CN205407414U - 一种基于电力gis的智能配电网防误系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，防误主机、电力GIS平台和数据中心服务器通过局域网相连接，防误无线移动终端与数据中心服务器之间通过无线公网相连接，防误无线移动终端和无线智能钥匙之间采用无线WIFI通信连接，无线智能钥匙与闭锁防误装置之间采用RFID通信连接，配网调度防误主机连接配网自动化系统，防误主机上设有防误操作系统，电力GIS平台上设有GIS图形编辑系统，防误操作系统和GIS图形编辑系统相连，并且防误操作系统与配网自动化系统互联。本系统采用电力GIS图建立配电网防误模型，由计算机编制防误逻辑来实现模拟预演防误逻辑操作，以杜绝配电网误调度和误操作事故的发生。

Description

一种基于电力GIS的智能配电网防误系统

技术领域

本实用新型属于电力防误及安全运行的技术领域，涉及一种基于电力GIS的智能配电网防误系统。

背景技术

配电网是指从输电网接受电能并分配到配电变电站后，通过配电线路向用户供电的网络。配电网是由许多配电线路构成的网络，配电线路由电杆、柱上开关、刀闸、环网柜、开关站、开闭所等设备组成。

GIS(GeographyInformationSystem)是地理信息系统的简称，是一种基于计算机对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析的工具。GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作(例如查询和统计分析等)集成在一起。电力GIS是将电力企业的电力设备、变电站、输配电网络、电力用户与电力负荷和生产及管理等核心业务连接形成电力信息化的生产管理的综合信息系统。它提供的电力设备设施信息、电网运行状态信息、电力技术信息、生产管理信息、电力市场信息与山川、河流、地势、城镇、公路街道、楼群，以及气象、水文、地质、资源等自然环境信息集中于统一系统中。

为了保障变电站运行的安全性、稳定性和可靠性，配电网的防误闭锁系统尤其重要。目前的配电网防误闭锁系统，采用人工编制防误逻辑表达式的办法，枚举各种电气组件的状态，编制允许或禁止操作的逻辑条件。而一个变电站或配电网包含如断路器、隔离开关、隔离刀闸等电气设备的数量很多，合上一个刀闸可能涉及数十甚至数百种电气状态的组合，需要编制的逻辑条件成千上万,其准确性、完整性都无法保证，工作量特别大，对于安全操作构成隐患。因此，迫切的需要一种智能化的配电网防误系统来解决人工防误监管所存在的技术问题。

发明内容

本实用新型正是针对现有配电网防误系统中存在的技术问题，提供一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，该系统采用电力GIS图建立配电网防误模型，由计算机编制防误逻辑来实现模拟预演防误逻辑操作，以杜绝配电网误调度和误操作事故的发生，并对配电网调度的操作票及工作流程实现电子化管理，提高工作效率和质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为，一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，包括防误主机、电力GIS平台、数据中心服务器、通讯装置、本地智能钥匙、无线智能钥匙、防误无线移动终端和闭锁防误装置，所述防误主机、电力GIS平台和数据中心服务器通过内网相连接，所述数据中心服务器和防误无线移动终端之间通过外网相连接，在数据中心服务器和外网之间设有物理隔离装置，所述防误无线移动终端和无线智能钥匙之间采用无线WIFI通信连接，所述无线智能钥匙与闭锁防误装置之间采用无线射频识别（RFID）通信连接，用于控制闭锁防误装置的启闭。所述防误主机包括运行部门防误主机、线路部门防误主机和配网调度防误主机，配网调度防误主机设有连接配网自动化系统的通信接口。所有防误主机上设有防误操作系统，所述电力GIS平台上设有GIS图形编辑系统，防误操作系统和GIS图形编辑系统相连，防误操作系统与配网自动化系统互联。所述通讯装置包括本地连接适配器和无线通讯调制解调器，运行部门防误主机和线路部门防误主机均通过本地连接适配器连接本地智能钥匙。所述内网采用局域网，所述外网采用无线公网，包括GPRS、CDMA/GSM、3G、4G移动通信网络，在数据中心服务器和防误无线移动终端之间设置无线通讯调制解调器，数据中心服务器依次通过无线通讯调制解调器和无线公网连接防误无线移动终端。所述闭锁防误装置上设有闭锁锁具，所述无线智能钥匙控制闭锁锁具的启闭。

所述防误操作系统上设有防误模块、智能锁具管理模块和柜门检测模块，防误模块实现拓扑分析防误和配电设备操作逻辑相结合的防误功能，并且与配网自动化系统互联，实现实时遥信通讯和远程任务传送，防误功能包括防止带负荷操作隔离开关、防止带地刀或地线合开关、防止带电合地刀闸或装设接地线、对合环及解环操作给出提示、对于涉及到大面积停电的操作给出停电范围的提示信息，提醒调度人员确认该操作是否正确以及具备开关站就地操作闭锁功能，防止误碰、误操作，防止误入带电变压器室、带电箱变。智能锁具管理模块将柜门锁与五防锁逻辑关联，只有涉及此次操作任务的柜门锁才具备打开条件，否则智能钥匙提示告警，从而实现一把智能钥匙开启所有柜门锁具，并能保存锁具操作记录（包括操作时间、操作人员等信息）。柜门检测模块可对管辖的配网设备采取全天候实时监测，通过远程通讯方式向事前设置所指定的防误无线移动终端（手机或移动平板或掌上电脑（PDA））发送短信，告知发生开门动作的配网箱号、箱地址或其它信息，同时管理中心的主机（配网调度防误主机）也可通过网络实时接收有关柜门状态的各种数据。

