調(diào)控模式下的集控防誤系統(tǒng)研究與應(yīng)用

【摘要】本文針對調(diào)控模式下的變電站設(shè)備集中監(jiān)控與調(diào)度控制體系，提出了一種基于防誤服務(wù)器的多層次集控防誤閉鎖架構(gòu)，下轄調(diào)控中心、操巡隊(duì)、受控站的集控站微機(jī)防誤操作系統(tǒng)。不僅從技術(shù)層面滿足防誤的閉鎖的全面性和強(qiáng)制性要求，同時(shí)也符合調(diào)控一體化模式的實(shí)際運(yùn)行與管理要求。

【關(guān)鍵詞】調(diào)控一體化；防誤服務(wù)器；調(diào)控中心；監(jiān)控防誤工作站；拓?fù)溥壿?/p>

1.概述

電氣誤操作不僅影響安全生產(chǎn)，造成經(jīng)濟(jì)損失，甚至還會導(dǎo)致人身傷亡。防止電氣設(shè)備誤操作是一個(gè)復(fù)雜的綜合性問題，由于各種電氣設(shè)備的操作都需要人的干預(yù)，目前電網(wǎng)中的受控站采用防誤閉鎖裝置，是為了有效防止電氣設(shè)備誤操作引發(fā)人身和電網(wǎng)重大事故技術(shù)措施之一。而隨著智能電網(wǎng)建設(shè)、受控站設(shè)備技術(shù)水平的提高、管理模式的變化。目前受控站防誤裝置滿足不了“調(diào)控一體化”要求，探索適應(yīng)“調(diào)控一體化”新模式的防誤操作系統(tǒng)，完善防誤操作技術(shù)措施工作就顯得尤為重要。

2.調(diào)控模式下集控防誤解決方案

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

（1）建立以調(diào)度中心防誤服務(wù)器為主，下轄各受控站的調(diào)度防誤操統(tǒng)。（2）通過在調(diào)控中心監(jiān)控工作席增設(shè)防誤工作站實(shí)現(xiàn)監(jiān)控端防誤功能。（3）實(shí)現(xiàn)調(diào)控層、操作隊(duì)層、站控層、間隔層、過程層的多層次防誤閉鎖。（4）實(shí)現(xiàn)調(diào)控中心、受控站后臺、測控屏、端子箱、就地操作機(jī)構(gòu)等多操作點(diǎn)的防誤閉鎖。（5）通過建立多層次防誤閉鎖架構(gòu)，解決集控層單項(xiàng)及程序化遙控操作的閉鎖，滿足電氣設(shè)備的多操作模式、多操作點(diǎn)的防誤閉鎖要求。保證設(shè)備操作權(quán)的唯一性，支持多任務(wù)并行操作防誤等功能。（6）防誤閉鎖要具有全面性和強(qiáng)制性，電氣設(shè)備的所有操作，包含調(diào)控中心的遙控操作、變電站的現(xiàn)場操作、單任務(wù)操作以及多任務(wù)、多班組并行操作，都必須進(jìn)行統(tǒng)一的防誤邏輯驗(yàn)證，才能進(jìn)行倒閘操作。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

2.2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2.2 系統(tǒng)說明

針對“調(diào)控一體化”的操作、管理模式，本方案按照客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的方式考慮，采用調(diào)控中心、運(yùn)維所和變電站的三層防誤閉鎖構(gòu)架，本著節(jié)省投資、最大化實(shí)現(xiàn)功能齊備的目標(biāo)，在保留原先變電站的防誤系統(tǒng)和鎖具的基礎(chǔ)上，增加了必要的通信裝置、升級軟件等，實(shí)現(xiàn)不同層次的集控站微機(jī)防誤系統(tǒng)。

本方案中防誤服務(wù)器采用雙服務(wù)器冗余配置。防誤服務(wù)器的維護(hù)即可在屏柜上，也可在各級防誤工作站實(shí)現(xiàn)，并設(shè)立維護(hù)權(quán)限。防誤服務(wù)器可對所有受控站的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、統(tǒng)計(jì)、查詢，并可進(jìn)行開票、模擬預(yù)演、調(diào)控層遙控操作閉鎖、唯一操作權(quán)管理等防誤功能。

運(yùn)維所的防誤工作站采用計(jì)算機(jī)作為操作界面，集中顯示各個(gè)子站的一次設(shè)備狀態(tài)及運(yùn)行方式。每個(gè)防誤工作站可設(shè)定操作控制的變電站，無關(guān)變電站不顯示。所有的受控站都?xì)w屬調(diào)控中心防誤服務(wù)器管轄，隨著子站數(shù)量的不斷增多，可以通過調(diào)整權(quán)限設(shè)置，重新實(shí)現(xiàn)各層的管理權(quán)限，在改造過程中逐步實(shí)現(xiàn)與調(diào)控中心對接的功能。

