发明创造名称：一种冗余的控制保护系统
外观设计名称：
决定号：190744
决定日：2019-09-17
委内编号：1F272356
优先权日：
申请（专利）号：201410506219.9
申请日：2014-09-28
复审请求人：国家电网公司 中电普瑞电力工程有限公司 国网山东省电力公司电力科学研究院
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李承承
合议组组长：杨静
参审员：马姗姗
国际分类号：H02J13/00
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征部分属于公知常识，部分是根据实际需要的常规选择，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于该对比文件不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201410506219.9，名称为“一种冗余的控制保护系统”的发明专利申请(下称“本申请”)。本申请的申请人为国家电网公司、中电普瑞电力工程有限公司、国网山东省电力公司电力科学研究院，申请日为2014年09月28日，公开日为2016年04月27日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年10月11日发出驳回决定，驳回了本申请，其理由是：权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。具体理由在于：权利要求1与对比文件1（“特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案”，石岩等，电网技术，第31卷第2期，第11-15页，2007年01月）的区别技术特征在于：（1）本申请中双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率，单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标；（2）双极控制级包括防火墙和双极控制保护系统；设备控制保护系统与双极保护控制系统连接；工作站和服务器通过防火墙与所述双极保护控制系统连接；单极控制级包括防火墙和单极控制保护系统；工作站和服务器通过防火墙与所述单级控制保护系统连接。上述区别技术特征（1）是本领域技术人员根据实际的需要可以灵活设计和规划的，区别技术特征（2）是本领域技术人员根据其掌握的公知常识所能够设计的。因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-7的附加技术特征或被对比文件1所公开，或者属于常规设计手段，或者是本领域技术人员根据其掌握的公知常识所能够设计的，因此，权利要求2-7也不具备创造性。
驳回决定所依据的文本为：2018年06月13日提交的权利要求第1-7项，申请日2014年09月28日提交的说明书第1-64段、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图。
驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1. 一种冗余的控制保护系统，所述系统包括站级和设备级；其特征在于：所述设备级包括双极控制级、单极控制级和换流阀控制级；所述站级、单极控制级和换流阀控制级依次通信连接；所述站级通信连接双极控制级，所述双极控制级的输出通信连接所述换流阀控制级的输出；所述站级用于实现接收来自运行人员控制系统或远动系统的控制命令信号，完成控制和操作；
所述双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率；
所述单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标；
所述换流阀控制级用于实现接收来自所述单极控制级的控制命令，并接收来自换流阀的回报信息，从而实现对换流阀的控制和保护功能；
所述站级包括设备控制保护系统、工作站和服务器；所述工作站包括运行人员工作站、工程师工作站和远程工作站；
所述双极控制级包括防火墙和双极控制保护系统；所述设备控制保护系统与所述双极保护控制系统连接；所述工作站和服务器通过防火墙与所述双极保护控制系统连接；
所述单极控制级包括防火墙和单级控制保护系统；所述工作站和服务器通过防火墙与所述单级控制保护系统连接。
2. 如权利要求1所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述换流阀控制级包括高压端控制保护系统和低压端控制保护系统；所述单极控制级中的防火墙分别与所述高压端控制保护系统和低压端控制保护系统连接。
3. 如权利要求2所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述双极保护控制系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统的输出均与控制LAN1和控制LAN2连接。
4. 如权利要求3所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述设备控制保护系统、双极控制保护系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统均包括至少两个冗余控制系统并分成对应的至少两套冗余控制系统。
5. 如权利要求4所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：当所述控制保护系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统均包括两个冗余控制系统并分成对应的两套控制系统；其中一套控制系统运行，另一个套控制备用；如果当前运行控制系统出现故障，在其被检查或维护后，备用控制系统将获得控制权；所述控制权的转让通过手动切换命令或自动切换命令实现；所述手动切换命令通过按钮完成，所述自动切换命令通过故障监测子系统发出。
6. 如权利要求5所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：每套所述控制系统对应一套三取二逻辑的保护系统；两套控制系统均收到完整的保护输出信号，同时所述保护系统收到控制系统中的控制信息。
7. 如权利要求6所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述保护系统设有三个保护设备；所述三取二逻辑是按照大于等于二的逻辑条件，对保护的动作输出进行裁决和控制；当三套保护设备中有两套保护设备以上保护动作时，三取二逻辑输出最终的动作信号；而当只有一套保护设备动作时则被判定为误动，动作信号被三取二逻辑封锁。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2019年01月28日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书（包括权利要求1-6），复审请求人合并了权利要求1和2，形成了新的权利要求1-6。复审请求人认为：（1）对比文件1没有公开“双极控制层的输出通信连接换流器控制层的输出”；（2）“双极控制级根据调度中心给定的运行模式，输电功率指令分配各换流器输出回路的输电功率，并且将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标”并非公知常识；（3）在双极控制级和单极控制级设置对应防火墙和控制保护系统，并将工作站和服务器分别通过防火墙与双极保护控制系统和单极保护控制系统相连接并非公知常识。
