CN107834699A - 基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，包括应用系统和后台系统，所述应用系统包括调控中心层、巡维中心层和受控站层，后台系统包括NetX网络通信总线、服务层、数据库层、接口适配器层以及工具层；本发明将调令智能防误分析、智能操作票管理、流程控制、遥控操作约束、变电站防误闭锁等功能集成于一体，实现从调令开出、分解到执行的完整、闭环的安全校核与智能防误，杜绝各类误调度、误遥控、误操作的发生，及时准确的识别和处理故障，提高调控一体模式下的智能化水平，使调度、监控、现场操作工作更为安全、高效，推进调控一体模式向智能化方向发展。

Description

基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统

技术领域

本发明涉及电力防误技术领域，特别涉及一种基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统。

背景技术

目前的地县调控一体化技术支持系统普遍不具备防误闭锁功能，防误功能普遍空缺的现象大量存在，图形模拟操作不能相互闭锁，也不能自动开出带防误功能的调度命令票，调度功能单一、效率低，而基本上是数据采集、实时监控两者的集合。遇到大型操作，全凭调度员的个人素质与经验，手工填写命令票，这使调度员客观上失去了技术防误。而变电站“五防”系统电网运行操作存在众多的防误盲区，如：对线路两侧停送电时的防误等，这些隐患给电网恶性误操作事故创造了客观条件。

地县调控一体化技术支持系统防误功能普遍空缺的现象大量存在，而传统观念上认为电气防误是变电站的职能而不是用于调度系统，电网调度综合防误功能在调度系统内应用还属于一个新的课题。

因此，从技术角度、安全因素、实用性等方面来看，有必要建设一套功能强大、实用性和通用性卓越的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统。通过该系统的建设，可以预防设备事故，提高综合防误检查，消除安全隐患，从而在最大程度上减少甚至杜绝误操作事故的发生，使电网安全运行工作提高到一个新水平。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统。该系统可以预防设备事故，提高综合防误检查，消除安全隐患，从而在最大程度上减少甚至杜绝误操作事故的发生，将电网安全运行工作提高到一个新水平。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

该种基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，包括应用系统和后台系统，所述应用系统包括调控中心层、巡维中心层和受控站层；

所述调控中心层包括地县调控一体化技术支持系统、调控中心防误服务器、调令下发系统、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站；所述地县调控一体化技术支持系统通过调控中心防误服务器联接至调令下发系统，所述调控中心防误服务器、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站均通过网络层联接至巡维中心层；

所述巡维中心层包括多个防误工作站，所述防误工作站通过网络层联接受控站层，实现对受控站层的防误控制；

所述受控站层布置在常规变电站或数字化变电站中，其中常规变电站包括子站常规监控系统和常规防误系统，数字化变电站包括子站数字化监控系统和数字化变电站防误系统；

所述系统的后台系统包括NetX网络通信总线、服务层、数据库层、接口适配器层以及工具层，所述应用系统的各客户端均通过NetX网络通信总线与服务层、数据库层、接口适配层以及工具层发生数据交换和传输。

进一步，所述受控站层包括站控层、间隔层和过程层，子站常规监控系统或子站数字化监控系统设置于站控层中，所述间隔层包括智能防误装置、智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机和电脑钥匙；其中，智能防误装置与子站常规监控系统或子站数字化监控系统相联接，同时，智能防误装置还联接对应的防误工作站；

所述过程层包括临时接地线、遥控闭锁继电器、智能压板、高压带电显示闭锁装置和锁具，所述临时接地线与地线管理系统相联接，组成接地操作板块；所述遥控闭锁继电器与智能闭锁单元相联接，组成遥控操作及程序后操作板块；所述智能压板与压板防误检测主机相联接，组成二次压板操作板块；所述高压带电显示闭锁装置与智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机分别联接，组成验电操作板块；所述锁具通过间隔层的电脑钥匙与对应的防误工作站相联接，组成就地操作板块。

