優(yōu)化供電調(diào)度管理自動化系統(tǒng)的探討

劉 寧 中國鐵路上海局集團(tuán)有限公司調(diào)度所

供電調(diào)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)，功能涵蓋SCADA監(jiān)控、系統(tǒng)維護(hù)、網(wǎng)絡(luò)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)、運(yùn)統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)融合一體，組成新的調(diào)度系統(tǒng)，不僅能夠保證電氣化鐵路的運(yùn)輸安全，還能優(yōu)化目前的停送電流程，進(jìn)一步提高檢修和搶修作業(yè)的工作效率和保障人身設(shè)備安全。

1 研究新調(diào)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(jī)器人代替人工值守牽引變電所亭的無人化值守管理已經(jīng)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(diào)度員將斷路器開關(guān)操作打“當(dāng)?shù)亍焙汀斑h(yuǎn)方”等。

1.2 人防不如機(jī)防，一人卡控不如多人卡控

目前停送電操作是由供電調(diào)度員一人負(fù)責(zé)操作，新調(diào)度管理自動化系統(tǒng)相比之下有兩大優(yōu)點(diǎn)：首先，絕大部分的停送電操作將由計算機(jī)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(luò)員和工作領(lǐng)導(dǎo)人）與行車調(diào)度員、供電調(diào)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(chǎn)上的多方相互卡控。

1.3 減少人工操作的風(fēng)險

近年來，因供電調(diào)度員停送電操作失誤導(dǎo)致的人身和設(shè)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(guān)，造成該供電單元有電；列車調(diào)度員通知停電時未強(qiáng)調(diào)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(jié)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(rèn)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)中，若將供電調(diào)度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)、運(yùn)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(fēng)險，提高工作效率和保障人身設(shè)備安全。

2 新調(diào)度管理自動化系統(tǒng)的設(shè)計思路

調(diào)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(diǎn)，它直接影響到調(diào)度生產(chǎn)效率，是最常用的人機(jī)接口界面，是實現(xiàn)調(diào)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(jìn)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)應(yīng)具有的功能進(jìn)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(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)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(shè)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(tuán)公司相關(guān)規(guī)定提報并接收施工或維修日計劃。供電設(shè)備管理單位根據(jù)施工日計劃在施工前一天前向供電調(diào)度員提報停電申請單，供電調(diào)度員進(jìn)行審核、確認(rèn)。要令人按照作業(yè)計劃時間提前40 min在現(xiàn)場終端在運(yùn)統(tǒng)-46上選擇“計劃內(nèi)作業(yè)”，向調(diào)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(diào)度員的調(diào)度管理自動化系統(tǒng)和列車調(diào)度員的運(yùn)統(tǒng)-46管理系統(tǒng)。

（2）供電調(diào)度員和列車調(diào)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(diǎn)擊“確認(rèn)”。

（3）列車調(diào)度員確認(rèn)XX單元內(nèi)的電力機(jī)車或動車組全部降弓，滿足停電條件后，在運(yùn)統(tǒng)-46管理系統(tǒng)上點(diǎn)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(diào)度員的調(diào)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(diào)度員與列車調(diào)度員再次通過電話核對XX單元具備停電條件后，點(diǎn)擊“是”。供電調(diào)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(diào)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(luò)安全，要求SCADA系統(tǒng)數(shù)據(jù)可以傳輸至調(diào)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(biāo)toff；

（6）供電調(diào)度員在SCADA系統(tǒng)的“停電申請”對話窗口上直接點(diǎn)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(yīng)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(rèn)電壓接近零后，彈出對話框提示“XX單元已停電，請確認(rèn)”。

（7）供電調(diào)度員再次通過遙信查看相關(guān)牽引變電所亭的開關(guān)位置和末端電壓為零后，點(diǎn)擊“確認(rèn)”。此確認(rèn)信息會反饋至調(diào)度管理自動化系統(tǒng)。調(diào)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(diào)度員確認(rèn)無誤后點(diǎn)擊“是”。XX單元停電信息通過調(diào)度管理自動化系統(tǒng)反饋至列車調(diào)度員、相關(guān)車站和相關(guān)接觸網(wǎng)工區(qū)要令人。（同一個供電單元內(nèi)有多個作業(yè)組作業(yè)時，由供電調(diào)度員勾選多個作業(yè)組要令人）。

