一種電網事件應急處置輔助系統及維護方法與流程

2023-08-07 15:07:36

本發明涉及一種電網事件應急處置輔助系統，具體涉及一種電力生產領域運維站值班員使用的電網事件應急處置輔助系統。

背景技術：

根據國家電網公司相關文件精神，現在變電運維實行運維站模式，即一個運維站管理數個子站，值班員在集中辦公地點辦公，若有操作，值班員則乘車前往目標子站進行處理。運維站應急操作為在非計劃情況下，運維站值班員進行的應急處理和異常設備處理的工作。若有應急操作事項，值班員則需立即前往處理。由於公司系統內對應急操作時間沒有定量指標，而是要求儘快恢復送電，這就要求在保障安全操作的前提下，應急操作時間儘量縮短。值班員對現場位置越熟悉、對設備的了解越充分，動作越熟練操作時間則越短。

以南昌供電公司(屬大型供電公司)董家窯運維站為例，該站2015年操作有1679次，其中10kv應急操作為129次，平均操作時間為34.9分鐘，平均乘車時間為23.3分鐘。

變電站建設時間不同，採用的設備不同，尤其是五防機、一二次設備廠家型號數目繁多，同一廠家，不同型號的設備操作方式不同，不同廠家的設備操作方式各異，給值班員快速操作帶來障礙。早期建設的變電站，信號復歸需要人員到現場進行手動操作，人力成本較高。

現有的應急操作方式為：調控中心下令給值班員，值班員再乘車前往目標子站，由於突發狀況下值班員往往在執行其它任務，無充足時間回辦公地點調取資料，導致值班員無法做好充足準備(如提前準備倒閘操作票，調查設備操作方法等信息，觀察設備狀態等)，值班員缺少資料支持，只有在到達現場後才能對設備開始熟悉，操作方法主要靠記憶回憶。這無疑延長應急操作時間，加大了安全生產隱患，易引發優質服務投訴。

現有變電站的信號都是通過信息內網傳輸至調控中心，調控中心進行值班員根據信號情況決定是否需要運維站值班員進行應急操作，近年來由於城市建設加快，通信線路被挖斷的情況偶有發生，這也導致通信中斷，影響了安全生產。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種電網事件應急處置輔助系統，運維站值班員可以在變電站發生異常時能接收到異常提醒，同時值班員可以在乘車前往變電站的途中對異常設備資料進行熟悉並列印操作票，以便到現場後快速排除異常，減少應急操作時間。

本發明的目的是這樣實現的：

一種電網事件應急處置輔助系統，由信號採集裝置、站房信號處理裝置、巡視裝置、路由器、站房伺服器、站房防火牆、網絡中轉裝置、移動終端、車載終端、車載印表機、防火牆、伺服器和調控中心內網計算機組成，信號採集裝置通過線纜與站房信號處理裝置連接並雙向通信，巡視裝置通過無線與路由器連接並進行雙向通信，站房伺服器與站房信號處理裝置、路由器、站房防火牆通過線纜連接並雙向通信，站房防火牆與網絡中轉裝置通過線纜連接並雙向通信，網絡中轉裝置通過無線方式連接網際網路；防火牆通過線纜或無線方式連接網際網路並與伺服器進行雙向通信，伺服器與調控中心內網計算機通過線纜連接並進行雙向通信；移動終端和車載終端通過無線方式與網際網路連接，車載終端通過線纜與車載印表機連接並雙向通信，移動終端與車載印表機通過無線連接並雙向通信。

進一步優選，信號採集裝置由溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元、信號復歸控制單元、信號採集裝置處理器、信號採集裝置連接單元組成；溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元、信號復歸控制單元分別與信號採集裝置處理器連接，溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元與信號採集裝置處理器為單向通信，信號復歸控制單元與信號採集裝置處理器為雙向通信，信號採集裝置連接單元與信號採集裝置處理器為雙向通信，信號採集裝置連接單元將接收到的來自站房信號處理裝置的信號傳遞給信號採集裝置處理器，信號採集裝置連接單元也可將信號採集裝置處理器傳送來的信號向站房信號處理裝置傳遞。

進一步優選，站房信號處理裝置由站房信號處理裝置處理器和站房信號處理裝置連接單元組成，站房信號處理裝置連接單元和站房信號處理裝置處理器連接並可雙向通信，站房信號處理裝置連接單元可以接收來自信號採集裝置和站房伺服器的信號並傳遞給站房信號處理裝置處理器，也可以接收站房信號處理裝置處理器的控制向信號採集裝置和站房伺服器發送信號。

進一步優選，巡視裝置由行走基座、伸縮杆、雲臺、攝像頭、電源、巡視裝置處理器、巡視裝置信號傳輸單元組成，巡視裝置處理器、電源置於行走基座內，巡視裝置信號傳輸單元固定於行走基座上，同時，伸縮杆固定於行走基座上，伸縮杆的頂部固定有雲臺，雲臺上固定有攝像頭，電源為巡視裝置的各組成部分提供穩定的供電，行走基座、伸縮杆、雲臺、攝像頭均與巡視裝置處理器連接並接受巡視裝置處理器的控制，巡視裝置信號傳輸單元與巡視裝置處理器連接並可雙向通信，巡視裝置處理器可通過巡視裝置信號傳輸單元進行通信，同時巡視裝置信號傳輸單元與路由器可進行雙向通信。