GIS图形编辑系统将配电设备的元件符号按照实际连接关系放置于GIS图上，元件之间用线段或连接线进行连接后自动导出配电网线路结构模型图，由配电网线路结构模型自动生成单线图，若干条有关联的单线图按需组装成配电网接线系统图（即配电网GIS图），防误操作系统在GIS图形编辑系统生成的配电网接线系统图上，运用网络（配电网接线）拓扑分析，结合电力防误规则，自动完成对配电设备中的柱上开关、刀闸、环网柜、开关站和开闭所等电气设备允许或禁止操作的逻辑条件的编制，形成智能配电网防误系统图和防误网络拓扑结构，自动实现电气设备操作的防误闭锁判断，从而大大减少对设备防误操作逻辑条件编写的繁重工作量，提高设备操作的准确性完整性，实现防误便捷化和智能化。

本实用新型是采用GIS图形编辑系统生成的配电网GIS图建立配电网防误模型，形成配电网防误系统图和防误网络拓扑结构，在配电网防误系统图上编写防误逻辑，实现模拟预演防误逻辑操作，实现防误调度、防误操作、智能锁具管理、柜门检测以及高压验电闭锁等功能于一体的集中防误监控系统；相比防误逻辑的人工编制，本系统应用配电网防误系统图拓扑分析实现五防防误逻辑有着显著的优势：1）实现方式由人工转计算机：相当于由计算机来编制逻辑，降低甚至杜绝了人为主观的错误率，保证了逻辑实现刚性需求，大大提高了工作效率和工作质量；2）逻辑涵盖由单一逻辑转为多重逻辑：人工防误逻辑的编制往往基于单一的五防逻辑或是特殊设备特殊情况下的操作逻辑，安全性不强，而引入智能配电网防误系统图形拓扑分析后，设备操作既满足五防逻辑条件又方便手工编制操作逻辑，并可选择设置防误逻辑实现的优先级；3）易于实现线路扩容、设备变更：对于设备变更、线路扩容等常见的设备改动只需将设备的变动信息输入本防误系统的防误操作系统，形成新的拓扑图进行拓扑分析即可，易于维护，升级改造。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的配电网线路结构模型图。

图3为本实用新型的配电网防误系统图自动成图流程示意图。

具体实施方式

为了加深对本实用新型的理解和认识，下面结合附图对本实用新型作进一步描述和介绍。

如图1所示，一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，包括防误主机、电力GIS平台、数据中心服务器、通讯装置、本地智能钥匙、无线智能钥匙、防误无线移动终端和闭锁防误装置。所述通讯装置包括局域网、本地连接适配器、无线通讯调制解调器和无线公网，所述防误主机、电力GIS平台和数据中心服务器通过局域网相连接，所述数据中心服务器和防误无线移动终端之间通过无线公网相连接，在数据中心服务器和无线公网之间设有物理隔离装置。所述防误无线移动终端和无线智能钥匙之间采用无线WIFI通信连接，所述无线智能钥匙与闭锁防误装置之间采用无线射频识别通信连接。所述防误主机包括运行部门防误主机、线路部门防误主机和配网调度防误主机。运行部门防误主机和线路部门防误主机均通过本地连接适配器连接本地智能钥匙，配网调度防误主机连接配网自动化系统。数据中心服务器依次通过无线通讯调制解调器和无线公网连接防误无线移动终端，并在所述数据中心服务器和无线通讯调制解调器之间设有物理隔离装置。所述闭锁防误装置上设有闭锁锁具，无线智能钥匙控制闭锁锁具的启闭。所有防误主机上设有防误操作系统，所述电力GIS平台上设有GIS图形编辑系统，防误操作系统和GIS图形编辑系统相连，防误操作系统与配网自动化系统互联。

其中，所述无线公网包括GPRS、CDMA/GSM、3G、4G等移动通信网络，所述本地连接适配器采用无线网卡（WIFI）或蓝牙。所述无线通讯调制解调器为CDMA/GSM调制解调器。

所述配电设备包括电缆、刀闸、保险、开关、架空线路、开闭所、环网柜和电缆分支箱等全部配网运行设备。所述配电设备还包括高压带电显示装置，在高压带电显示装置上直接叠加安装有三相验电锁构成高压带电显示验电闭锁装置，该装置与无线智能钥匙无线通信连接，在合地刀前，先通过逻辑顺序关系的锁具操作终端执行先验电，核对无电后，再解锁相应的地刀锁，从而执行合地刀操作，这样可有效防止走错间隔、带电合地刀。

