集控站防誤系統設計方案及應用管理研究

作者簡介：凌飛（1971-），男，工程師。研究方向為變電運維技術管理。

DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2024.15.034

摘? 要：電力傳輸的重要樞紐為變電站，其二次系統能夠有效保障變電站的運行安全。隨著生產管理及電網組織架構的不斷升級改善，為滿足遠方遙控、調控一體化、無人值班等需求，在電力領域控制系統智能化及自動化水平不斷提升的背景下，國網公司提出建設自主可控的新一代變電站二次系統。建設新的系統將變化道閘操作方式，為此，研究適應新的道閘操作方式的防誤問題，構建適宜的防誤系統設計方案及應用管理方式，安全管控集控站道閘操作，對新一代變電站二次系統的建設與應用具有重要意義。

關鍵詞：集控站；防誤系統；設計方案；應用管理；變電站

中圖分類號：TM63? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2095-2945（2024）15-0151-04

Abstract： Power transmission substations serve as crucial hubs， and their secondary systems effectively ensure the operational safety of the substations. With the continuous upgrading and improvement of production management and the power grid organizational structure， to meet the demands for remote control， integrated control and operation， and unattended operation， the level of intelligence and automation in power control systems is constantly increasing. Against this backdrop， State Grid Corporation has proposed the construction of a new generation of substation secondary systems that are independently controllable. The construction of the new system will change the operation mode of the switchgear， and therefore， researching the anti-misoperation issues suitable for the new switchgear operation mode， constructing appropriate anti-misoperation system design schemes and application management methods， and safely controlling the switchgear operation at the centralized control station are of great significance for the construction and application of the new generation of substation secondary systems.

Keywords： centralized control station; anti-misoperation system; design scheme; application management; substation

隨著智能化、自動化技術水平的不斷提升以及變電站實施減員增效的工作實施，我國大部分省市推廣應用無人值守受控站及集控中心管理模式。應用集控運行模式，能夠最大化利用資源潛力，提升工作效率與運行管理水平，在變電站數量劇增的情況下，集控運行模式能夠滿足管理的需求，促使管理更加規范且提升管理效率，在人員減少的情況下保證運行的安全性及穩定性。集控站防誤系統的重要功能之一是保障電氣道閘操作的安全，在多年的研發應用中，防誤裝置產品及防誤技術越發成熟，在電力系統中得到廣泛的推廣及應用，切實保障電力生產的安全。為適應國網公司建設自主可控的新一代變電站二次系統的需要，在準確的實時數據及電網拓撲模型上構建智能防誤系統平臺，確保電氣道閘操作的安全，為新一代變電站二次系統的建設及應用提供助力。

1? 集控站防誤系統設計方案

1.1? 系統設計目標

集控站防誤系統的整體設計目標包含六部分內容。

第一，建設一個綜合平臺包含變電防誤及集控防誤，設計高效且安全的區域電網系統防誤，建立多層次防誤閉鎖架構應以集控站防誤服務器為核心，在集控站模式下提供安全可靠的防誤閉鎖解決方案。

第二，以準確的實時數據及電網拓撲模型為基礎，構建通用型智能防誤工作平臺，實現在區域電網的智能拓撲防誤分析，為變電站倒閘操作及遠方操作集控站提供安全可靠的保障。

第三，連接變電站微機防誤系統與集控站防誤系統，實現防誤分析的基礎是變電站所報送的虛擬遙感設備信息，信息包含網門、地線等設備狀態，極大程度規避因現場信息與集控站信息存在差異所導致的操作失誤。

第四，強制性及全面性是防誤閉鎖應具備的，在統一開展有關集控站的單任務操作、遙控操作、多任務操作、變電站的現場操作等操作的防誤邏輯驗證后，試驗道閘操作效果。同時，借助閉鎖回路控制設備，電動操作控制回路的鎖具或是接點，將受閉鎖回路控制鎖具安裝在設備手動操控部件，強制閉鎖電氣設備。

第五，以現存的防誤系統為基礎，構建多層次的防誤閉鎖架構，避免重復投資有效控制成本，還能夠提升系統的可靠性，極大程度節省投運時間并縮短培訓時間。

第六，輸入相應調令實現一鍵式生成操作票，執行自動預演。

1.2? 系統總體架構

全面考量集控站的管理模式及操作模式，此次集控站防誤系統的設計方案以C/S（客戶端/服務器）為基礎結構，構建三層防誤閉鎖結構分別為基層站、運維班及變電站，如圖1所示。為實現節約成本、系統功能齊全的目標，將原有變電站的鎖具及防誤系統保留，以此為基礎增設底線管理裝置，以期完善變電站的防誤閉鎖功能[1]。