2.3 調(diào)控中心設(shè)計(jì)

（1）防誤服務(wù)器：1）防誤服務(wù)器能對所有受控站的數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)查詢功能，并能實(shí)現(xiàn)開票、模擬預(yù)演、調(diào)控層遙控操作閉鎖、唯一操作權(quán)管理等防誤功能。2）防誤服務(wù)器還可綜合變電、線路、配網(wǎng)的設(shè)備信息，進(jìn)行全面的電網(wǎng)防誤。3）閉鎖邏輯采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥壿?，根?jù)接線圖和配置表自動(dòng)生成邏輯關(guān)系，滿足各種運(yùn)行方式，并具有動(dòng)態(tài)判定檢修安全區(qū)域和動(dòng)態(tài)掛接地線判斷等特色功能。4）數(shù)據(jù)、程序自動(dòng)同步更新功能。

（2）監(jiān)控席防誤工作站：1）可以在監(jiān)控中心的防誤工作站上進(jìn)行模擬預(yù)演、開票，執(zhí)行操作票，對監(jiān)控系統(tǒng)操作實(shí)現(xiàn)軟閉鎖。2）通過防誤主站服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與防誤子站（受控站）實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證監(jiān)控中心防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)的一致性。

2.4 運(yùn)維所設(shè)計(jì)

（1）可在運(yùn)維所的防誤工作站上提前準(zhǔn)備操作票，模擬預(yù)演、傳電腦鑰匙，由相關(guān)人員拿電腦鑰匙到受控站去操作。

（2）操作完畢后，電腦鑰匙既可以在受控站回傳也可以回運(yùn)維所回傳。

（3）系統(tǒng)自動(dòng)同步設(shè)備狀態(tài)變化，保證運(yùn)維所防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)上的一致性。

（4）防誤工作站，可對受控站進(jìn)行設(shè)定，無關(guān)聯(lián)的受控站可不顯示。

2.5 受控站設(shè)計(jì)

（1）避免受控站防誤建設(shè)的重復(fù)投資，現(xiàn)有的受控站如果滿足微機(jī)防誤閉鎖功能，可保留原受控站的微機(jī)防誤系統(tǒng)和鎖具，通過對舊系統(tǒng)升級實(shí)現(xiàn)不同層次的防誤系統(tǒng)功能。

（2）未采用微機(jī)防誤系統(tǒng)的受控站，需進(jìn)行改造以滿足防誤系統(tǒng)接入的要求。

（3）受控站可接收下發(fā)的操作票，并可對調(diào)令進(jìn)行返校，開出具體執(zhí)行操作票。

3.調(diào)控模式下集控防誤系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

3.1 系統(tǒng)功能

（1）數(shù)據(jù)集中管理：防誤服務(wù)器對所有數(shù)據(jù)進(jìn)行集中管理、統(tǒng)計(jì)、查詢，為所有站提供五防功能服務(wù)?？蓪?shí)現(xiàn)集中控制、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一檢修。

（2）多層次的全面防誤閉鎖：從設(shè)備操作全程防誤的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)控層、站控層、間隔層、過程層的防誤閉鎖。

（3）遙控操作閉鎖：通過在調(diào)控中心設(shè)置監(jiān)控防誤工作站，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)方遙控操作的強(qiáng)制閉鎖，只有通過防誤系統(tǒng)實(shí)時(shí)邏輯校驗(yàn)通過后，允許監(jiān)控后臺執(zhí)行相應(yīng)設(shè)備的遙控操作。

（4）適用于多種運(yùn)行方式：集控防誤操作系統(tǒng)能滿足集控站實(shí)現(xiàn)集中控制、統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一維護(hù)、統(tǒng)一檢修的多種運(yùn)行方式。

（5）集控主站和各子站間信息同步：不論是在集控主站用電腦鑰匙回傳還是與子站通訊，集控主站均可接收操作完成后的回傳信息，實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證主站裝置與子站裝置在設(shè)備狀態(tài)上的一致。

（6）唯一操作權(quán)功能：對于任何設(shè)備，在任意時(shí)刻，確保只有唯一的人員可以取得該設(shè)備操作權(quán)。該人員取得操作權(quán)后，可在調(diào)控中心、站控層、設(shè)備層、間隔層任意層進(jìn)行操作，任何其他人員，都不能操作該設(shè)備和相關(guān)的設(shè)備，只有該工作人員工作結(jié)束，釋放操作權(quán)，或主動(dòng)將該操作權(quán)轉(zhuǎn)移，其他人員才有可能對該設(shè)備及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。確保操作人員和被操作設(shè)備的安全。