进一步，所述工具层与数据库层相联接，所述数据库层通过服务层联接至NetX网络通信总线，所述接口适配器层联接至NetX网络通信总线。

进一步，所述数据库层包括电网模型库、专家知识库和业务管理库。

进一步，所述工具层包括报表定制工具、图形转换工具、电网模型同步工具和专家库建模工具。

进一步，所述接口适配器层包括实时数据接口、遥控命令接口和OMS接口。

进一步，所述服务层根据应用系统客户端下达的指令，通过与数据库层和工具层的数据交换，实现防误分析、智能拟票、流程控制、票据管理、权限管理、数据服务和协调服务功能。

本发明的有益效果是：

本发明的系统是具有智能防误分析、自动化的流程控制、交互性约束等技术手段的综合性防误操作平台，具有调度下令约束、调控遥控约束、操作队现场操作防误等功能，同时将变电站倒闸操作视频信息、二次压板信息、临时接地线状态信息上送至调控中心主站，完善调控中心主站调度、监控所需的数据信息，同时设计完善的调控一体化操作智能防误系统，将调令智能防误分析、智能操作票管理、流程控制、遥控操作约束、变电站防误闭锁等功能集成于一体，实现从调令开出、分解到执行的完整、闭环的安全校核与智能防误，杜绝各类误调度、误遥控、误操作的发生，及时准确的识别和处理故障，提高调控一体模式下的智能化水平，使调度、监控、现场操作工作更为安全、高效，推进调控一体模式向智能化方向发展。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为本发明的防误应用系统架构示意图；

图2为受控站端防误系统结构图；

图3为后台系统架构示意图。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图1所示，该种基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，包括应用系统和后台系统，应用系统包括调控中心层、巡维中心层和受控站层；

调控中心层包括地县调控一体化技术支持系统、调控中心防误服务器、调令下发系统、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站；地县调控一体化技术支持系统通过调控中心防误服务器联接至调令下发系统，调控中心防误服务器、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站均通过网络层联接至巡维中心层；

巡维中心层包括多个防误工作站，防误工作站通过网络层联接受控站层，实现对受控站层的防误控制；

受控站层布置在常规变电站或数字化变电站中，其中常规变电站包括子站常规监控系统和常规防误系统，数字化变电站包括子站数字化监控系统和数字化变电站防误系统；

如图2所示，受控站层包括站控层、间隔层和过程层，子站常规监控系统或子站数字化监控系统设置于站控层中，所述间隔层包括智能防误装置、智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机和电脑钥匙；其中，智能防误装置与子站常规监控系统或子站数字化监控系统相联接，同时，智能防误装置还联接对应的防误工作站；

过程层包括临时接地线、遥控闭锁继电器、智能压板、高压带电显示闭锁装置和锁具，临时接地线与地线管理系统相联接，组成接地操作板块；所述遥控闭锁继电器与智能闭锁单元相联接，组成遥控操作及程序后操作板块；所述智能压板与压板防误检测主机相联接，组成二次压板操作板块；所述高压带电显示闭锁装置与智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机分别联接，组成验电操作板块；所述锁具通过间隔层的电脑钥匙与对应的防误工作站相联接，组成就地操作板块；另外还包括智能解钥管理机组成的解锁板块以及检修隔离管理装置组成的检修操作板块。

如图3所示，系统的后台系统包括NetX网络通信总线、服务层、数据库层、接口适配器层以及工具层，所述应用系统的各客户端均通过NetX网络通信总线与服务层、数据库层、接口适配层以及工具层发生数据交换和传输。其中，工具层与数据库层相联接，所述数据库层通过服务层联接至NetX网络通信总线，所述接口适配器层联接至NetX网络通信总线；数据库层包括电网模型库、专家知识库和业务管理库；工具层包括报表定制工具、图形转换工具、电网模型同步工具和专家库建模工具；接口适配器层包括实时数据接口、遥控命令接口和OMS接口；服务层根据应用系统客户端下达的指令，通过与数据库层和工具层的数据交换，实现防误分析、智能拟票、流程控制、票据管理、权限管理、数据服务和协调服务功能。

针对调控一体运行、管理模式，本发明按照客户端/服务器结构的方式，采用调控中心、操作队和变电站的三层防误闭锁构架，本着节省投资、最大化实现功能齐备的目标，保留原先变电站的防误系统和锁具，实现同一数据系统下不同层次功能的调度一体化操作智能防误系统，增设了地线管理装置、遥控闭锁装置，完善变电站的防误闭锁功能。

本方案中防误服务器采用集中组屏的方式，对防误服务器的维护即可在屏柜上，也可在各级防误工作站实现，并设立维护权限。防误服务器可对所有受控站的数据进行集中管理、统计、查询。