采取集中組屏的方式構建此次設計方案中的防誤服務器，可以在屏柜上對防誤服務器進行維護，也可以在各級下屬工作站設置維護權限，從而實現對服務器的維護工作。通過服務器能夠統一查詢所有下屬受控站內的數據，并對其進行管理和統計。

集控站防誤系統能夠滿足站內的全部防誤閉鎖功能，且具備所有受控站的防誤功能。

設計運維班的操作界面，可以使用計算機，集中將子站的設備運行情況及狀態顯示出來[2]。防誤系統能夠控制操作變電站，篩選顯示與變電站相關的內容[3]。集控防誤系統服務器統一管轄所有受控站，即便受控站數量逐漸增多，也可以通過權限調整的方式，將管理權限重新明確分層，實現在系統搭建的過程中與集控站對接的功能。

1.3? 集控站防誤系統設計

1.3.1? 防誤服務器

1）設計防誤服務器，應能夠管理下級受控站數據，并對數據進行實時的檢測，能夠及時準確獲取相關數據。與此同時，能夠進行模擬預演，隨時調整操作權限，能夠完成集控站遙控操作閉鎖、開票等。

2）服務器需向多個對象提供服務，包含多運維客戶及多個防誤工作站，確保同一層面的多個防誤工作站及不同層面的防誤工作站相互不會產生干擾，能夠同時滿足不同層面、不同防誤工作站的工作需求。

3）連接變電站防誤系統，獲悉網門、地線等相關設備的狀態情況，實現實時獲取相關數據，確保邏輯判斷的準確性及全面性。

4）設計閉鎖邏輯時，選用網絡拓撲邏輯，以接線圖和配置表所生成的自動邏輯關系為基礎，確保設計成果能夠在多種情況下運行，并且具備在動態環境下研判安全檢修區域，以及在動態環境下判斷接話地線等能力。

5）同步自動更新相關程序及數據。

1.3.2? 集控防誤工作站

1）模擬預演調度系統所開出的調令，待驗證通過確保防誤判斷準確后，將調令進行分解向下派送至變電站防誤工作站及運維班防誤工作站。

2）模擬預演PMS系統所開出的操作票，待驗證通過確保防誤判斷無誤后，下派至對應的運維中心防誤工作站及變電站防誤工作站。也可將集控站防誤工作站開出的操作票（開票過程中自動進行防誤邏輯判斷），發送給PMS系統開展審批，審批通過后，集控站防誤服務器將收到PMS系統的審核結果，若審核通過，服務器將操作票傳送至變電站防誤系統再傳給電腦鑰匙。

3）智能擬票功能，包含以調令為基礎的智能成票功能及單步圖形智能擬票功能。

4）人工智能擬票、典型票、歷史票功能，相關工作人員使用歷史票或典型票的方式，實現操作票的快速生成，亦可以通過手工編輯的方式編輯相應的電網操作票。

5）調令推演具備操作步驟的自動生成能力。

6）語義解析擁有語句模型與標準術語庫自定義設置功能。

7）集控站具備監控系統，通過遠方遙控操作的方式完成閉鎖作業，包含單步遙控操作及一鍵順控操作，操作支持“雙校核”。

1.4? 運維班設計

1）運維班將接收上級下發的操作票。運維班防誤工作站能夠實現提前準備操作票、模擬預演、傳電腦鑰匙等功能，相關操作的執行需要在受控站中完成，相關工作人員需要使用電腦鑰匙。

2）待完成操作后，可以采取回傳運維班處理電腦鑰匙，或將其回傳至受控站。

3）對系統設備的狀態進行實時自動化傳回，并完成相應同步操作，確保子設備與其保持相同的狀態。

4）設計運維班工作站，需要注意受控站的設定，應具備選擇顯示內容的功能，可以僅顯示與受控站相關的部分。

1.5? 受控站設計

1）節約成本避免系統建設中發生重復投資情況，若現存受控站能夠滿足微機防誤閉鎖功能，可以將原有的鎖具及系統進行保留，升級舊系統實現全部層次的防誤系統功能。

2）為全面升級防誤系統，滿足新系統接入的需求，改造未使用微機防誤系統的受控站。

3）接收并校核下發的操作票。

4）在適宜的環境下關聯閉鎖線路驗電，若線路通電則禁止臨時接地線操作。也可配置無線地線，實現實時采集地線拆除、連接狀態。

1.6? 系統通信方案設計

以受控站及自動化系統集控站現有的光纖通道為依托，構建防誤系統的通信通道，可行方案有2種。

1）組建獨立的防誤系統網絡，于光端機分出2 M的寬帶接口供防誤系統使用。

2）以現存調度數據網及自動化網絡為基礎，在受控站和集控站的路由器開辟獨立的VPN網絡供防誤系統使用，2個系統具備各自網段且數據網絡不會相互訪問，確保監控系統網絡具備獨立性。

