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摘 要：随着无人值班变电站的普及，在调控中心采用远方遥控进行倒闸操作正在逐步推广，随之而来的是远方遥控的防误问题的研究。目前国内关于远方防误系统的试点有多种模式，本文阐述的是基于EMS系统的、面向电网及设备的通用分析型防误体系的研制，它在电网建模拓扑分析基础上，应用双向启发式搜索算法实现防误，该系统已有成功运用实例，证实了其安全可靠性和推广应用价值。
关键词：防误；通用分析型；双向启发式搜索
Abstract. With the popularization of the unattended substation， in control center using remote control for switching operation is being popularized， the attendant is to study the problem of the remote control anti misoperation. Currently on the remote pilot error prevention system has a variety of models， this paper is to develop the anti error system of EMS system for power grid， and equipment based on general analysis， it analysis in power network topology based on the modeling， algorithm error proofing application of bidirectional heuristic search， the system has been successfully used examples， confirmed its the safety reliability and application value.
Keywords： anti-error； General analytical ，bi-directional heuristic search algorithm
0 引言
随着电力系统的规模越来越大，运行操作也越来越复杂。同时，电力企业集约化管理、“调控一体”运行管理模式的推行，都要求逐步推广远方遥控倒闸操作，减少变电运行人员在现场操作的时间和次数，从而进一步提高运行人员的劳动生产率，持续发挥无人值守变电站减人增效的优势，也提高操作的安全性。
但是，远方遥控必须同步考虑防误的配套解决措施，据了解，目前国内的防误系统针对远方遥控有两种试点模式：一是将各变电站的微机防误系统直接组网，并与远方SCADA系统以串口或网络方式互联，SCADA发出的遥控命令必须以报文方式通过网络问询各变电站的微机防误系统，在变电站就地微机防误系统验证通过后才能实施遥控[1]-[2]；二是建立一套集中式微机防误系统，该系统再以网络方式与变电站微机防误主机通讯，SCADA发出的遥控命令必须以报文方式通过网络问询集中式微机防误系统，由该系统与就地微机防误系统互联获得验证[3]-[5]。也有相当部分地区只依靠变电站的电气闭锁和机械闭锁，完全不考虑微机防误。
文中介绍的集成于EMS系统的通用分析型防误体系为远方遥控提供了更为科学的防误解决方案，它基于电网拓扑特征和防误规则构建通用防误模型，从而替代微机防误并上升为电网与设备兼顾的防误，它由面向间隔和变电站的防误上升为面向电网分析的防误，并形成免维护的综合分析型防误体系，减轻了维护人员的工作量，提高了电网操作的智能性、决策性。
1 综合防误分析原理
综合防误分析建立在拓扑分析的基础之上，它以电网为研究对象，不再以单个变电站或单个间隔为研究对象，将防误的理念进行由点到面的扩展，从单个间隔扩展到全网，从而达到不用单独维护防误规则的目的。
在进行具体分析时，我们先将电网中的设备进行功能细分，再将细分后的元件用图论之中的最基本的点和线构成拓扑图，再用双向启发式搜索法进行快速计算，得到辅助分析的结果
1.1 电网功能原子细分
如图一所示，综合的防误分析对电网的原子进行细分，我们在对电网模型中的任何一个设备的操作时，都可分解为对各功能元件的操作，并可根据不同功能类别的设备定义不同的操作特性和不同的描述，为免维护的综合防误分析的实现打下了严格的理论基础。
