网接线图绑定数据后，电网要进行电网核查，此时把连接不正确或数据绑定不完全的设备居中闪烁，用户此时可以进一步完善电网图。

当图元放到画布上，即可以看到现在图元的坐标，它可以进行左对齐和上对齐操作，并且可以进行精确定位。当单击图元时，右边的属性框显示出此图元的所有基本信息。

7.3智能分析模块设计

智能分析模块是整个系统的核心部分，该部分主要完成通过电网拓扑图对检修计划进行分析计算，查找出存在冲突的检修计划、以及与白银电网特殊规则相抵触的检修计划，提示给工作人员。

为实现通过虚拟电网智能分析计划，我们为电网中的每个图元都绑定了相应的信息，从而使每个图元不是孤立单一的简单图形符号，而是有具体含义并且与数据库关联的信息单元。

每个图元绑定好相应信息后，通过连接线将他们连成一张完整的电网，虚拟电网中电流的流向根据实际电流流向设定。整个虚拟电网构成一张有向图。对于一般规则的判断，按照有向图遍历的算法，以图中的电源为起点，根据电流的流向依次遍历图中的每个元件，当某设备检修时，电流将无法流通过该设备，从而也无法遍历此设备相关联的其他设备。系统将电流无法流过的设备全部标识出来，他们就是相应时间段内检修计划造成的影响，最后，系统通过将这些设备变色、闪烁，以及文字提示的方式在虚拟电网中显示给工作人员。工作人员根据需要对计划进行相应调整。

对于需求规定中要求的其他特殊规则，简单的通过遍历电网无法准确判断计划造成的影响，因此，我们对涉及到的特殊规则通过特定的实现方法实现：

牵引变规则实现方法：

将牵引变的名称及两个电源的信息存入数据库的QY 表中。智能分析过程中，将QY 表中电源的信息与检修计划进行查询比对，若检修计划中存在某一牵引变的双电源在两天之内出现连续检修，则违反了相关的牵引变停电规则，系统会提示出相应错误信息。

220kV 、330kV 规则实现方法：

通过处理检修计划，将同一时间段内检修的设备分为一组，此信息存在tempMonrep 表中。如每组的设备中存在两个或两个以上的220kV 或330kV 的变压器或线路，则违反了220kV 、330kV 的n-1规则，系统会提示出相应的错误信息。

冲突线路规则实现方法：

将电网中的冲突线路(即，不能在同一时间段内停电的线路) 存放到客户端数据库的CTXL 表中。智能分析过程中，将同一时间段内检修计划涉及到的设备与CTXL 表中的设备进行查询比对，若发现有冲突设备同时停电，则违反了冲突线路规则，系统提示出相应错误信息。

重要线路规则实现方法：

根据《调度员工作手册》将白银电网重要用户的主、备用电源(即重要线路) 提前录入到客户端数据库的ImportantUser 表中。智能分析过程中，将同一时间段内的检修计划及其影响到的设备提取出来，到ImportantUser 表中进行查询，若某一重要用户的主、备用电源同时停电，则违反了重要线路的停电规则，系统会提示出相应的错误信息。

农灌规则实现方法：

将农灌客户信息存入客户端数据库IrrInfo 表中。智能分析过程中，将同一时间段内的检修计划及其影响到的设备提取出来，到IrrInfo 表中进行查询，若某一农灌客户的供

电线路停电，并且停电时间跟农灌上水时间冲突，则违反了农灌客户的相关规则，系统给出相应的错误信息。

配网手拉手规则实现方法：

将符合“手拉手”规则的线路输入到数据库HandsInfo 表中，将同一时间段内的检修计划及其影响到的设备提取出来，到HandsInfo 表中进行查询，若有其中一条线路停电则提示给工作人员，若相应的两条线路均停电则不予提示。

同杆线路规则实现方法：

将符合“同杆线路”规则的西路输入到数据库SameStick 表中，将同一时间段内的检修计划及器影响到的设备提前出来，到SameStick 表中查询，若有同杆线路中的一条线路停电，则将其提示出来。

EXECL 与数据库自由转化问题

各检修单位分别使用EXECL 、WORD 制作月度检修计划上报调度中心，开发该系统后，发现EXECL 制作表格灵活并易于数据库关联，所以要求各检修单位统一使用EXECL 格式上报计划，同时针对不同供电单位检修计划格式不同，使用EXECL 制作模板，这样也有利于系统推广。

八 系统测试

《电网检修计划图示化智能分析与管理系统》测试是对系统运作性能验证的一个重要环节，在计算机安装系统软件，针对菜单中的各项功能逐一录入数据进行测试，出现问题及时与开发人员取得联系并得到及时解决，如此多次循环往复，使程序不断优化。

九 开发研制结果

系统采用Windows 窗口界面，中文人机对话，使操作简单、快速，通过编译形成可执行文件，可在多种平台使用，通用性，可移植性好。

系统推理性强，逻辑判断准确，计划编排符合电网检修要求，存储容量大，方便了电网检修管理人员的数据查询，对电网的检修分析有很大的帮助。

9.1 关键性技术解决后的效果

通过实测表明，本系统采用的一些关键技术是成功的。

① 统一关联数据库的解决，使系统的逻辑推理更具合理、更灵活方便；

② 系统的自学习功能及优选方式功能，更合理的解决了一些智能系统无法推理解决的问题，完善了系统的逻辑推理库；

③ 系统数据库与Excel 相关联，合理地解决了通用性不强的问题。

9.2 系统开发所产生的效益与作用

电网检修计划图示化智能分析与管理系统的开发，所产生的经济效益和社会效益是可观的，主要体现在以下几个方面：

① 可以优化全网范围内的电气一、二次设备检修计划，协助检修管理人员编排月度检修计划；

② 有利于月度检修计划的准确、及时下达，便于查询，统计，减少资料的库存积累； ③ EXECL 与数据库数据自由转换，省时省力；

④ 规范了电网月度检修计划的格式，使其整洁规范，避免了因人工处理而带来的差错；

⑤ 有广泛的推广价值，极高的开发前景，使电网检修管理人员从繁杂的工作中解脱出来，大大减轻了工作人员的劳动强度。

十 系统软硬件配置

10.1客户端配置情况

※ 操作系统:中文Windows 95及以上版本

※ 运行软件:中文OFFICE 97及以上版本

※ 硬件环境:PⅢ及以上配置的计算机, 内存最低要求128M

10.2 服务器配置情况

由于服务器只是存储数据及提供流程上报功能，对硬件要求不高，现有的服务器均能满足要求

十一 系统使用情况

系统自使用以来，运作正常，有良好的使用价值，它具有如下特点：

① 通过对检修设备、变电站运行方式、检修周期、检修性质等的分析，利用智能判断和人工干预及有关电网运行规约进行逻辑判断，自动生成月度检修计划，减轻了方式检修人员的劳动强度提高了调度任务书的准确度。

② 可以优化全网范围内的电气一、二次设备检修计划，协助检修管理人员编排月度检修计划；

③ 有利于月度检修计划的准确、及时下达，便于查询，统计，减少资料的库存积累； ④ EXECL 与数据库数据自由转换，省时省力；

⑤ 规范了电网月度检修计划的格式，使其整洁规范，避免了因人工处理而带来的差错；

⑥ 有广泛的推广价值，极高的开发前景，使电网检修管理人员从繁杂的工作中解脱出来，大大减轻了工作人员的劳动强度；

⑦ 方便的安装技术，良好的人机对话界面。