CN110728424A - 一种“云五防”智能调度系统 - Google Patents

Abstract

一种“云五防”智能调度系统，属供电管理领域。其基于meteor框架云平台，分别设置至少一个移动端、位于调度中心的至少一个调度端和一个云平台服务器；云平台服务器至少包含发令汇报模块、图形拓扑、逻辑模块、操作票审核模块、智能锁硬闭锁模块和二维码软闭锁模块；移动端通过无线通信网络与云平台服务器进行数据和信息的传输；调度端与云平台服务器之间采用网络连接的方式进行数据和信息的传输；调度员使用云平台调度端辅助调度工作，通过连接云平台的调度端进行调度；现场操作人员通过已经安装好软件APP的手机或者平板电脑使用全网五防智能调度系统移动端，在供电系设备倒闸操作过程中辅助工作。可广泛用于电网调度和运行管理领域。

Description

一种“云五防”智能调度系统

技术领域

本发明属于供电管理领域，尤其涉及一种用于供电管理的防误操作系统。

背景技术

电力生产中，为确保人身、电网、设备的安全，避免各类误操作事故的发生，必须采取防误闭锁措施。

国内电力系统早在1990年就提出了电气设备“五防”的要求，并以法规形式规定了电气防误的管理、运行、设计和使用原则。

现有的防误闭锁系统按照闭锁方式的不同，大体有三种类型：机械式防误闭锁系统、电气式防误闭锁系统、微机式防误闭锁系统。

但是，各防误闭锁方式都存在一定的不足和缺点。例如，机械防误闭锁装置主要依靠机械机构传动，联动环节多，经常会发生操作过程中机构卡死故障等现象；电气防误闭锁装置是建立在二次操作回路上，通过在操作回路上串入断路器和刀闸的辅助触点来实现闭锁功能，实际应用中需要接入大量二次电缆，接线方式复杂，间隔多的大站实现起来耗费大量电缆，且在运行中存在刀闸辅助触点不可靠、户外电磁锁机构易损坏等问题。微机防误闭锁装置分为两种类型：一种是离线式微机防误闭锁，无需敷设电缆，投资小、结构简单，应用广泛，但存在很难解决“走空程”的问题及不能与设备实时对位的明显缺点。另一种是在线式微机防误闭锁，可与设备实时对位，能够防止操作中“走空程”的问题，但实时对位依赖于通信可靠性，也没有提供遥控操作的闭锁功能。

综上，现有的防误闭锁系统主要存在以下三方面问题：

1)倒闸操作是由电网调控员与现场操作人员配合完成，通常由变电站、配电站、箱变、线路设备等一系列操作组成，现有的防误闭锁系统只能防止单个设备对象的误操作，对于跨站操作、挂拆接地线等操作，现有的防误闭锁系统无法给出行之有效的防误措施。

2)现有的防误闭锁系统仅考虑操作人员误操作，没有考虑倒闸操作票、调控员发令操作过程中存在的错误。

3)现有的防误闭锁系统未考虑操作人员擅自解锁造成的误操作。某电网2003-2009年间发生的131起误操作事故中，防误装置运行正常但工作人员擅自解锁造成的误操作事故有25起。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种“云五防”智能调度系统。其将防误闭锁系统部署在云服务器上，利用云计算技术进行数据处理，基于五防规则行进行审核-发令-操作全过程防误逻辑判断，最终形成了一套云五防智能调度系统。本技术方案实现了倒闸操作的全网全过程防误闭锁，提升了调度工作效率，增强了现场操作的安全性和可靠性。

本发明的技术方案是：提供一种“云五防”智能调度系统，其特征是：

基于meteor框架云平台，分别设置至少一个移动端、位于调度中心的至少一个调度端和一个云平台服务器；所述的云平台服务器至少包含发令汇报模块、图形拓扑、逻辑模块、操作票审核模块、智能锁硬闭锁模块和二维码软闭锁模块；

