優(yōu)化供電調度管理自動化系統(tǒng)的探討

劉 寧 中國鐵路上海局集團有限公司調度所

供電調度管理自動化系統(tǒng)是基于Windows操作系統(tǒng)二次集成開發(fā)而成的調度管理自動化系統(tǒng)，功能涵蓋SCADA監(jiān)控、系統(tǒng)維護、網(wǎng)絡管理、數(shù)據(jù)存儲備份、系統(tǒng)安全等，適用于鐵路牽引供電系統(tǒng)、鐵路10 kV電力配電系統(tǒng)的監(jiān)控。若將既有的供電調度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認系統(tǒng)、運統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)融合一體，組成新的調度系統(tǒng)，不僅能夠保證電氣化鐵路的運輸安全，還能優(yōu)化目前的停送電流程，進一步提高檢修和搶修作業(yè)的工作效率和保障人身設備安全。

1 研究新調度管理自動化系統(tǒng)的必要性

1.1 牽引變電所亭無人化值守的需求

機器人代替人工值守牽引變電所亭的無人化值守管理已經變成現(xiàn)實，若所有的所亭都無人值守，現(xiàn)有的停送電安全卡控措施將無法實施。例如：停送電的時候，需要值班員聯(lián)系供電調度員將斷路器開關操作打“當?shù)亍焙汀斑h方”等。

1.2 人防不如機防，一人卡控不如多人卡控

目前停送電操作是由供電調度員一人負責操作，新調度管理自動化系統(tǒng)相比之下有兩大優(yōu)點：首先，絕大部分的停送電操作將由計算機系統(tǒng)根據(jù)倒閘卡片按程序操作，減小了人工操作失誤的概率；其次，它可以將現(xiàn)場作業(yè)人員（主要是駐站聯(lián)絡員和工作領導人）與行車調度員、供電調度員三方都加入到停送電系統(tǒng)的卡控中，確保了安全生產上的多方相互卡控。

1.3 減少人工操作的風險

近年來，因供電調度員停送電操作失誤導致的人身和設備安全事故屢有發(fā)生，可以歸納為以下情況：錯停供電單元；漏停供電單元；未斷開與其他供電單元閉環(huán)的斷路器和隔離開關，造成該供電單元有電；列車調度員通知停電時未強調清楚，造成不滿足停電條件的供電單元提前停電；多個供電單元停電，作業(yè)結束時漏送電；多個作業(yè)組在一個供電單元同時作業(yè)，未全部銷令時送電；多個作業(yè)組在不同供電單元作業(yè)時，錯送電；在送電時未確認兩并聯(lián)供電單元的末端電壓均有電的情況下，合環(huán)送電。

因此，在新調度管理自動化系統(tǒng)中，若將供電調度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認系統(tǒng)、運統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)融合到一起，將解決人工停送電出錯的風險，提高工作效率和保障人身設備安全。

2 新調度管理自動化系統(tǒng)的設計思路

調度管理自動化系統(tǒng)必須具有實用性、安全性、簡便性等特點，它直接影響到調度生產效率，是最常用的人機接口界面，是實現(xiàn)調度管理和現(xiàn)場安全卡控的最直接工具。

下面以垂直作業(yè)（雙線電化區(qū)段，上、下行接觸網(wǎng)同時停電進行的接觸網(wǎng)作業(yè)）情況下的接觸網(wǎng)停送電流程為例，將新調度管理自動化系統(tǒng)應具有的功能進行闡述。并針對幾種特殊情況下的接觸網(wǎng)停送電作業(yè)，在垂直作業(yè)的基礎上進行補充分析。

2.1 接觸網(wǎng)施工、維修天窗停送電流程

（1）施工主體單位或供電設備管理單位根據(jù)月度施工計劃和臨時施工計劃，按照集團公司相關規(guī)定提報并接收施工或維修日計劃。供電設備管理單位根據(jù)施工日計劃在施工前一天前向供電調度員提報停電申請單，供電調度員進行審核、確認。要令人按照作業(yè)計劃時間提前40 min在現(xiàn)場終端在運統(tǒng)-46上選擇“計劃內作業(yè)”，向調度端申請停電和封鎖，系統(tǒng)自動判斷此作業(yè)申請的停電單元和封鎖范圍是否符合施工或維修日計劃。若停電單元、封鎖范圍與日計劃不一致，系統(tǒng)會提示“無此施工或維修計劃”,要令人核實后重新申請；若無誤，則此申請會同時發(fā)送至供電調度員的調度管理自動化系統(tǒng)和列車調度員的運統(tǒng)-46管理系統(tǒng)。