1.2 基于图论的双向启发式搜索
我们将电网中的物理设备首先进行数据库化，存储到数据库，然后在内存中进行分析，将它们都抽象成拓扑图，由不同意义的点和线构成。如果有操作触发计算时，系统将采用双向启发式搜索法进行快速计算。所谓双向启发式搜索，就是指搜索过程中同时由节点的两个方向或多个方向出发开始搜索，这一搜索过程只有当多个搜索区域以某种合适的形式相遇或者搜索区域到了尽头才结束[6]-[7]。对于各类不同的操作我们将定义不同的启发式搜索的函数。启发函数是用来估计搜索树上结点x与目标结点Sg接近程度的一种函数，通常记为h（x）。定义启发函数要根据具体问题具体分析，对于电网拓扑图我们抽象出如下几个特征要素：
？誗 设备功能原子的特征；
？誗 电网中各种支路的特征；
？誗 电网操作的特征；
由上叙的几个要素来确定搜索函数，缩小搜索范围，确定搜索方案。
在本系统中，需要得到操作给电网带来的影响，抽象到拓扑图中就是节点或支路的改变对整个拓扑图带来的变化，使用双向启发式搜索，根据确定的启发式搜索函数，从节点的多个方向搜索和遍历电网拓扑图，快速得到拓扑图的改变情况，再由拓扑图的改变具体到电网的改变，将具体的改变信息提示给用户。 2 通用分析性防误技术特点
通用分析性防误与常规的逻辑防误规则闭锁完全不同，它是基于扩展的网络拓扑分析实现的通用性、综合性防误。
所谓通用性就是指，通用分析性防误实现不是针对每个站每个设备分别制定逻辑规则，而是通过抽象的模型和状态的分析判断，为电网中所有设备定义通用的五防要求；
所谓分析性就是指，除了五防规定的五种情况外，还能约束很多危及电网安全的误操作，例如：误跨电压等级电磁环网、误使母线失压、误使变电站失压、误停保电设备、误解列、非同期合环、非同期并列等，这些误操作同样对电网、设备和人身安全有很大的危害
2.1 面向全网的防误分析
通用分析性防误是面向全网的，它的基础是全网的拓扑分析，我们对EMS常规的网络拓扑分析进行了扩展，拓扑分析是设备连接关系的分析，所连接的设备形成电气岛，电气岛的性质不仅仅包括带电、不带电、接地、非法接地等常规电网特征，还包括是否有中性点接地、是否有保电设备、是否有检修设备性质、是否被安全隔离等综合性信息要素进行分析，这些拓展分析是电力系统防误最为基本的要素，便于扩展防误的判断，形成综合型分析。
既然我们的分析是基于网络拓扑分析之上的，那么我们就将能将全网所有设备统一抽象成节点和支路的模型，在进行分析时，我们将对抽象的模型进行分析，避免了传统防误的大量规则描述的繁琐性和复杂性，使防误规则基本可免维护，适应各类运行方式和接线方式的变化；同时解决了变电站五防系统不能考虑跨厂站防误的弱点，从而使防误分析扩展到全网状态的分析，使防误分析更为全面可靠。
2.2 实时分析性防误
也就是利用实时数据进行防误分析，由于电网在操作票的拟制后和操作之间、以及各步骤操作过程存在着时间上的间隔，而其他非直接相关设备由于开关误动、保护误动、保护动作或不期望的运行方式调整，均有可能影响到当前的操作而成为误操作。实时性分析防误可及时的根据采集信息将以上所述情况纳入到分析过程中去，从而避免了这类非正常因素而产生的误操作。
2.3 调度指令约束
通用分析性防误将使用调度指令作为防误约束的条件，通过对调度指令的文字进行智能解析，得出需操作的设备ID和操作目的状态，以此作为约束遥控操作的条件。
3 应用案例
电力调控中心通用分析性防误已在蚌埠供电公司应用，它基于调度自动化EMS系统，实现了具备通用分析性防误的远方遥控操作，效果良好。我们以一个例子体现其全网拓扑分析的防误手段。
如果对蚌锥线检修，蚌埠变侧已将566开关转冷备用，而锥山变只将开关拉开，此时合上5660地刀，系统将提示：锥山变5663刀闸停电操作尚未结束，禁止合上5660地刀，如下图：
通过这个例子可以看出，系统中的防误是针对全网的，而不是单个的变电站或单个的间隔，解决了因电网复杂、对侧情况不清而造成的误操作。
4 总结
电力调控中心通用分析性防误技术针对目前远方遥控中的防误问题，为远方遥控操作的防误问题带来了全新的解决方案。它以电网设备元件的原子细分为分析原理，以双向启发式快速搜索为手段，在拓扑分析的基础上，全面的对电网操作进行安全分析，为操作者提供有效的分析决策信息，为建设安全的电网提供了保障，提高了供电的可靠性。
参考文献
[1] 蔡利峰. 微机型防误闭锁系统的开发与应用[J」.农村电气化，2004（6）：20-21.