進一步優選，路由器分別通過無線或線纜的方式與巡視裝置和站房伺服器進行雙向通信。同時，站房伺服器還可與站房信號處理裝置與站房防火牆雙向通信，網絡中轉裝置可與站房防火牆進行雙向通信。網絡中轉裝置採用4g無線網卡。

進一步優選，防火牆可通過線纜或無線方式與網際網路連接並進行雙向通信，同時採用線纜方式與伺服器連接並進行雙向通信，調控中心內網計算機與伺服器採用線纜連接並進行雙向通信，伺服器內置專家規則庫和變電站相關技術資料。

進一步優選，車載終端固定於車輛內，可使用平板電腦。車載印表機固定於車輛內，車載終端可與車載印表機連接並進行雙向通信，進行列印並反饋列印結果。移動終端可基於手機實現，可通過無線功能與車載印表機進行連接並進行雙向通信，進行列印並反饋列印結果。

本發明還提供一種運維站應急維護方法，基於上述電網事件應急處置輔助系統，當設備有異常或需要信號復歸時，信號採集裝置採集到環境變量後，將信號傳輸至站房信號處理裝置，再由站房信號處理裝置綜合處理後傳輸至站房伺服器，經過站房防火牆後傳輸至網絡中轉裝置，繼而接入網際網路；然後講過防火牆傳至伺服器，經過調用事先設置的專家規則庫對傳輸來的數據進行處理後，將異常或需要信號復歸情況推送至調控中心內網計算機，調控中心值班員即可收到提示並進行處理；若需要信號復歸，則由調控中心值班員在調控中心內網計算機上下達復歸指令後，通過伺服器進行處理，然後經過防火牆，網絡中轉裝置接受後經過站房防火牆進入站房伺服器進行處理並將指令傳遞給站房信號處理裝置，再通過信號採集裝置進行復歸，復歸完成後將結果反饋給調控中心內網計算機，以便調控中心值班員進行確認處理。

進一步的，若設備有異常或信號復歸不成功，則伺服器經過防火牆向移動終端和車載終端推送異常信息；此時運維站值班員可以主動與調控中心值班員聯繫就應急處理進行溝通，調控中心值班員可下令前往變電站進行應急操作。

進一步的，運維站值班員與調控中心值班員均可隨時控制巡視裝置開啟攝像頭前往異常設備附近近距離觀察，實時圖像會在移動終端、車載終端與調控中心計算機上展現。進一步的，在乘車前往目標子站的途中，運維站值班員可以通過移動終端或車載終端連接車載印表機進行相關技術資料的調取並進行操作票的列印，做好操作前的準備工作。

本發明的有益效果是：

1.值班員在遠方即可復歸信號。

1.改變原來的調控中心向運維站值班員下達指令的單向溝通模式，變為雙向溝通機制，更加有利於異常的處理。

2.運維站值班員在乘車前往目標子站的途中，即可進行相關技術資料的調取並進行操作票的列印，做操作前的準備工作，減少應急操作的時間。

3.電網事件應急處置輔助系統可以與原有系統互為備用，可大幅提高變電設備運行的穩定性。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

圖2為本發明信號採集裝置結構圖。

圖3為本發明站房信號處理裝置結構圖。

圖4為本發明巡視裝置結構圖。

圖5為本發明巡視裝置模型圖。

其中，1為攝像頭、2為雲臺、3為伸縮杆、4為行走基座、5為電源、6為巡視裝置處理器、7為巡視裝置信號傳輸單元。

具體實施方式

如圖1所示，一種電網事件應急處置輔助系統，由信號採集裝置、站房信號處理裝置、巡視裝置、路由器、站房伺服器、站房防火牆、網絡中轉裝置、移動終端、車載終端、車載印表機、防火牆、伺服器和調控中心內網計算機組成。其中，信號採集裝置通過線纜與站房信號處理裝置連接並雙向通信，巡視裝置通過無線與路由器連接並進行雙向通信，站房伺服器與站房信號處理裝置、路由器、站房防火牆通過線纜連接並雙向通信，站房防火牆與網絡中轉裝置通過線纜連接並雙向通信，網絡中轉裝置通過無線方式連接網際網路。防火牆通過線纜或無線方式連接網際網路並與伺服器進行雙向通信，伺服器與調控中心內網計算機通過線纜連接並進行雙向通信。移動終端和車載終端通過無線方式與網際網路連接，車載終端通過線纜與車載印表機連接並雙向通信，移動終端與車載印表機通過無線連接並雙向通信。