调控中心调度席防误工作站可接收调度系统开出的调令进行模拟预演验证，防误判断通过后下令给监控席或巡维中心防误工作站，监控席防误工作站可根据调令生成遥控操作票，并支持遥控操作闭锁、唯一操作权管理等防误功能。

巡维中心的防误工作站采用计算机作为操作界面，集中显示各个子站的一次设备状态及运行方式。每个防误工作站可设定操作控制的变电站，无关变电站不显示。所有的受控站都归属调控中心防误服务器管辖，随着子站数量的不断增多，可以通过调整权限设置，重新实现各层的管理权限，在改造过程中逐步实现与调控中心对接的功能

总体来说，本发明能够实现的功能如下：

(1)智能安全校核功能

系统利用现有调度主站系统已有的电网模型、静态参数信息进行全方位的智能安全校核，同时支持多种安全校核方式，包括拓扑安全校核、潮流安全校核、挂牌安全校核、异常信号校核、二次安全校核等；

1.1拓扑安全校核

利用全网拓扑，并考虑站间联系进行基于图形网络拓扑的防误逻辑判断，不仅可以实现开关、刀闸和接地刀闸操作的基本防误外，同时对断路器、线路、变压器等大设备的状态转换也进行相应的综合防误检查。如倒主变、并解列、电磁合环、甩负荷，合环/解环，倒母，旁代等复杂操作方式的判断，使防误功能更加全面。

1.2潮流安全校核

系统支持将遥测量作为判断条件进行安全校核，不仅能够将基态潮流与限额进行比对，判断校核断面潮流是否满足限额的要求，还能够给出重载设备以及相应的负载率、越限设备以及相应的越限百分比等。

1.3挂牌安全校核

系统具备挂牌功能，包括电源牌、隔离牌、检修牌、接地牌、保电牌等等，且挂牌的状态能够参与防误校核判断中，包括两方面的内容：一、挂牌时的防误判断，当挂某些种类的牌(如检修牌、接地牌等)，系统会自动判断该位置是否能够挂牌；二、已挂牌的位置或区域，当执行某操作时，会影响到该区域时，系统会给出提示。

1.4异常信号校核

系统支持一、二次设备信息限值定义功能，当检测到一、二次设备实际值超过限值信号异常时，系统会自动闭锁该设备，禁止操作该设备，并能够自定义一、二次设备异常典型告警信息与设备操作的自动、手动关联。

1.5二次安全校核

系统能够通过与变电站防误系统连接，实时获取子站二次设备(如压板、空开)的状态，并将二次设备(如压板、空开)的状态引入到安全校核中。

(2)调度防误功能

系统接收变电站上送的虚遥信设备信息(地线、网门等)并作为防误分析的条件，避免调度和现场信息不对称带来的误操作。系统在调度编制、流转、下令、具体操作的各个环节中加入防误校验，约束调度下令和遥控、倒闸操作的行为，避免误调度和误遥控、误操作、不按调令操作的发生，调度指令防误校验主要有以下几种：

2.1在线实时态指令校验

在实时态服务环境，调度员可选择任何设备进行综合指令的校验，作为调度员的一个下令校验工具，该校验是利用当前的电网状态下的校验分析，该校验并不改变当前电网状态，只是形成一个校验结果，所以不会影响到实时电网状态。

2.2拟票态指令校验

在拟票态服务环境，调度员可选择任何设备进行综合指令的校验，作为调度员的一个下令练习或学习工具，调度员可任意调整电网状态，进行模型校验，该校验可将根据指令自动达到目的状态，也可用作用综合指令调整运行方式的工具。

2.3全票校验

在拟票态服务环境，调度员可调出调度指令票或监控操作票进行全票校验，校验的结果以警告的方式提醒出来。在审核和下令操作之前必须进行全票校验，以帮助调度人员进行防误分析。

(3)调度操作票功能

具备智能拟票功能，包括单步图形智能拟票功能和综合状态智能拟票功能。同时具备典型票、历史票、人工拟票功能，调度员可以通过调用典型票和历史票方式，快速生成调度操作指令票，也可以手工编辑对应的电网操作票。具备调度操作票格式设计和管理统计功能，可以根据用户要求设计操作票格式，可以按照不同条件进行操作票检索和统计。具体如下：