CAI Lifeng. Development and Application of Microcomputer-based anti-mislock System[J]. Rural Electrification，2004（6）：20-21.
[2] 黄荣春. 一个新颖的电气防误操作系统.淮南工业学院学报. 2002，22（3）：22-24.
Huang Rongchun. A New Electric Anti-Mistake System. Journal of Huainan Institute of Technology.2002，22（3）：22-24.
[3] 郭创新，朱传柏.集控站自动化模式及综合防误操作系统研究.电力自动化设备.2001， 21（11）：7～10.
Guo Chuangxing，Zhu Chuanbo. Research on Automation Mode of Masterstation and Integrated Misoperation-Proof System. Electric Power Automation Equipment.2001， 21（11）：7～10.
[4] 谭跃凯，李胜利.集控站微机防误闭锁系统的应用探讨. 高压电器，2002，38（3）
Tan Yuekai，Li Shengli. Study On Preventing Mal-Operation On Lock System In Concentration Control Station By Micro-Computer.High Voltage Apparatus，2002，38（3）
[5] 冯迎春.网络型防误集控系统实现防误管理现代化[J].供电企业管理，2006（2）：38～41
Feng Yingchun. Wrong set of network-type anti-anti-error-control system implementation management modernization [J].Power Supply Enterprise Management， 2006（2）：38～41
[6] 黄河燕. 一种面向对象的启发式推理算法.计算机学报，2006，27（23）
Huang Heyan. An object-oriented heuristic reasoning algorithm. Journal of Computer Science and Technology，2006，27（23）
[7] 曹文明，胡克定，宋文忠，模糊集值产生式系统的启发式图搜索算法.东南大学学报，1996，4（7）
Cao Wenming，Hu Keding，Song Wenzhong， Heuristic Graph Search Algorithm on Fuzzy Interval Production System. Journal Of Southeast University，1996，4（7）
关键词：防误；通用分析型；双向启发式搜索
Abstract. With the popularization of the unattended substation， in control center using remote control for switching operation is being popularized， the attendant is to study the problem of the remote control anti misoperation. Currently on the remote pilot error prevention system has a variety of models， this paper is to develop the anti error system of EMS system for power grid， and equipment based on general analysis， it analysis in power network topology based on the modeling， algorithm error proofing application of bidirectional heuristic search， the system has been successfully used examples， confirmed its the safety reliability and application value.
Keywords： anti-error； General analytical ，bi-directional heuristic search algorithm