所述的移动端通过无线通信网络与云平台服务器进行数据和信息的传输；

所述的调度端与云平台服务器之间采用网络连接的方式进行数据和信息的传输；

调度员使用云平台调度端辅助调度工作，通过连接云平台的调度端进行调度；

现场操作人员通过已经安装好软件APP的手机或者平板电脑使用全网五防智能调度系统移动端，在供电系设备倒闸操作过程中辅助工作；

所述的“云五防”智能调度系统，将防误闭锁系统部署在云服务器上，利用云计算技术进行数据处理，基于五防规则行进行审核-发令-操作全过程防误逻辑判断，实现倒闸操作的全网全过程防误闭锁，提升调度工作效率，增强现场操作的安全性和可靠性。

具体的，所述的云平台调度端有如下功能：

2.1)调度员导入操作票，调度端将操作票发送到服务器，通过词条检索和拓扑图关联，审核操作票正误。

2.2)调度员根据操作任务，将对应相关任务发送给指定操作人员。操作人员移动端收到相应任务。

2.3)调度员在发令操作时，云平台服务器根据图形拓扑和逻辑判断模块自动判断操作是否符合五防标准，若不符合五防规则并报警提醒，并通知调度员。

2.4)调度员在调度端对云平台进行维护工作，对图形拓扑、逻辑判断等关键模块进行简单维护。

具体的，所述的移动端具有如下功能：

3.1)APP软件自动接收由调控员发送到手机或者平板上的电子操作票，操作票跟纸质操作票格式完全一致，软件通过词条自动识别操作任务；调控员完成发令后，操作票显示为高亮状态，提示操作人员；操作人员操作完成后点击汇报上报时间和锁牌或接地线编号，操作工作详情将通过云平台服务记录并上传至调控员的云平台调度端软件；

3.2)在移动端上可以查看相关拓扑图，实时查看其它相关设备状态；

3.3)在移动端进行操作前要先通过闭锁模块验证，扫描对应操作步骤二维码，解锁相应的云五防闭锁；若扫描错误的设备二维码，则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员；

3.4)操作人员持有移动端在进行相关操作时，软件将根据图形拓扑和逻辑判断模块，自动判断操作是否符合五防标准，若不符合条件则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员，防止出现操作人员误操作。

进一步的，所述的图形拓扑模块分为元器件管理和图形拓扑界面；通过元器件类型库将文字字段和图形相关联，在进行每一个逻辑判断之前，元器件将根据元器件类型选择五防判断依据，生成规则行；元器件列表包含所有拓扑的名称、图示、类型，如需要更改元器件状态及位置，编辑对应元器件状态；图形拓扑界面显示与操作任务对应的电系图；若执行操作任务，图形拓扑界面执行情况进行自动更改。

进一步的，所述的逻辑判断模块根据图形拓扑界面和“五防”操作规程写成规则行，并将规则行储存在规则管理库中；规则行内的信息至少包括：操作设备对象、操作设备状态、条件设备对象、条件设备状态、错误提示字段。

进一步的，所述的操作票审票模块在模拟状态下，根据导入操作票，对每一条操作任务依次通过图形拓扑模块和逻辑判断模块进行判断，并输出判断结果；若出现有不符合“五防”规定的操作，直接向调控员反馈错误信息并标注；若全部审核通过，则成功上传操作票。

进一步的，所述的智能锁硬闭锁模块分为抢修授权和正常操作授权两种模式；抢修授权仅当电网设备遇到故障时，需要紧急对故障设备间进行短暂处理，由调控员临时解开智能锁硬闭锁模块；正常操作授权即调控员根据操作票发令操作后，云平台对操作进行逻辑判断；逻辑判断通过后，自动授权操作员可以解开智能锁；扫描对应二维码，核对正确后，智能锁打开；若扫描错误二维码，智能锁不能通过验证，操作人员不能进行操作。

进一步的，所述的二维码软闭锁模块针对不具备安装智能锁的设备，采用软闭锁模块实现二维码校验；实现提醒和警示功能；对于对不具备安装智能锁的设备，将核对二维码信息，提醒调控员和操作人员是否可以进行操作。