3.1单步图形智能拟票功能

在一次接线图的设备图元上通过选择操作任务类型，拟定操作任务；在一次接线图的设备图元上通过选择操作类型，拟定各操作步骤。具备增加、插入、上移、下移功能，可以方便的进行步骤调整。

3.2综合状态智能拟票功能

对单一设备的综合状态(运行、热备、冷备、检修)的转换可智能生成多步的调度操作指令票，对于多设备可通过智能典型票或多个单步图形智能拟票形成完整的调度操作指令票。

通过对调度指令模型的定义，智能识别某操作任务下所要操作的设备和操作前后的基本状态，以智能推演模型和电网模型为基础，以当前的电网运行方式为条件进行智能推理，最终形成操作任务和各操作步骤。

3.3调用历史票功能

操作人员可以将以往执行过的操作票调出来，进行适当的修改，形成当前可用的操作票。“历史票调出”只是将原来的操作票内容复制，而不是删除或修改原来操作票的执行信息。

3.4人工编辑功能

对某些特殊的非常规操作，用户可以手工编辑对应的电网操作票。同时，系统将对用户手工编写的操作票进行智能解析并进行安全约束分析。

(4)具体操作与调令的技术关联功能

无论调控中心远方遥控操作还是变电站就地操作，所有具体操作都必须以调令为依据，实现操作与调令的技术关联。系统中监控票或倒闸操作票可以在接到调令后自动生成，也可以根据调令自行模拟，但超出操作范围，系统会给出提示，防止不按调令操作。

(5)调令流程管理功能

指令票生成后，由其他人员进行审核。指令票被审核人员认可后，即可进入“待下令”状态。当审核人员认为该指令票有问题时，将问题标注后，把该票打回“初始状态”，由相关人员处理。

选择并打开要审核的指令票，进入指令票审核界面。此时可对指令票退回修改或审核通过，如审核过程中发现指令票存在问题，则选择“退回修改”，并注明原因。如无问题，则选择审核通过，转为待执行。转为待执行后，可对指令票中的步骤下令。

下令完成后，可在监控席、运维所、受控站防误工作站登录接令，操作完成后，选择回令，系统会检查相关设备是否是操作后的状态，如果不是，则禁止回令，如果状态正确，则回令成功，至此，整个指令票流转过程结束。

整个流转过程中，全程提供防误校验功能，同时实现完全的无纸化办公，在下令过程中直接将下令时间、下令人、受令人、回令时间等以往需要人工书写的部分通过计算机实现，提高工作效率同时降低办公成本。

对应离线信息的一些指令，例如挂、拆地线或标识牌等，系统将自动在相应设备上记录此类离线信息。

(6)操作权管理

对于任何设备，在任意时刻，确保只有唯一的人员可以取得该设备操作权。该人员取得操作权后，可在调控中心、站控层、设备层、间隔层任意层进行操作，任何其他人员，都不能操作该设备和相关的设备，只有该工作人员工作结束，释放操作权，或主动将该操作权转移，其他人员才有可能对该设备及相关设备进行操作。确保操作人员和被操作设备的安全。

(7)站间联络线闭锁功能

可实现完善的站与站之间联络线上设备的闭锁，防止两个有联络设备的站之间操作时，出现本侧有负荷对侧挂接接地线/合接地刀、本侧有接地线/地刀对侧合刀闸等恶性事故的发生。

(8)遥控约束功能

系统通过与EMS系统通讯闭锁所有遥控操作，所有遥控操作必须经过系统的防误校验，校验通过后，才会对遥控操作解锁，否则无法遥控该设备。同时，还具有遥控控制回路硬结点闭锁功能，硬结点闭锁功能杜绝了软硬件故障和各种干扰发生时，出现在后台或调度无任何操作指令情况下，设备误动造成的严重后果。