如圖2所示，信號採集裝置由溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元、信號復歸控制單元、信號採集裝置處理器、信號採集裝置連接單元組成。溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元、信號復歸控制單元分別與信號採集裝置處理器連接，溫溼度傳感器、開關位置採集單元、報文採集單元與信號採集裝置處理器為單向通信，可分別向信號採集裝置處理器傳輸採集到的溫溼度、開關位置和報文信息，信號復歸控制單元與信號採集裝置處理器為雙向通信，信號採集裝置處理器可以控制信號復歸單元復歸信號並接受信號復歸單元的信息反饋。信號採集裝置連接單元與信號採集裝置處理器為雙向通信，信號採集裝置連接單元將接收到的來自站房信號處理裝置的信號傳遞給信號採集裝置處理器，也可將信號採集裝置處理器傳送來的信號向站房信號處理裝置傳遞。

如圖3所示，站房信號處理裝置由站房信號處理裝置處理器和站房信號處理裝置連接單元組成，站房信號處理裝置連接單元和站房信號處理裝置處理器連接並可雙向通信，站房信號處理裝置連接單元可以接收來自信號採集裝置和站房伺服器的信號並傳遞給站房信號處理裝置處理器，也可以接收站房信號處理裝置處理器的控制向信號採集裝置和站房伺服器發送信號。

如圖4和圖5所示，巡視裝置由行走基座(4)、伸縮杆(3)、雲臺(2)、攝像頭(1)、電源(5)、巡視裝置處理器(6)、巡視裝置信號傳輸單元(7)組成，巡視裝置處理器(6)、電源(5)置於行走基座(4)內，巡視裝置信號傳輸單元(7)固定於行走基座(4)上，同時，伸縮杆(3)固定於行走基座(4)上，伸縮杆(3)的頂部固定有雲臺(2)，雲臺(2)上固定有攝像頭(1)。其中，電源(5)為巡視裝置的各組成部分提供穩定的供電，行走基座(4)、伸縮杆(3)、雲臺(2)、攝像頭(1)均與巡視裝置處理器(6)連接並接受巡視裝置處理器(6)的控制，巡視裝置信號傳輸單元(7)與巡視裝置處理器(6)連接並可雙向通信，巡視裝置處理器(6)可通過巡視裝置信號傳輸單元(7)進行通信，同時巡視裝置信號傳輸單元(7)與路由器可進行雙向通信。

路由器分別通過無線和線纜的方式與巡視裝置和站房伺服器進行雙向通信。同時，站房伺服器還可與站房信號處理裝置與站房防火牆雙向通信，網絡中轉裝置可與站房防火牆進行雙向通信。網絡中轉裝置採用4g無線網卡。

防火牆可通過線纜或無線方式與網際網路連接並進行雙向通信，同時採用線纜方式與伺服器連接並進行雙向通信，調控中心內網計算機與伺服器採用線纜連接並進行雙向通信，伺服器內置專家規則庫和變電站相關技術資料。

車載終端固定於車輛內，可使用平板電腦。車載印表機固定於車輛內，車載終端可與車載印表機連接並進行雙向通信，進行列印並反饋列印結果。移動終端可基於手機實現，可通過無線功能與車載印表機進行連接並進行雙向通信，進行列印並反饋列印結果。

系統組網方式：

信號採集裝置安裝於開關柜上，每個開關櫃安置1個。

1個站房配備：1個站房信號處理裝置、數個信號採集裝置、1個巡視裝置、1個路由器、1個站房伺服器、1個站房防火牆、1個網絡中轉裝置。

調控中心配備：1個防火牆、1個伺服器、數個內網計算機。1套系統可以與數個站房進行通信。

運維站配備：一輛車安裝1個車載終端和1個車載印表機(總數根據運維車輛數目確定)，數個移動終端(總數由值班員數量確定)。

當設備有異常(或需要信號復歸)時，信號採集裝置採集到環境變量後，將信號傳輸至站房信號處理裝置，再由站房信號處理裝置綜合處理後傳輸至站房伺服器，經過站房防火牆後傳輸至網絡中轉裝置，繼而接入網際網路。然後講過防火牆傳至伺服器，經過調用事先設置的專家規則庫對傳輸來的數據進行處理後，可將異常(或需要信號復歸)情況推送至調控中心內網計算機，調控中心值班員即可收到提示並進行處理。若需要信號復歸，則由調控中心值班員在調控中心內網計算機上下達復歸指令後，通過伺服器進行處理，然後經過防火牆，網絡中轉裝置接受後經過站房防火牆進入站房伺服器進行處理並將指令傳遞給站房信號處理裝置，再通過信號採集裝置進行復歸，復歸完成後將結果反饋給調控中心內網計算機，以便調控中心值班員進行確認處理。

若設備有異常或信號復歸不成功，則伺服器經過防火牆向移動終端和車載終端推送異常信息。此時運維站值班員可以主動與調控中心值班員聯繫就應急處理進行溝通，調控中心值班員可下令前往變電站進行應急操作。

運維站值班員與調控中心值班員均可隨時控制巡視裝置開啟攝像頭前往異常設備附近近距離觀察，實時圖像會在移動終端、車載終端與調控中心計算機上展現。進一步的，在乘車前往目標子站的途中，運維站值班員可以通過移動終端或車載終端連接車載印表機進行相關技術資料的調取並進行操作票的列印，做好操作前的準備工作。