（8）供電調(diào)度員電話通知列車調(diào)度員XX單元已停電。列車調(diào)度員確認(rèn)線路具備封鎖條件后，在運(yùn)統(tǒng)-46系統(tǒng)中下發(fā)封鎖命令至相關(guān)車站和接觸網(wǎng)工區(qū)要令人。供電調(diào)度員通過電話向要令人下達(dá)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(lǐng)導(dǎo)人可以開始作業(yè)。工作領(lǐng)導(dǎo)人通過具備復(fù)示功能的手持終端，確認(rèn)相關(guān)牽引變電所亭的開關(guān)位置已斷開后，開始現(xiàn)場作業(yè)。

（10）工作結(jié)束后，工作領(lǐng)導(dǎo)人確定人員機(jī)具都撤離至安全地帶，滿足送電和行車開通條件后。工作領(lǐng)導(dǎo)人通過手持終端，將作業(yè)結(jié)束的信息反饋到調(diào)度管理自動化系統(tǒng)。然后通知要令人作業(yè)已結(jié)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(yùn)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(diào)度員和列車調(diào)度員。供電調(diào)度管理自動化系統(tǒng)上會提示“XX單元作業(yè)已結(jié)束，是否辦理送電？”（工作領(lǐng)導(dǎo)人在作業(yè)結(jié)束后若沒有通過手持終端，將作業(yè)結(jié)束的信息反饋到調(diào)度管理自動化系統(tǒng)的話，將不提示該信息）。

（12）供電調(diào)度員接到要令人銷除停電命令的電話后，供電調(diào)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(diào)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(diào)度員在SCADA系統(tǒng)的“送電申請”對話窗口上直接點(diǎn)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(yīng)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(guān)斷路器進(jìn)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(rèn)”。

（15）列車調(diào)度員調(diào)度端確認(rèn)接受到現(xiàn)場要令人的消除封鎖命令和供電調(diào)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(diào)度員與列車調(diào)度員電話確認(rèn)后，點(diǎn)擊“是”。

至此，整個停送電流程結(jié)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(jìn)行應(yīng)急處理故障，要令人在現(xiàn)場終端在運(yùn)統(tǒng)-46上選擇“計劃外作業(yè)”申請停電和封鎖。供電調(diào)度員和列車調(diào)度員應(yīng)嚴(yán)格核對停電單元和封鎖范圍，然后按計劃內(nèi)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(fēng)險點(diǎn)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(dú)送電。調(diào)度管理自動化系統(tǒng)應(yīng)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(jié)束，是否執(zhí)行送電？”

3 新調(diào)度管理自動化系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)

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

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

（2）開始作業(yè)前，由系統(tǒng)、供電調(diào)度員和工作領(lǐng)導(dǎo)人共同確認(rèn)相關(guān)牽引變電所亭的開關(guān)位置和末端電壓，可以防止停電不徹底等風(fēng)險發(fā)生。

（3）在送電時，由原來的供電調(diào)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(nèi)的所有作業(yè)組是否已銷令，再提示供電調(diào)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(rèn)開關(guān)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(rèn)、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(zhuǎn)換涉及的停電單元饋線斷路器的“遠(yuǎn)方/當(dāng)?shù)亍笨刂崎_關(guān)狀態(tài)，以配合供電調(diào)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(shè)置為只可以單向傳輸至調(diào)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(luò)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)面臨解決的問題

（1）目前承載供電調(diào)度管理自動化系統(tǒng)與停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)、運(yùn)統(tǒng)-46系統(tǒng)所在的數(shù)據(jù)通道不一致。需要將它們設(shè)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(diào)度管理自動化系統(tǒng)、停電作業(yè)計劃、停送電電子簽認(rèn)系統(tǒng)、運(yùn)統(tǒng)-46系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)的維護(hù)目前分屬不同的公司。研發(fā)新的供電調(diào)度管理自動化系統(tǒng)需要管理層上的支持與幫助。

責(zé)任編輯：萬寶安