与现有技术比较，本发明的优点是：

1.本发明的技术方案，基于云计算方案，结合二维码和智能锁技术，将传统的“五防”规则拓展到全网，并根据实际情况设计了对应的软、硬闭锁功能，有效地防止了调度人员误调度和操作人员误操作；

2.本发明的技术方案，应用云服务器，实现了操作票无纸化和电子化，通过平台云计算实现云五防计算，将电网调度工作云端化和电子化，为大数据时代的调度工作提供了技术支撑。

附图说明

图1是本发明云五防智能调度系统的整体架构方框图；

图2是本发明云五防智能调度流程的示意图；

图3是本发明主站端操作票管理流程示意图；

图4是本发明移动端工作流程示意图；

图5是本发明图形拓扑界面调取流程示意图；

图6是本发明逻辑判断流程示意图；

图7是本发明操作票审核流程示意图；

图8是本发明智能锁硬闭锁流程示意图；

图9是本发明二维码软闭锁流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

近年来，随着电力运行管理模式的改变，防误系统对闭锁方式也提出了新的要求，新型防误闭锁技术也被应用于防误系统设计中。

变电站在线式一体化防误操作闭锁系统技术通过在测控装置增加综自系统可控制的单独防误闭锁节点，串入设备的控制回路实现，从而达到防止电气误操作的目的，实现了监控系统与防误闭锁系统图形、数据库的统一。

为解决常规微机型防误装置的产品在事故处理和检修调试情况下，不能起到防误闭锁作用的致命缺点，借鉴变电站综合自动化系统中的设计理念，本发明的技术方案，提出了一种全新的基于大网络结构+间隔内闭锁设计思想的网络型微机防误闭锁系统。

具体的，本发明的技术方案中，云五防智能调度系统软件架构如图1所示。

云五防智能调度系统基于meteor框架，移动端和主站端通过JavaScript语言编写，数据库通过mongodb实现，后台和服务器端(云平台服务器)使用node.js进行编写。云平台服务器包含发令汇报模块、图形拓扑模块、逻辑判断模块、操作票审核模块和智能锁硬闭锁模块、二维码软闭锁模块。

由图1可知，所述的移动端通过无线通信网络与云平台服务器进行数据和信息的传输；所述的调度端与云平台服务器之间采用网络连接的方式进行数据和信息的传输；调度员使用云平台调度端辅助调度工作，通过连接云平台的调度端进行调度；

现场操作人员通过已经安装好软件APP的手机或者平板电脑使用全网五防智能调度系统移动端，在供电系设备倒闸操作过程中辅助工作。

倒闸操作是由电网调控员与现场操作人员配合完成，正确的倒闸操作流程包括倒闸操作票的拟写、审核，在倒闸操作票审核正确的基础上由电网调控员向现场操作人员发布指令，现场操作人员复诵无误后开始操作，操作完毕后向电网调控员汇报，完成倒闸操作的一个完整流程。

“云五防智能调度”是涵盖了倒闸操作全过程的新型防误闭锁系统，其包括如下功能：云五防智能调度，以“五防”为核心理念，采用二维码与智能锁技术，形成站内外统一结合的全网防误闭锁系统，并基于倒闸操作流程，解决倒闸操作过程中存在的误票、误调度、误操作等人为因素问题。

如图2中所示，本技术方案所述的“云五防”智能调度系统，将防误闭锁系统部署在云服务器上，利用云计算技术进行数据处理，基于五防规则行进行审核-发令-操作全过程防误逻辑判断，实现倒闸操作的全网全过程防误闭锁，提升调度工作效率，增强现场操作的安全性和可靠性。

从功能上来来划分，云五防智能调度系统按实现功能可划分为防误票、防误调度与防误操作三部分。

A、“防误票”功能是基于任务检测规则、防误检测规则及流程校核规则对操作票进行审核。其中，任务检测规则检查操作票中设备初始状态与操作对象实际初始状态是否一致；防误检测规则是确保操作票正确性的核心规则，它提示调控员在特定条件下部分操作是不允许的，为保障操作票的正确性，系统设计防误检测规则来实现操作步骤的逐条检验；流程检测规则是检查操作票中设备最终状态与设备所需最终状态(操作任务)是否一致。