0 引言
随着电力系统的规模越来越大，运行操作也越来越复杂。同时，电力企业集约化管理、“调控一体”运行管理模式的推行，都要求逐步推广远方遥控倒闸操作，减少变电运行人员在现场操作的时间和次数，从而进一步提高运行人员的劳动生产率，持续发挥无人值守变电站减人增效的优势，也提高操作的安全性。
但是，远方遥控必须同步考虑防误的配套解决措施，据了解，目前国内的防误系统针对远方遥控有两种试点模式：一是将各变电站的微机防误系统直接组网，并与远方SCADA系统以串口或网络方式互联，SCADA发出的遥控命令必须以报文方式通过网络问询各变电站的微机防误系统，在变电站就地微机防误系统验证通过后才能实施遥控[1]-[2]；二是建立一套集中式微机防误系统，该系统再以网络方式与变电站微机防误主机通讯，SCADA发出的遥控命令必须以报文方式通过网络问询集中式微机防误系统，由该系统与就地微机防误系统互联获得验证[3]-[5]。也有相当部分地区只依靠变电站的电气闭锁和机械闭锁，完全不考虑微机防误。
文中介绍的集成于EMS系统的通用分析型防误体系为远方遥控提供了更为科学的防误解决方案，它基于电网拓扑特征和防误规则构建通用防误模型，从而替代微机防误并上升为电网与设备兼顾的防误，它由面向间隔和变电站的防误上升为面向电网分析的防误，并形成免维护的综合分析型防误体系，减轻了维护人员的工作量，提高了电网操作的智能性、决策性。
1 综合防误分析原理
综合防误分析建立在拓扑分析的基础之上，它以电网为研究对象，不再以单个变电站或单个间隔为研究对象，将防误的理念进行由点到面的扩展，从单个间隔扩展到全网，从而达到不用单独维护防误规则的目的。
在进行具体分析时，我们先将电网中的设备进行功能细分，再将细分后的元件用图论之中的最基本的点和线构成拓扑图，再用双向启发式搜索法进行快速计算，得到辅助分析的结果
1.1 电网功能原子细分
如图一所示，综合的防误分析对电网的原子进行细分，我们在对电网模型中的任何一个设备的操作时，都可分解为对各功能元件的操作，并可根据不同功能类别的设备定义不同的操作特性和不同的描述，为免维护的综合防误分析的实现打下了严格的理论基础。
1.2 基于图论的双向启发式搜索
我们将电网中的物理设备首先进行数据库化，存储到数据库，然后在内存中进行分析，将它们都抽象成拓扑图，由不同意义的点和线构成。如果有操作触发计算时，系统将采用双向启发式搜索法进行快速计算。所谓双向启发式搜索，就是指搜索过程中同时由节点的两个方向或多个方向出发开始搜索，这一搜索过程只有当多个搜索区域以某种合适的形式相遇或者搜索区域到了尽头才结束[6]-[7]。对于各类不同的操作我们将定义不同的启发式搜索的函数。启发函数是用来估计搜索树上结点x与目标结点Sg接近程度的一种函数，通常记为h（x）。定义启发函数要根据具体问题具体分析，对于电网拓扑图我们抽象出如下几个特征要素：
？誗 设备功能原子的特征；
？誗 电网中各种支路的特征；
？誗 电网操作的特征；
由上叙的几个要素来确定搜索函数，缩小搜索范围，确定搜索方案。
在本系统中，需要得到操作给电网带来的影响，抽象到拓扑图中就是节点或支路的改变对整个拓扑图带来的变化，使用双向启发式搜索，根据确定的启发式搜索函数，从节点的多个方向搜索和遍历电网拓扑图，快速得到拓扑图的改变情况，再由拓扑图的改变具体到电网的改变，将具体的改变信息提示给用户。 2 通用分析性防误技术特点
通用分析性防误与常规的逻辑防误规则闭锁完全不同，它是基于扩展的网络拓扑分析实现的通用性、综合性防误。
所谓通用性就是指，通用分析性防误实现不是针对每个站每个设备分别制定逻辑规则，而是通过抽象的模型和状态的分析判断，为电网中所有设备定义通用的五防要求；
所谓分析性就是指，除了五防规定的五种情况外，还能约束很多危及电网安全的误操作，例如：误跨电压等级电磁环网、误使母线失压、误使变电站失压、误停保电设备、误解列、非同期合环、非同期并列等，这些误操作同样对电网、设备和人身安全有很大的危害
2.1 面向全网的防误分析
通用分析性防误是面向全网的，它的基础是全网的拓扑分析，我们对EMS常规的网络拓扑分析进行了扩展，拓扑分析是设备连接关系的分析，所连接的设备形成电气岛，电气岛的性质不仅仅包括带电、不带电、接地、非法接地等常规电网特征，还包括是否有中性点接地、是否有保电设备、是否有检修设备性质、是否被安全隔离等综合性信息要素进行分析，这些拓展分析是电力系统防误最为基本的要素，便于扩展防误的判断，形成综合型分析。
既然我们的分析是基于网络拓扑分析之上的，那么我们就将能将全网所有设备统一抽象成节点和支路的模型，在进行分析时，我们将对抽象的模型进行分析，避免了传统防误的大量规则描述的繁琐性和复杂性，使防误规则基本可免维护，适应各类运行方式和接线方式的变化；同时解决了变电站五防系统不能考虑跨厂站防误的弱点，从而使防误分析扩展到全网状态的分析，使防误分析更为全面可靠。
