調控模式下的集控防誤系統研究與應用

【摘要】本文針對調控模式下的變電站設備集中監控與調度控制體系，提出了一種基于防誤服務器的多層次集控防誤閉鎖架構，下轄調控中心、操巡隊、受控站的集控站微機防誤操作系統。不僅從技術層面滿足防誤的閉鎖的全面性和強制性要求，同時也符合調控一體化模式的實際運行與管理要求。

【關鍵詞】調控一體化；防誤服務器；調控中心；監控防誤工作站；拓撲邏輯

1.概述

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

2.調控模式下集控防誤解決方案

2.1 設計目標

（1）建立以調度中心防誤服務器為主，下轄各受控站的調度防誤操統。（2）通過在調控中心監控工作席增設防誤工作站實現監控端防誤功能。（3）實現調控層、操作隊層、站控層、間隔層、過程層的多層次防誤閉鎖。（4）實現調控中心、受控站后臺、測控屏、端子箱、就地操作機構等多操作點的防誤閉鎖。（5）通過建立多層次防誤閉鎖架構，解決集控層單項及程序化遙控操作的閉鎖，滿足電氣設備的多操作模式、多操作點的防誤閉鎖要求。保證設備操作權的唯一性，支持多任務并行操作防誤等功能。（6）防誤閉鎖要具有全面性和強制性，電氣設備的所有操作，包含調控中心的遙控操作、變電站的現場操作、單任務操作以及多任務、多班組并行操作，都必須進行統一的防誤邏輯驗證，才能進行倒閘操作。

2.2 系統架構

2.2.1 系統結構圖

2.2.2 系統說明

針對“調控一體化”的操作、管理模式，本方案按照客戶端/服務器結構的方式考慮，采用調控中心、運維所和變電站的三層防誤閉鎖構架，本著節省投資、最大化實現功能齊備的目標，在保留原先變電站的防誤系統和鎖具的基礎上，增加了必要的通信裝置、升級軟件等，實現不同層次的集控站微機防誤系統。

本方案中防誤服務器采用雙服務器冗余配置。防誤服務器的維護即可在屏柜上，也可在各級防誤工作站實現，并設立維護權限。防誤服務器可對所有受控站的數據進行集中管理、統計、查詢，并可進行開票、模擬預演、調控層遙控操作閉鎖、唯一操作權管理等防誤功能。

運維所的防誤工作站采用計算機作為操作界面，集中顯示各個子站的一次設備狀態及運行方式。每個防誤工作站可設定操作控制的變電站，無關變電站不顯示。所有的受控站都歸屬調控中心防誤服務器管轄，隨著子站數量的不斷增多，可以通過調整權限設置，重新實現各層的管理權限，在改造過程中逐步實現與調控中心對接的功能。

2.3 調控中心設計

（1）防誤服務器：1）防誤服務器能對所有受控站的數據進行集中管理，實現統計查詢功能，并能實現開票、模擬預演、調控層遙控操作閉鎖、唯一操作權管理等防誤功能。2）防誤服務器還可綜合變電、線路、配網的設備信息，進行全面的電網防誤。3）閉鎖邏輯采用網絡拓撲邏輯，根據接線圖和配置表自動生成邏輯關系，滿足各種運行方式，并具有動態判定檢修安全區域和動態掛接地線判斷等特色功能。4）數據、程序自動同步更新功能。

（2）監控席防誤工作站：1）可以在監控中心的防誤工作站上進行模擬預演、開票，執行操作票，對監控系統操作實現軟閉鎖。2）通過防誤主站服務器實現與防誤子站（受控站）實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證監控中心防誤工作站與子站設備狀態的一致性。

2.4 運維所設計

（1）可在運維所的防誤工作站上提前準備操作票，模擬預演、傳電腦鑰匙，由相關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維所回傳。