B、“防误调度”功能是基于防误检测规则，根据操作票执行顺序与一次接线图实时拓扑状态对当前拟发送操作指令进行防误逻辑判断。

C、“防误操作”功能是根据调控员发令过程中激活的一次设备二维码，现场操作人员对拟操作设备进行扫码确认，扫码正确后智能锁自动解锁，操作人员获取操作权限，这是一种软闭锁与硬闭锁的结合模式。

具体的，云五防智能调度系统的主要功能如下：

1、主站端：

如图3中所示，在调控中心进行调度决策的调控员，可以通过连接云平台服务器进行主站端工作。云五防智能调度系统主站端有如下功能：

1)调控员导入操作票，主站端将操作票发送到服务器，通过词条检索和拓扑图关联，审核操作票正误。

2)调控员根据操作任务，将对应相关任务发送给指定操作人员。操作人员移动端收到相应任务。

3)调控员在发令操作时，云平台服务器根据图形拓扑和逻辑判断模块，自动判断操作是否符合五防标准，若不符合不收到相应任务并报警提醒，并通知调控员，防止出现调控员误调度。

4)调控员在主站端对全网五防智能调度系统进行维护，录入图形拓扑、逻辑判断等关键模块信息，保证系统稳定运行。

2、移动端：

现场操作人员通过已经安装好软件的手机或者平板电脑使用全网五防智能调度系统移动端，在电系设备倒闸操作过程中辅助工作。

如图4中所示，移动端有如下功能：

1)软件自动接收由调控员发送到手机或者平板上的电子操作票，操作票跟现在纸质操作票完全一致，软件通过词条自动识别操作任务。调控员完成发令后，操作票显示为高亮状态，提示操作人员。操作人员操作完成后点击汇报上报时间和锁牌或接地线编号，操作工作详情将通过云平台服务记录并上传至调控员的云平台调度端软件。

2)云平台移动端上可以查看相关拓扑图，实时查看其它相关设备状态。

3)云平台移动端进行操作前要先通过闭锁模块验证，扫描对应操作步骤二维码，解锁相应的云五防闭锁。若扫描错误的设备二维码，则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员。

4)云平台移动端在进行相关操作时，软件将根据图形拓扑和逻辑判断模块，自动判断操作是否符合五防标准，若不符合条件则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员，防止出现操作人员误操作。

具体的，本技术方案中所述的云五防智能调度系统主要模块构成如下：

1、图形拓扑模块：

图形拓扑模块主要分为元器件管理和图形拓扑界面。通过元器件类型库将文字字段和图形相关联，在进行每一个逻辑判断之前，元器件将根据元器件类型选择五防判断依据，生成规则行。元器件列表包含所有拓扑的名称、图示、类型，如需要更改元器件状态及位置，编辑对应元器件状态，详细内容示例如表1所示。

表1元器件状态详细内容实例

图形拓扑界面显示与操作任务对应的电系图。若执行操作任务，图形拓扑界面执行情况进行自动更改。

现在的五防设备中，操作人员不能直接看到相关或相邻设备的状态，调控员不能直接看到相关的线路设备。

为了达到防止误调度和防误操作的目的，图形拓扑界面通过操作员或调控员执行每一步操作任务前，逻辑判断模块先从图形拓扑界面查询相关元器件状态，再进行五防逻辑判断，判断通过后，相应操作人员将收到或执行操作指令。

本发明图形拓扑界面调取流程如图5所示。

2、逻辑判断模块：

“云五防智能调度”要将站内外设备放在同一个五防系统中。操作票的操作顺序必须按照相应的规则。逻辑判断模块根据图形拓扑界面和“五防”操作规程写成规则行，并将规则行储存在规则管理库中。规则行内的信息包括：操作设备对象、操作设备状态、条件设备对象、条件设备状态、错误提示字段等。具体的详细规则行示例如表2所示。