防誤系統網絡IP地址分配原則，見表1。

表1? 防誤系統網絡IP地址分配原則

2? 集控站防誤系統應用管理

2.1? 功能特點

1）數據統一管理，使用防誤服務器對數據進行統一的統計、查詢、管理，為有關站點提供相應服務，確保防誤功能的有效性。實現集中管理、調控、檢護[4]。

2）實現與集控站監控系統信息交互，構建信息交互功能包含一鍵順控、接收遙信、單步遙控操作防誤閉鎖。

3）全面多層次的防誤閉鎖，基于全程防誤的視角，在設備操作的工程中，實現防誤閉鎖于集控站層、站控層、間隔層和過程層[5]。

4）管理操作權，隨時隨地針對所有設備，保證只有1位操作人員能夠獲取相應設備的操作權限。在相關工作人員取得操作權限后，能夠在任意層次開展操作，具體包含集控站層、站控層、設備層和間隔層，除確定的唯一人員外，其他人員均不能操作相關設備，直至其操作完成退出系統將操作權進行釋放，或將操作權主動移交至他人，其他工作人員才能對相關設備開展操作。管理權唯一的設置是為保證相關操作人員及相關設備的安全。

5）具體操作與調令技術相關聯，實地變電站操作或集控站遠程操作，無論何種操作方式都必須將調令作為操作的依據，實現調令質控操縱實現技術關聯。

6）網絡拓撲防誤功能。系統拓撲的防誤邏輯判斷既能夠實現刀閘、開關及接地刀閘等操作的基本防誤，還能夠提供較為特殊的防誤邏輯對復雜繁瑣的操作方式提供判斷，比如合環/解環、甩負荷、旁代和倒母等，具備更加全面的防誤功能。

7）聯絡功能，對于線上的2個閉鎖站，能夠實現有效聯絡，確保線上的設備能夠完成閉鎖操作，避免在聯絡的過程中，出現嚴重的安全事故，如側掛接接地線/合接地刀等。

8）集控站順控操作防誤“雙校核”，實現受控站和集控站的一鍵順控操作防誤“雙校核”功能。采取信息交互的方式，集控站防誤主機將自主控制順控主機的順控操作及模擬預演，下發不同的指令采取不同防誤邏輯校驗，與順控主機的內置防誤校驗結果形成“與門”判斷依據，切實達成順控操作防誤“雙校驗”的目標，最終提升集控站及變電間順控操作的高可靠性及高安全性需求。

9）實時采集接地線狀態，以受控站無線網絡為基礎，實現實時采集接地線的拆除狀態及掛接狀態。

2.2? 系統維護

通常系統的維護包含程序、數據及設置3方面內容，集控站防誤系統的維護包含程序更新、數據維護及子站配置3方面內容，且均能實現遠程的維護[6]。

集中維護數據，因為由防誤系統服務器集中保存管理相關數據，因此可以在具有控制權限的隨意客戶端對所有站點的數據進行維護，不需要在各個子站位置開展分別的維護。

遠程下載更新客戶端程序，上傳需升級的文件至每個客戶端，待完成服務器的更新工作后，強制升級所有客戶端，每個客戶端自動化將最新的程序下載至本地目錄中，最終完成遠程下載更新所有程序。

桌面遠程維護，在維護某一客戶端時，可以使用防誤系統服務器遠程維護桌面。提前將所有客戶端與服務器建設連接，確保服務器能夠操作控制所有桌面，單個子站需要維護時，在集控站便可完成登錄維護操作。

3? 結束語

綜上所述，本文設計的系統方案適用于集控站下的多層次集控管理模式，結合集控站的管理及操作模式，采取客戶端/服務器結構的方式考慮，構建集控站、運維班和變電站的三層防誤閉鎖構架，其中集控站、運維班及受控站均使用計算機作為操作界面。系統具備數據集中管理、與集控站監控系統信息交互、多層次全面防誤閉鎖、操作權管理、操作與調令的技術關聯、網絡拓撲防誤、站間聯絡線閉鎖、集控站順控操作防誤“雙校核”、接地線狀態實時采集等功能。具備實用性、安全性、可靠性及可維護性，切實提升電力生產的安全性，降低運維工作量的同時提升電力生產的安全性及效率，為新一代變電站二次系統的建設及應用提供堅實的保障。

參考文獻：

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