（3）系統自動同步設備狀態變化，保證運維所防誤工作站與子站設備狀態上的一致性。

（4）防誤工作站，可對受控站進行設定，無關聯的受控站可不顯示。

2.5 受控站設計

（1）避免受控站防誤建設的重復投資，現有的受控站如果滿足微機防誤閉鎖功能，可保留原受控站的微機防誤系統和鎖具，通過對舊系統升級實現不同層次的防誤系統功能。

（2）未采用微機防誤系統的受控站，需進行改造以滿足防誤系統接入的要求。

（3）受控站可接收下發的操作票，并可對調令進行返校，開出具體執行操作票。

3.調控模式下集控防誤系統實現功能

3.1 系統功能

（1）數據集中管理：防誤服務器對所有數據進行集中管理、統計、查詢，為所有站提供五防功能服務。可實現集中控制、統一管理、統一維護、統一檢修。

（2）多層次的全面防誤閉鎖：從設備操作全程防誤的角度出發，實現了調控層、站控層、間隔層、過程層的防誤閉鎖。

（3）遙控操作閉鎖：通過在調控中心設置監控防誤工作站，實現對監控系統遠方遙控操作的強制閉鎖，只有通過防誤系統實時邏輯校驗通過后，允許監控后臺執行相應設備的遙控操作。

（4）適用于多種運行方式：集控防誤操作系統能滿足集控站實現集中控制、統一調度、統一維護、統一檢修的多種運行方式。

（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，實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證主站裝置與子站裝置在設備狀態上的一致。

（6）唯一操作權功能：對于任何設備，在任意時刻，確保只有唯一的人員可以取得該設備操作權。該人員取得操作權后，可在調控中心、站控層、設備層、間隔層任意層進行操作，任何其他人員，都不能操作該設備和相關的設備，只有該工作人員工作結束，釋放操作權，或主動將該操作權轉移，其他人員才有可能對該設備及相關設備進行操作。確保操作人員和被操作設備的安全。

（7）多任務操作功能：防誤系統具有多任務并行操作的功能，可在防誤系統上同時開出多項操作任務，由多位運行人員同時進行不同的操作任務。

（8）操作權管理：對于任何設備，在任意時刻，確保只有唯一的人員可以取得該設備操作權。該人員取得操作權后，可在調控中心、站控層、設備層、間隔層任意層進行操作，任何其他人員，都不能操作該設備和相關的設備，只有該工作人員工作結束，釋放操作權，或主動將該操作權轉移，其他人員才有可能對該設備及相關設備進行操作。確保操作人員和被操作設備的安全。

（9）防誤服務器網絡拓撲防誤功能：基于系統拓撲的防誤邏輯判斷不僅可以實現開關、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，如甩負荷，合環/解環，倒母，旁代等復雜操作方式的判斷，使防誤功能更加全面。

（10）站間聯絡線閉鎖功能：可實現完善的站與站之間聯絡線上設備的閉鎖，防止兩個有聯絡設備的站之間操作時，出現本側有負荷對側掛接接地線/合接地刀、本側有接地線/地刀對側合刀閘等惡性事故的發生。

（11）不同廠家防誤系統互連：國內主流五防廠家的防誤系統可以實現互連互通。

3.2 調控中心防誤服務器

（1）防誤服務器負責整個防誤系統的維護和管理。并為所有客戶端提供防誤功能服務。（2）具備與監控系統通訊功能：實現互傳遙信，既可以從監控系統取得一次設備狀態，又可以將一些虛遙信點送給監控系統；能夠實現對監控系統的遙控閉鎖功能。（3）可以和防誤子站實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證主站與子站設備狀態上的一致性。

3.3 調控中心防誤工作站

（1）根據辦公席位設置相應的防誤工作站，可以在調控中心的防誤工作站上進行模擬預演、開票，執行操作票，對調控中心監控辦公席的遠方遙控操作實現閉鎖。（2）通過調控中心的防誤服務器實現與防誤子站實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證調控中心防誤工作站與子站設備狀態的一致性。