（2）供電調度員和列車調度員分別根據(jù)停電申請單和日計劃，核對停電單元和封鎖范圍。若無誤，點擊“確認”。

（3）列車調度員確認XX單元內的電力機車或動車組全部降弓，滿足停電條件后，在運統(tǒng)-46管理系統(tǒng)上點擊“同意XX單元停電”。

（4）“同意XX單元停電”的信息數(shù)據(jù)會反饋至供電調度員的調度管理自動化系統(tǒng)上，彈出對話框提示“XX單元具備停電條件，是否辦理停電?”

（5）供電調度員與列車調度員再次通過電話核對XX單元具備停電條件后，點擊“是”。供電調度員在SCADA系統(tǒng)中，辦理"停電申請"，申請XX單元停電。此申請數(shù)據(jù)會單向傳輸至調度管理自動化系統(tǒng)，與要令人的停電申請自動比對，停電單元一致的話，提示對話框“XX單元可以停電，請執(zhí)行”。（此處為保證SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全，要求SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以傳輸至調度管理自動化系統(tǒng)，但不可以反向傳輸數(shù)據(jù)）。

（2）若CurrentLayerDepth 等于CurrentSampleDepth，則算法終止，此時，CurrentTexcoords 就是最終要輸出的紋理坐標toff；

（6）供電調度員在SCADA系統(tǒng)的“停電申請”對話窗口上直接點擊“執(zhí)行停電”，SCADA系統(tǒng)會根據(jù)該供電單元的停電倒閘卡片自動執(zhí)行停電操作。執(zhí)行完畢后，系統(tǒng)應檢測分區(qū)所和AT所上下行的電壓互感器的電壓值，在確認電壓接近零后，彈出對話框提示“XX單元已停電，請確認”。

（7）供電調度員再次通過遙信查看相關牽引變電所亭的開關位置和末端電壓為零后，點擊“確認”。此確認信息會反饋至調度管理自動化系統(tǒng)。調度管理自動化系統(tǒng)提示“是否下發(fā)XX單元已停電命令”。供電調度員確認無誤后點擊“是”。XX單元停電信息通過調度管理自動化系統(tǒng)反饋至列車調度員、相關車站和相關接觸網(wǎng)工區(qū)要令人。（同一個供電單元內有多個作業(yè)組作業(yè)時，由供電調度員勾選多個作業(yè)組要令人）。

（8）供電調度員電話通知列車調度員XX單元已停電。列車調度員確認線路具備封鎖條件后，在運統(tǒng)-46系統(tǒng)中下發(fā)封鎖命令至相關車站和接觸網(wǎng)工區(qū)要令人。供電調度員通過電話向要令人下達停電作業(yè)命令。

（9）接觸網(wǎng)工區(qū)要令人接收到XX單元停電命令和線路封鎖命令后，通知工作領導人可以開始作業(yè)。工作領導人通過具備復示功能的手持終端，確認相關牽引變電所亭的開關位置已斷開后，開始現(xiàn)場作業(yè)。

（10）工作結束后，工作領導人確定人員機具都撤離至安全地帶，滿足送電和行車開通條件后。工作領導人通過手持終端，將作業(yè)結束的信息反饋到調度管理自動化系統(tǒng)。然后通知要令人作業(yè)已結束，可以申請銷除停電命令和線路封鎖命令。

（11）要令人通過運統(tǒng)-46系統(tǒng)申請消除停電命令和線路封鎖命令。此信息會分別反饋至供電調度員和列車調度員。供電調度管理自動化系統(tǒng)上會提示“XX單元作業(yè)已結束，是否辦理送電？”（工作領導人在作業(yè)結束后若沒有通過手持終端，將作業(yè)結束的信息反饋到調度管理自動化系統(tǒng)的話，將不提示該信息）。

（12）供電調度員接到要令人銷除停電命令的電話后，供電調度員在SCADA系統(tǒng)中，辦理“送電申請”，申請XX單元送電。此申請數(shù)據(jù)會單向傳輸至調度管理自動化系統(tǒng)，與要令人的送電申請自動比對，送電單元一致的話，提示對話框“XX單元可以送電，請執(zhí)行”。