在防误主机的防误操作系统上设有防误模块、智能锁具管理模块和柜门检测模块，防误模块实现拓扑分析防误和配电设备操作逻辑相结合的防误功能，并且与配网自动化系统互联，实现实时遥信通讯和远程任务传送，防误功能包括防止带负荷操作隔离开关、防止带地刀或地线合开关、防止带电合地刀闸或装设接地线、对合环及解环操作给出提示、对于涉及到大面积停电的操作，给出停电范围的提示信息，提醒调度人员确认该操作是否正确以及具备开关站就地操作闭锁功能，防止误碰、误操作，防止误入带电变压器室、带电箱变。智能锁具管理模块将柜门锁与五防锁逻辑关联，只有涉及此次操作任务的柜门锁才具备打开条件，否则智能钥匙提示告警，从而实现一把智能钥匙开启所有柜门锁具，并能保存锁具操作记录（包括操作时间、操作人员等信息）。柜门检测模块可对管辖的配网设备采取全天候实时监测，通过远程通讯方式向事前设置所指定的手机发送短信，告知发生开门动作的配网箱号、箱地址或其它信息，同时管理中心的主机也可通过网络实时接收有关柜门状态的各种数据。

GIS图形编辑系统将配电设备的元件符号按照实际连接关系放置于GIS图上，元件之间用线段或连接线进行连接后自动导出配电网线路结构模型图（如图2所示），由配电网线路结构模型自动生成单线图，单线图反映一条线路电气设备连接关系的接线图，不带地理信息，直观、简洁、维护方便。若干条有关联的单线图按需组装成配电网接线系统图（即配电网GIS图）；此外，根据配电网线路结构模型中电杆、配网站房的经纬度也可以自动生成电力GIS图，防误操作系统在GIS图形编辑系统生成的配电网GIS图上，运用网络（配电网接线）拓扑分析，结合电力防误规则，自动完成对配电设备中的柱上开关、刀闸、环网柜、开关站和开闭所等电气设备允许或禁止操作的逻辑条件的编制，形成智能配电网防误系统图和防误网络拓扑结构，自动实现电气设备操作的防误闭锁判断，从而大大减少对设备防误操作逻辑条件编写的繁重工作量，提高设备操作的准确性完整性，实现防误便捷化和智能化。

如图3所示，电力GIS图与配电网线路结构模型图可互相导出，配电网线路结构模型自动生成单线图，多条有联络关系的单线图组成配电网的接线系统图（配电网GIS图），并在配电网GIS图上运用配电网接线拓扑分析结合电力防误规则，自动实现电气设备操作的防误闭锁判断。

防误主机的防误操作系统显示配网全部配网线路的信息，包括电缆、刀闸、开关、保险、环网柜、电缆分支箱、架空线路等全部配网运行设备的接线图，当运行（调度）人员在防误主机上通过配电网GIS图导出智能配电网防误系统图进行模拟操作时，防误主机使用拓扑分析，根据当前设备状态现状、电源点的流向因素等对模拟预演操作进行综合逻辑判断。模拟预演结束后生成正确的操作票，并将操作票通过WIFI、无线公网的方式传输给智能钥匙，现场操作人员按智能钥匙显示的提示，对设备进行相应操作，并将操作的结果实时回传至防误操作系统。防误操作系统实现了数据中心服务器与各防误主机之间的流程化工作协同与通信共享。采用无线公网方式，使用防误无线移动终端、防误主机与数据中心服务器之间实现在线的操作票下载和操作结果回传。通过采用wifi技术在无线移动终端与无线智能钥匙之间实现操作指令、操作结果和设备状态的实时在线交互和传输；通过配网自动化的三遥信息(SCADA)与该防误系统的通信接口，实现配网自动化遥控操作闭锁以及设备状态与现场设备实际状态实时对位的功能。

该智能配电网防误系统能有效防止电气设备误操作引发的人身和重大设备事故，提高电网运行的经济效益和社会效益。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本实用新型权利要求所保护的范围。

Claims (3)

1.一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，其特征在于：包括防误主机、电力GIS平台、数据中心服务器、防误无线移动终端、无线智能钥匙和闭锁防误装置，所述防误主机、数据中心服务器和电力GIS平台通过内网相连接，所述数据中心服务器和防误无线移动终端之间通过外网相连接，在数据中心服务器和外网之间设有物理隔离装置，所述防误无线移动终端和无线智能钥匙之间采用无线WIFI通信连接，所述无线智能钥匙与闭锁防误装置之间采用无线射频识别通信连接；所述防误主机包括运行部门防误主机、线路部门防误主机和配网调度防误主机，配网调度防误主机上设有与配网自动化系统互联的通信接口；所有防误主机上设有防误操作系统，所述电力GIS平台上设有GIS图形编辑系统，防误操作系统和GIS图形编辑系统相连，并且防误操作系统与配网自动化系统互联。

2.如权利要求1所述的一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，其特征在于，所述内网采用局域网，所述外网采用无线公网，在数据中心服务器和防误无线移动终端之间设有无线通讯调制解调器。

3.如权利要求2所述的一种基于电力GIS的智能配电网防误系统，其特征在于，所述防误无线移动终端采用智能手机或移动平板或掌上电脑。