3.4 運維所防誤工作站

（1）可以在運維所的防誤工作站上進行模擬預演、開票、傳入電腦鑰匙，由相關人員拿電腦鑰匙到變電站去操作；還可以在運維所模擬預演、開票后，通過防誤網絡將電子票傳送到變電站，然后由當地相關人員接票傳輸到電腦鑰匙上，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維所回傳。（3）通過調控中心的防誤服務器實現與防誤子站實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證運維所防誤工作站與子站設備狀態上的一致性。

4.調控模式下調度防誤系統特點

（1）實用性

該方案增加了一個用于完成防誤功能的核心設備—防誤服務器，該服務器集中管理所有站的數據，為所有站提供防誤功能服務。可實現各站狀態同步、遙控操作閉鎖、站間閉鎖、唯一操作權、數據唯一性等功能。

（2）安全性

防誤服務器本身融合了‘權限管理、唯一操作權管理、模擬預演、實時邏輯判斷、閉鎖元件’五個方面，完整地實現了對設備操作的防誤功能。

（3）可靠性

具備雙機互備冗余功能，當其中一臺主機故障時，備份主機自動切換，保證操作正常進行，提高了系統的可靠性。

（4）可維護性

系統調試、維護、升級方便，數據維護既可在調控中心進行，又可在防誤工作站或受控站進行，維護完成后數據自動同步。系統可以靈活配置，整個系統可以規劃為一級、二級、三級、四級結構等。

（5）適用范圍

本方案適用“調控一體化”下的多層次集控管理模式。調控中心、運維所均采用計算機作為操作界面。

5.操作模式

5.1 調控中心遙控操作

調控中心遙控操作由調控中心的防誤工作站和調控中心的監控工作站共同完成。調控中心的人員接受到調度人員的操作任務后，首先在調控中心防誤工作站上對要操作的設備進行模擬，通過防誤邏輯判斷后，由調控中心防誤工作站按操作順序依次對受控站遠動裝置或監控后臺下達解鎖操作命令，調控中心監控工作站按照相應的步驟進行操作，遙控操作完成后，再由調控中心防誤工作站對遠動裝置或監控后臺下達閉鎖操作命令，恢復閉鎖。對整個操作序列重復以上操作，直到操作結束。

5.2 運維中心操作

可以在運維所的防誤工作站上進行模擬預演、開票、傳入電腦鑰匙，由相關人員拿電腦鑰匙到變電站去操作；還可以在運維所模擬預演、開票后，通過防誤網絡將電子票傳送到變電站，然后由當地相關人員接票傳輸到電腦鑰匙上，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維所回傳。

通過調控中心的防誤服務器實現與防誤子站（變電站）實時在線對位、自動顯示設備狀態變化，保證運維所防誤工作站與子站設備狀態上的一致性。

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后，在受控站防誤主機上模擬預演操作票，模擬預演結束后，當遇到斷路器或隔離開關操作時，受控站防誤主機對遠動裝置或監控后臺下達解鎖操作命令，遙控操作完成后，再由受控站防誤主機對遠動裝置或監控后臺下達閉鎖操作命令，恢復閉鎖。

（2）就地操作

對于手動操作設備的刀閘、地刀、臨時接地線、網柜門均采用機械編碼鎖、電編碼鎖加裝相應的閉鎖附件實施閉鎖。使用電腦鑰匙到現場進行倒閘操作，操作完畢后將操作結果回傳給防誤主機。

（3）檢修操作

首先在運維中心防誤工作站或受控站防誤主機上進行模擬預演，開出檢修票，拿電腦鑰匙對手動設備進行就地解鎖，對于電動設備，防誤系統把檢修票中的電動設備的控制回路自動解鎖，電腦鑰匙回傳后，防誤系統自動恢復對檢修票中的電動設備的控制回路的閉鎖。此功能可以防止檢修完畢后進行傳動試驗時，在調控中心、受控站、就地傳動錯設備，避免了誤操作。