（7）多任務(wù)操作功能：防誤系統(tǒng)具有多任務(wù)并行操作的功能，可在防誤系統(tǒng)上同時(shí)開出多項(xiàng)操作任務(wù)，由多位運(yùn)行人員同時(shí)進(jìn)行不同的操作任務(wù)。

（8）操作權(quán)管理：對于任何設(shè)備，在任意時(shí)刻，確保只有唯一的人員可以取得該設(shè)備操作權(quán)。該人員取得操作權(quán)后，可在調(diào)控中心、站控層、設(shè)備層、間隔層任意層進(jìn)行操作，任何其他人員，都不能操作該設(shè)備和相關(guān)的設(shè)備，只有該工作人員工作結(jié)束，釋放操作權(quán)，或主動(dòng)將該操作權(quán)轉(zhuǎn)移，其他人員才有可能對該設(shè)備及相關(guān)設(shè)備進(jìn)行操作。確保操作人員和被操作設(shè)備的安全。

（9）防誤服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞勒`功能：基于系統(tǒng)拓?fù)涞姆勒`邏輯判斷不僅可以實(shí)現(xiàn)開關(guān)、刀閘和接地刀閘操作的基本五防外，還支持一些特殊的防誤邏輯，如甩負(fù)荷，合環(huán)/解環(huán)，倒母，旁代等復(fù)雜操作方式的判斷，使防誤功能更加全面。

（10）站間聯(lián)絡(luò)線閉鎖功能：可實(shí)現(xiàn)完善的站與站之間聯(lián)絡(luò)線上設(shè)備的閉鎖，防止兩個(gè)有聯(lián)絡(luò)設(shè)備的站之間操作時(shí)，出現(xiàn)本側(cè)有負(fù)荷對側(cè)掛接接地線/合接地刀、本側(cè)有接地線/地刀對側(cè)合刀閘等惡性事故的發(fā)生。

（11）不同廠家防誤系統(tǒng)互連：國內(nèi)主流五防廠家的防誤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)互連互通。

3.2 調(diào)控中心防誤服務(wù)器

（1）防誤服務(wù)器負(fù)責(zé)整個(gè)防誤系統(tǒng)的維護(hù)和管理。并為所有客戶端提供防誤功能服務(wù)。（2）具備與監(jiān)控系統(tǒng)通訊功能：實(shí)現(xiàn)互傳遙信，既可以從監(jiān)控系統(tǒng)取得一次設(shè)備狀態(tài)，又可以將一些虛遙信點(diǎn)送給監(jiān)控系統(tǒng)；能夠?qū)崿F(xiàn)對監(jiān)控系統(tǒng)的遙控閉鎖功能。（3）可以和防誤子站實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證主站與子站設(shè)備狀態(tài)上的一致性。

3.3 調(diào)控中心防誤工作站

（1）根據(jù)辦公席位設(shè)置相應(yīng)的防誤工作站，可以在調(diào)控中心的防誤工作站上進(jìn)行模擬預(yù)演、開票，執(zhí)行操作票，對調(diào)控中心監(jiān)控辦公席的遠(yuǎn)方遙控操作實(shí)現(xiàn)閉鎖。（2）通過調(diào)控中心的防誤服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與防誤子站實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證調(diào)控中心防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)的一致性。

3.4 運(yùn)維所防誤工作站

（1）可以在運(yùn)維所的防誤工作站上進(jìn)行模擬預(yù)演、開票、傳入電腦鑰匙，由相關(guān)人員拿電腦鑰匙到變電站去操作；還可以在運(yùn)維所模擬預(yù)演、開票后，通過防誤網(wǎng)絡(luò)將電子票傳送到變電站，然后由當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員接票傳輸?shù)诫娔X鑰匙上，直接操作。（2）操作完畢后，電腦鑰匙既可以在受控站回傳也可以回運(yùn)維所回傳。（3）通過調(diào)控中心的防誤服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與防誤子站實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證運(yùn)維所防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)上的一致性。

4.調(diào)控模式下調(diào)度防誤系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）實(shí)用性

該方案增加了一個(gè)用于完成防誤功能的核心設(shè)備—防誤服務(wù)器，該服務(wù)器集中管理所有站的數(shù)據(jù)，為所有站提供防誤功能服務(wù)。可實(shí)現(xiàn)各站狀態(tài)同步、遙控操作閉鎖、站間閉鎖、唯一操作權(quán)、數(shù)據(jù)唯一性等功能。

（2）安全性

防誤服務(wù)器本身融合了‘權(quán)限管理、唯一操作權(quán)管理、模擬預(yù)演、實(shí)時(shí)邏輯判斷、閉鎖元件’五個(gè)方面，完整地實(shí)現(xiàn)了對設(shè)備操作的防誤功能。