(9)紧急情况下解锁操作

系统支持紧急情况下，不开调度指令票，直接在EMS系统上分合断路器，由EMS发起询问，调控防误综合操作系统进行校验，并返回结果，保证紧急情况下，操作的正确性。

(10)拓扑着色

基于拓扑的智能着色功能，实现电网设备动态着色，在一次接线图上即可显示操作前后设备带电状态，使界面信息更加完整清晰。

(11)其他辅助功能

a)系统缺省记忆每次开票前后的状态，可以基于操作票中的任意一张操作票的初始状态重新开票，提高调度员的开票效率。

b)保存和读取调度操作票功能，能够保存、读取调度操作票。

c)流程状态控制功能，操作票有拟票、审票等状态，相应权限的登陆用户可切换其状态。

d)事项记录功能，记录调度操作票的编辑、审核时记录整个调度票流转过程。

e)在线生成调度操作票时，系统自动根据调度操作票中的指令内容动态更新设备的状态，便于用户分析电网状态。

f)考虑对端联络站可能未投运、数据信息状态不对等情况，提供灵活设置只进行本厂站拓扑综合防误检查。

g)灵活方便的调度防误自定义规则设计，通过在一次接线图形上点击各种设备图元和选择状态，即可以实现设备之间的各种制约组合关系。

h)多台防误工作站可同时进行防误模拟操作，互不干扰。

i)经过综合防误检查模块分析校验后返回人机交互界面三种结果：一种是通过综合防误检查，可以进行调度操作；一种是没通过综合防误检查，但不会造成严重后果，给出报警后允许强制操作；还有一种是没通过综合防误检查，并且会造成严重后果，给出报警并禁止执行该调度操作。

本发明从整体上构建“调控一体化”基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，运用网络拓扑、潮流计算和计算机技术，辅以调度术语语句模型库、调度指令规则库、操作票库，实现调度下令的操作仿真，具有多重防误操作机制，防止调度误操作。提高调控一体模式下的智能化水平，使调度、监控、现场操作工作更为安全、高效，推进调控一体模式向智能化方向发展，防止了电网误调度和误操作事故的发生，保障了电网的安全稳定运行。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述系统包括应用系统和后台系统，所述应用系统包括调控中心层、巡维中心层和受控站层；

所述调控中心层包括地县调控一体化技术支持系统、调控中心防误服务器、调令下发系统、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站；所述地县调控一体化技术支持系统通过调控中心防误服务器联接至调令下发系统，所述调控中心防误服务器、调度工作席防误工作站和监控工作席防误工作站均通过网络层联接至巡维中心层；

所述巡维中心层包括多个防误工作站，所述防误工作站通过网络层联接受控站层，实现对受控站层的防误控制；

所述受控站层布置在常规变电站或数字化变电站中，其中常规变电站包括子站常规监控系统和常规防误系统，数字化变电站包括子站数字化监控系统和数字化变电站防误系统；

所述系统的后台系统包括NetX网络通信总线、服务层、数据库层、接口适配器层以及工具层，所述应用系统的各客户端均通过NetX网络通信总线与服务层、数据库层、接口适配层以及工具层发生数据交换和传输。

2.根据权利要求1所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述受控站层包括站控层、间隔层和过程层，子站常规监控系统或子站数字化监控系统设置于站控层中，所述间隔层包括智能防误装置、智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机和电脑钥匙；其中，智能防误装置与子站常规监控系统或子站数字化监控系统相联接，同时，智能防误装置还联接对应的防误工作站；

所述过程层包括临时接地线、遥控闭锁继电器、智能压板、高压带电显示闭锁装置和锁具，所述临时接地线与地线管理系统相联接，组成接地操作板块；所述遥控闭锁继电器与智能闭锁单元相联接，组成遥控操作及程序后操作板块；所述智能压板与压板防误检测主机相联接，组成二次压板操作板块；所述高压带电显示闭锁装置与智能解钥管理机、检修隔离管理装置、底线管理系统、智能闭锁单元、压板防误检测主机分别联接，组成验电操作板块；所述锁具通过间隔层的电脑钥匙与对应的防误工作站相联接，组成就地操作板块。

3.根据权利要求1所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述工具层与数据库层相联接，所述数据库层通过服务层联接至NetX网络通信总线，所述接口适配器层联接至NetX网络通信总线。

4.根据权利要求1所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述数据库层包括电网模型库、专家知识库和业务管理库。

5.根据权利要求3所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述工具层包括报表定制工具、图形转换工具、电网模型同步工具和专家库建模工具。

6.根据权利要求3所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述接口适配器层包括实时数据接口、遥控命令接口和OMS接口。

7.根据权利要求3所述的基于地县调控一体化的电网调度综合防误系统，其特征在于：所述服务层根据应用系统客户端下达的指令，通过与数据库层和工具层的数据交换，实现防误分析、智能拟票、流程控制、票据管理、权限管理、数据服务和协调服务功能。