2.2 实时分析性防误
也就是利用实时数据进行防误分析，由于电网在操作票的拟制后和操作之间、以及各步骤操作过程存在着时间上的间隔，而其他非直接相关设备由于开关误动、保护误动、保护动作或不期望的运行方式调整，均有可能影响到当前的操作而成为误操作。实时性分析防误可及时的根据采集信息将以上所述情况纳入到分析过程中去，从而避免了这类非正常因素而产生的误操作。
2.3 调度指令约束
通用分析性防误将使用调度指令作为防误约束的条件，通过对调度指令的文字进行智能解析，得出需操作的设备ID和操作目的状态，以此作为约束遥控操作的条件。
3 应用案例
电力调控中心通用分析性防误已在蚌埠供电公司应用，它基于调度自动化EMS系统，实现了具备通用分析性防误的远方遥控操作，效果良好。我们以一个例子体现其全网拓扑分析的防误手段。
如果对蚌锥线检修，蚌埠变侧已将566开关转冷备用，而锥山变只将开关拉开，此时合上5660地刀，系统将提示：锥山变5663刀闸停电操作尚未结束，禁止合上5660地刀，如下图：
通过这个例子可以看出，系统中的防误是针对全网的，而不是单个的变电站或单个的间隔，解决了因电网复杂、对侧情况不清而造成的误操作。
4 总结
电力调控中心通用分析性防误技术针对目前远方遥控中的防误问题，为远方遥控操作的防误问题带来了全新的解决方案。它以电网设备元件的原子细分为分析原理，以双向启发式快速搜索为手段，在拓扑分析的基础上，全面的对电网操作进行安全分析，为操作者提供有效的分析决策信息，为建设安全的电网提供了保障，提高了供电的可靠性。
参考文献
[1] 蔡利峰. 微机型防误闭锁系统的开发与应用[J」.农村电气化，2004（6）：20-21.
CAI Lifeng. Development and Application of Microcomputer-based anti-mislock System[J]. Rural Electrification，2004（6）：20-21.
[2] 黄荣春. 一个新颖的电气防误操作系统.淮南工业学院学报. 2002，22（3）：22-24.
Huang Rongchun. A New Electric Anti-Mistake System. Journal of Huainan Institute of Technology.2002，22（3）：22-24.
[3] 郭创新，朱传柏.集控站自动化模式及综合防误操作系统研究.电力自动化设备.2001， 21（11）：7～10.
Guo Chuangxing，Zhu Chuanbo. Research on Automation Mode of Masterstation and Integrated Misoperation-Proof System. Electric Power Automation Equipment.2001， 21（11）：7～10.
[4] 谭跃凯，李胜利.集控站微机防误闭锁系统的应用探讨. 高压电器，2002，38（3）
Tan Yuekai，Li Shengli. Study On Preventing Mal-Operation On Lock System In Concentration Control Station By Micro-Computer.High Voltage Apparatus，2002，38（3）
[5] 冯迎春.网络型防误集控系统实现防误管理现代化[J].供电企业管理，2006（2）：38～41
Feng Yingchun. Wrong set of network-type anti-anti-error-control system implementation management modernization [J].Power Supply Enterprise Management， 2006（2）：38～41
[6] 黄河燕. 一种面向对象的启发式推理算法.计算机学报，2006，27（23）
Huang Heyan. An object-oriented heuristic reasoning algorithm. Journal of Computer Science and Technology，2006，27（23）
[7] 曹文明，胡克定，宋文忠，模糊集值产生式系统的启发式图搜索算法.东南大学学报，1996，4（7）
Cao Wenming，Hu Keding，Song Wenzhong， Heuristic Graph Search Algorithm on Fuzzy Interval Production System. Journal Of Southeast University，1996，4（7）