（3）可靠性

具備雙機(jī)互備冗余功能，當(dāng)其中一臺主機(jī)故障時(shí)，備份主機(jī)自動(dòng)切換，保證操作正常進(jìn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。

（4）可維護(hù)性

系統(tǒng)調(diào)試、維護(hù)、升級方便，數(shù)據(jù)維護(hù)既可在調(diào)控中心進(jìn)行，又可在防誤工作站或受控站進(jìn)行，維護(hù)完成后數(shù)據(jù)自動(dòng)同步。系統(tǒng)可以靈活配置，整個(gè)系統(tǒng)可以規(guī)劃為一級、二級、三級、四級結(jié)構(gòu)等。

（5）適用范圍

本方案適用“調(diào)控一體化”下的多層次集控管理模式。調(diào)控中心、運(yùn)維所均采用計(jì)算機(jī)作為操作界面。

5.操作模式

5.1 調(diào)控中心遙控操作

調(diào)控中心遙控操作由調(diào)控中心的防誤工作站和調(diào)控中心的監(jiān)控工作站共同完成。調(diào)控中心的人員接受到調(diào)度人員的操作任務(wù)后，首先在調(diào)控中心防誤工作站上對要操作的設(shè)備進(jìn)行模擬，通過防誤邏輯判斷后，由調(diào)控中心防誤工作站按操作順序依次對受控站遠(yuǎn)動(dòng)裝置或監(jiān)控后臺下達(dá)解鎖操作命令，調(diào)控中心監(jiān)控工作站按照相應(yīng)的步驟進(jìn)行操作，遙控操作完成后，再由調(diào)控中心防誤工作站對遠(yuǎn)動(dòng)裝置或監(jiān)控后臺下達(dá)閉鎖操作命令，恢復(fù)閉鎖。對整個(gè)操作序列重復(fù)以上操作，直到操作結(jié)束。

5.2 運(yùn)維中心操作

可以在運(yùn)維所的防誤工作站上進(jìn)行模擬預(yù)演、開票、傳入電腦鑰匙，由相關(guān)人員拿電腦鑰匙到變電站去操作；還可以在運(yùn)維所模擬預(yù)演、開票后，通過防誤網(wǎng)絡(luò)將電子票傳送到變電站，然后由當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)人員接票傳輸?shù)诫娔X鑰匙上，直接操作。操作完畢后，電腦鑰匙既可以在受控站回傳也可以回運(yùn)維所回傳。

通過調(diào)控中心的防誤服務(wù)器實(shí)現(xiàn)與防誤子站（變電站）實(shí)時(shí)在線對位、自動(dòng)顯示設(shè)備狀態(tài)變化，保證運(yùn)維所防誤工作站與子站設(shè)備狀態(tài)上的一致性。

5.3 受控站操作

（1）遙控操作

操作方式等同于調(diào)控中心遙控操作。具體操作步驟為：操作人員接受到操作任務(wù)后，在受控站防誤主機(jī)上模擬預(yù)演操作票，模擬預(yù)演結(jié)束后，當(dāng)遇到斷路器或隔離開關(guān)操作時(shí)，受控站防誤主機(jī)對遠(yuǎn)動(dòng)裝置或監(jiān)控后臺下達(dá)解鎖操作命令，遙控操作完成后，再由受控站防誤主機(jī)對遠(yuǎn)動(dòng)裝置或監(jiān)控后臺下達(dá)閉鎖操作命令，恢復(fù)閉鎖。

（2）就地操作

對于手動(dòng)操作設(shè)備的刀閘、地刀、臨時(shí)接地線、網(wǎng)柜門均采用機(jī)械編碼鎖、電編碼鎖加裝相應(yīng)的閉鎖附件實(shí)施閉鎖。使用電腦鑰匙到現(xiàn)場進(jìn)行倒閘操作，操作完畢后將操作結(jié)果回傳給防誤主機(jī)。

（3）檢修操作

首先在運(yùn)維中心防誤工作站或受控站防誤主機(jī)上進(jìn)行模擬預(yù)演，開出檢修票，拿電腦鑰匙對手動(dòng)設(shè)備進(jìn)行就地解鎖，對于電動(dòng)設(shè)備，防誤系統(tǒng)把檢修票中的電動(dòng)設(shè)備的控制回路自動(dòng)解鎖，電腦鑰匙回傳后，防誤系統(tǒng)自動(dòng)恢復(fù)對檢修票中的電動(dòng)設(shè)備的控制回路的閉鎖。此功能可以防止檢修完畢后進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)時(shí)，在調(diào)控中心、受控站、就地傳動(dòng)錯(cuò)設(shè)備，避免了誤操作。