（13）供電調度員在SCADA系統(tǒng)的“送電申請”對話窗口上直接點擊“執(zhí)行送電”，系統(tǒng)根據(jù)停電倒閘卡片自動執(zhí)行送電操作。在最后的合環(huán)操作時，系統(tǒng)應檢測分區(qū)所和AT所上下行的電壓互感器的電壓值正常后，才能閉合相關斷路器進行合環(huán)。送電操作完畢后，彈出對話框提示“XX單元已送電，請確認”。

（15）列車調度員調度端確認接受到現(xiàn)場要令人的消除封鎖命令和供電調度員的送電信息后，彈出“XX區(qū)間具備行車開通條件，是否開通？”供電調度員與列車調度員電話確認后，點擊“是”。

至此，整個停送電流程結束。

2.2 特殊情況下的接觸網(wǎng)停送電作業(yè)

（1）計劃外作業(yè)時，如接觸網(wǎng)需要臨時停電進行應急處理故障，要令人在現(xiàn)場終端在運統(tǒng)-46上選擇“計劃外作業(yè)”申請停電和封鎖。供電調度員和列車調度員應嚴格核對停電單元和封鎖范圍，然后按計劃內作業(yè)流程辦理。

（2）多個作業(yè)組在多個供電單元作業(yè)，有交叉共同供電單元，但作業(yè)時間不同時。此情況風險點是在送電過程中。無交叉的供電單元可以在作業(yè)組銷令后可以提前單獨送電。調度管理自動化系統(tǒng)應識別有交叉共同的供電單元有多個作業(yè)組。在所有的作業(yè)組未銷令之前，不提示“XX單元作業(yè)已結束，是否執(zhí)行送電？”

3 新調度管理自動化系統(tǒng)的優(yōu)點

通過將既有的供電調度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認系統(tǒng)、運統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)融合到一起，組成新調度管理自動化系統(tǒng)。我們可以發(fā)現(xiàn)以下幾個優(yōu)點：

（1）供電調度管理自動化系統(tǒng)執(zhí)行停電前，經過了要令人、系統(tǒng)與日計劃再核對，供電調度員和列車調度員的再確認。這四方面的聯(lián)控，包含了人防、機防等技術手段，將徹底解決人工停電出錯的風險。

（2）開始作業(yè)前，由系統(tǒng)、供電調度員和工作領導人共同確認相關牽引變電所亭的開關位置和末端電壓，可以防止停電不徹底等風險發(fā)生。

（3）在送電時，由原來的供電調度員判斷是否具備送電條件，改為現(xiàn)場要令人向系統(tǒng)申請，系統(tǒng)再判斷該供電單元內的所有作業(yè)組是否已銷令，再提示供電調度員執(zhí)行送電。此流程可以防止錯送電造成人身傷亡，保證了現(xiàn)場作業(yè)組的人身安全。

（4）系統(tǒng)根據(jù)倒閘操作卡片操作停送電，自動檢測電壓提示停送電程序完成，再由人工確認開關位置和末端電壓值。杜絕了停送電不徹底的情況發(fā)生。

（5）整個停送電流程中，減少了人工操作的步驟，只需要人工確認、核對等工作。減小了人為因素操作的失誤率。

（6）此系統(tǒng)與未來的牽引變電所無人值守的方案相匹配。在目前實行的停送電管理辦法中，為保證作業(yè)組安全，要求變電所值班員轉換涉及的停電單元饋線斷路器的“遠方/當?shù)亍笨刂崎_關狀態(tài)，以配合供電調度員的停送電操作。在新系統(tǒng)中，由于送電時是由現(xiàn)場作業(yè)組和系統(tǒng)卡控，將無需再由值班員配合操作。

（7）將SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)設置為只可以單向傳輸至調度管理自動化系統(tǒng)，但不可以反向傳輸數(shù)據(jù)。可以保證SCADA系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全，防止電腦病毒感染將外部數(shù)據(jù)傳輸至SCADA系統(tǒng)錯誤執(zhí)行停送電操作。

4 新調度管理自動化系統(tǒng)面臨解決的問題

（1）目前承載供電調度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認系統(tǒng)、運統(tǒng)-46系統(tǒng)所在的數(shù)據(jù)通道不一致。需要將它們設計編程至同一軟件系統(tǒng)，才可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩€(wěn)定。

（2）供電調度管理自動化系統(tǒng)、停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認系統(tǒng)、運統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的維護目前分屬不同的公司。研發(fā)新的供電調度管理自動化系統(tǒng)需要管理層上的支持與幫助。

責任編輯：萬寶安