表2五防规则行示例

在操作员或调控员执行每一步操作任务前，逻辑判断模块先从图形拓扑界面查询相关元器件状态，再进行五防逻辑判断，生成规则行，当判断通过后，相应操作人员将收到或执行操作指令，逻辑判断模块流程如图6所示。

3、操作票审票模块：

操作票在电网工作中起着至关重要的作用，在日常电网工作中仅根据操作票进行电气设备运行状态的改变，所以操作票的正确性关系着操作人员和现场设备的安危。传统的调度工作仅通过不同班组间班员的相互检查，费时费力，易出现遗漏。

云五防智能调度系统具有操作票自动检查功能。在模拟状态下，根据导入操作票，对每一条操作任务依次通过图形拓扑模块和逻辑判断模块进行判断，并输出判断结果，若出现有不符合“五防”规定的操作，直接向调控员反馈错误信息并标注。若全部审核通过，则成功上传操作票。

操作票审核模块流程图如图7所示。

4、云五防智能调度系统闭锁方案：

变电站中传统的五防装置主要有机械五防和微机五防。街坊站或线路上缺少五防装置，需加装云五防闭锁装置。

云五防闭锁主要通过二维码和智能锁具实现。

若现场设备不具备安装智能锁具条件，则通过软件进行二维码软闭锁，实现提醒和警示功能。

二维码具有信息容量大、可靠型高、可表示汉字英文信息、保密防伪型强等优点，是现阶段实现物联网的主要途径之一，已被各大互联网公司所广泛应用。

操作人员现场操作时通过扫描相应的解锁对应已许可的电气设备操作权限。若扫描错误二维码则不可以进行操作或产生告警提醒。

云五防硬闭锁通过智能锁具实现，智能锁具可靠性高，已经被广泛应用于自提柜、共享单车等产业。云平台通过对智能锁具进行管理，保证操作人员在正确的电气设备进行操作。

4.1、智能锁硬闭锁模块：

在变电站中在原有开关柜基础上加装智能锁具，并将智能锁具管控并入到变电站一体化系统中。对于自动化程度相对较低的配电站或街坊站，可在开关柜上直接加装电子智能锁，通过云平台进行统一管理。

智能锁硬闭锁模块分为抢修授权和正常操作授权两种模式。抢修授权仅当电网设备遇到故障时，需要紧急对故障设备间进行短暂处理，由调控员临时解开智能锁硬闭锁模块。正常操作授权即调控员根据操作票发令操作后，云平台对操作进行逻辑判断。逻辑判断通过后，自动授权操作员可以解开智能锁。扫描对应二维码，核对正确后，智能锁打开。若扫描错误二维码，智能锁不能通过验证，操作人员不能进行操作。智能锁硬闭锁流程图如图8所示。

4.2、二维码软闭锁模块：

线路上的杆上闸刀或柱上变压器，数量繁多，具体操作条件复杂，安全距离有些不能满足要求，不具备安装智能锁的条件。故采用软闭锁模块实现二维码校验。平台将核对二维码信息，提醒调控员和操作人员是否可以进行操作。二维码软闭锁流程如图9所示。

本发明的技术方案，在不改变调度管理模式和站内五防规则的基础上，通过云计算实现全网全过程防误闭锁，并根据实际情况结合不同形式的软硬闭锁方式，构成统一的云五防系统。将调控员误调度防患于未然，提高了电网整体调度工作效率，实现了调度工作的信息化、自动化、智能化、安全化。

本发明可广泛用于电网调度和运行管理领域。

Claims (8)

1.一种“云五防”智能调度系统，其特征是：

基于meteor框架云平台，分别设置至少一个移动端、位于调度中心的至少一个调度端和一个云平台服务器；所述的云平台服务器至少包含发令汇报模块、图形拓扑、逻辑模块、操作票审核模块、智能锁硬闭锁模块和二维码软闭锁模块；

所述的移动端通过无线通信网络与云平台服务器进行数据和信息的传输；

所述的调度端与云平台服务器之间采用网络连接的方式进行数据和信息的传输；

调度员使用云平台调度端辅助调度工作，通过连接云平台的调度端进行调度；

现场操作人员通过已经安装好软件APP的手机或者平板电脑使用全网五防智能调度系统移动端，在供电系设备倒闸操作过程中辅助工作；

所述的“云五防”智能调度系统，将防误闭锁系统部署在云服务器上，利用云计算技术进行数据处理，基于五防规则行进行审核-发令-操作全过程防误逻辑判断，实现倒闸操作的全网全过程防误闭锁，提升调度工作效率，增强现场操作的安全性和可靠性。

2.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的云平台调度端有如下功能：

2.1)调度员导入操作票，调度端将操作票发送到服务器，通过词条检索和拓扑图关联，审核操作票正误。

2.2)调度员根据操作任务，将对应相关任务发送给指定操作人员。操作人员移动端收到相应任务。

2.3)调度员在发令操作时，云平台服务器根据图形拓扑和逻辑判断模块自动判断操作是否符合五防标准，若不符合五防规则并报警提醒，并通知调度员。

2.4)调度员在调度端对云平台进行维护工作，对图形拓扑、逻辑判断等关键模块进行简单维护。

3.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的移动端具有如下功能：

3.1)APP软件自动接收由调控员发送到手机或者平板上的电子操作票，操作票跟纸质操作票格式完全一致，软件通过词条自动识别操作任务；调控员完成发令后，操作票显示为高亮状态，提示操作人员；操作人员操作完成后点击汇报上报时间和锁牌或接地线编号，操作工作详情将通过云平台服务记录并上传至调控员的云平台调度端软件；

3.2)在移动端上可以查看相关拓扑图，实时查看其它相关设备状态；

3.3)在移动端进行操作前要先通过闭锁模块验证，扫描对应操作步骤二维码，解锁相应的云五防闭锁；若扫描错误的设备二维码，则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员；

3.4)操作人员持有移动端在进行相关操作时，软件将根据图形拓扑和逻辑判断模块，自动判断操作是否符合五防标准，若不符合条件则解锁失败或者报警提醒，并通知调控员，防止出现操作人员误操作。

4.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的图形拓扑模块分为元器件管理和图形拓扑界面；通过元器件类型库将文字字段和图形相关联，在进行每一个逻辑判断之前，元器件将根据元器件类型选择五防判断依据，生成规则行；元器件列表包含所有拓扑的名称、图示、类型，如需要更改元器件状态及位置，编辑对应元器件状态；图形拓扑界面显示与操作任务对应的电系图；若执行操作任务，图形拓扑界面执行情况进行自动更改。

5.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的逻辑判断模块根据图形拓扑界面和“五防”操作规程写成规则行，并将规则行储存在规则管理库中；规则行内的信息至少包括：操作设备对象、操作设备状态、条件设备对象、条件设备状态、错误提示字段。

6.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的操作票审票模块在模拟状态下，根据导入操作票，对每一条操作任务依次通过图形拓扑模块和逻辑判断模块进行判断，并输出判断结果；若出现有不符合“五防”规定的操作，直接向调控员反馈错误信息并标注；若全部审核通过，则成功上传操作票。

7.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的智能锁硬闭锁模块分为抢修授权和正常操作授权两种模式；抢修授权仅当电网设备遇到故障时，需要紧急对故障设备间进行短暂处理，由调控员临时解开智能锁硬闭锁模块；正常操作授权即调控员根据操作票发令操作后，云平台对操作进行逻辑判断；逻辑判断通过后，自动授权操作员可以解开智能锁；扫描对应二维码，核对正确后，智能锁打开；若扫描错误二维码，智能锁不能通过验证，操作人员不能进行操作。

8.按照权利要求1所述的“云五防”智能调度系统，其特征是所述的二维码软闭锁模块针对不具备安装智能锁的设备，采用软闭锁模块实现二维码校验；实现提醒和警示功能；对于对不具备安装智能锁的设备，将核对二维码信息，提醒调控员和操作人员是否可以进行操作。

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