复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1. 一种冗余的控制保护系统，所述系统包括站级和设备级；其特征在于：所述设备级包括双极控制级、单极控制级和换流阀控制级；所述站级、单极控制级和换流阀控制级依次通信连接；所述站级通信连接双极控制级，所述双极控制级的输出通信连接所述换流阀控制级的输出；所述站级用于实现接收来自运行人员控制系统或远动系统的控制命令信号，完成控制和操作；
所述双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率；
所述单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标；
所述换流阀控制级用于实现接收来自所述单极控制级的控制命令，并接收来自换流阀的回报信息，从而实现对换流阀的控制和保护功能；
所述站级包括设备控制保护系统、工作站和服务器；所述工作站包括运行人员工作站、工程师工作站和远程工作站；
所述双极控制级包括防火墙和双极控制保护系统；所述设备控制保护系统与所述双极保护控制系统连接；所述工作站和服务器通过防火墙与所述双极保护控制系统连接；
所述单极控制级包括防火墙和单级控制保护系统；所述工作站和服务器通过防火墙与所述单级控制保护系统连接；
所述换流阀控制级包括高压端控制保护系统和低压端控制保护系统；所述单极控制级中的防火墙分别与所述高压端控制保护系统和低压端控制保护系统连接。
2. 如权利要求1所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述双极保护控制系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统的输出均与控制LAN1和控制LAN2连接。
3. 如权利要求2所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述设备控制保护系统、双极控制保护系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统均包括至少两个冗余控制系统并分成对应的至少两套冗余控制系统。
4. 如权利要求3所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：当所述控制保护系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统均 包括两个冗余控制系统并分成对应的两套控制系统；其中一套控制系统运行，另一个套控制备用；如果当前运行控制系统出现故障，在其被检查或维护后，备用控制系统将获得控制权；所述控制权的转让通过手动切换命令或自动切换命令实现；所述手动切换命令通过按钮完成，所述自动切换命令通过故障监测子系统发出。
5. 如权利要求4所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：每套所述控制系统对应一套三取二逻辑的保护系统；两套控制系统均收到完整的保护输出信号，同时所述保护系统收到控制系统中的控制信息。
6. 如权利要求5所述的一种冗余的控制保护系统，其特征在于：所述保护系统设有三个保护设备；所述三取二逻辑是按照大于等于二的逻辑条件，对保护的动作输出进行裁决和控制；当三套保护设备中有两套保护设备以上保护动作时，三取二逻辑输出最终的动作信号；而当只有一套保护设备动作时则被判定为误动，动作信号被三取二逻辑封锁。”
经形式审查合格，国家知识产权局于2019年01月31日依法受理了该复审请求，并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为，对比文件1的图2明确公开了双层控制级的输出连接换流器控制层的输出；将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标是在上述操作过程的本领域的具体实现方式；为了提高各层网络数据传输和访问的安全性，分别在双极控制级和单极控制级设置对应防火墙和控制保护系统及其具体的连接方式属于本领域的常规设计。因而坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019 年04 月19 日向复审请求人发出复审通知书，指出权利要求1-6不具备专利法第22条第3款所规定的创造性，具体理由在于：权利要求1与对比文件1的区别技术特征在于：（1）双极控制层根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率；（2）单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标；（3）双极控制级包括防火墙和双极控制保护系统；设备控制保护系统与双极保护控制系统连接；工作站和服务器通过防火墙与所述双极保护控制系统连接；单极控制级包括防火墙和单极控制保护系统；工作站和服务器通过防火墙与所述单级控制保护系统连接；（4）换流阀控制级包括高压端控制保护系统和低压端控制保护系统；所述单极控制级中的防火墙分别与所述高压端控制保护系统和低压端控制保护系统连接。上述区别技术特征（1）是本领域技术人员不付出创造性劳动容易做到的，区别技术特征（2）是在对比文件1公开内容的基础上常规的实现方式，区别技术特征（3）一部分属于本领域的公知常识，另一部分是本领域技术人员不付出创造性劳动容易做到的，区别技术特征（4）属于本领域技术人员的常规设计。因此，权利要求1不具备创造性。从属权利要求2-6的附加技术特征或被对比文件1所公开，或属于常规设计，因此，权利要求2-6也不具备创造性。
针对复审请求人的意见，合议组认为：（1）参见对比文件1的图2，其中公开了双极控制层的输出连接换流器控制层的输出。（2）将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标是在上述操作过程的本领域常规的具体实现方式。直流单极控制的主要功能是根据运行控制系统发出的功率指令或双极控制主机发出的极功率指令产生本机的两套换流阀主机得以稳态运行的运行点火角指令，即“单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标”是本领域的公知常识。（3）为了提高各层网络数据传输和访问的安全性，分别在双极控制级和单极控制级设置对应防火墙和控制保护系统及其具体的连接方式属于本领域技术人员基于公知常识和实际通信需要的常规设计。
复审请求人于2019 年06 月04 日提交了意见陈述书，未修改申请文件。复审请求人认为：（1）对比文件1中无法得出“双极控制层的输出通信连接换流器控制层的输出”；在对比文件没有给出技术启示的前提下，本领域技术人员根据“实际需求＋灵活设计＋规划”得到“双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率，并且将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标”这一过程是对“不需要付出创造性的劳动”的弱化；（2）对比文件1是一个“初步方案”，并未对“一种特高压直流输电工程控制保护系统”进行详细的介绍和实施，并不能使本领域的技术人员“容易想到”本申请文件所涉及的具有详细实施体的内容；（3）本申请的技术方案具有有益的技术效果。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在2019 年01 月28 日提出复审请求时提交了修改的权利要求书（共计6项权利要求）。经合议组审查，该修改符合专利法第33条和专利法实施细则第61条第1款的有关规定。因此，本复审决定与复审通知书所针对的审查文本相同，即：2019 年01 月28 日提交的权利要求第1-6项，申请日2014年09月28日提交的说明书第1-64段、说明书附图图1、说明书摘要、摘要附图。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步，该实用新型具有实质性特点和进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案相比存在区别技术特征，但该区别技术特征部分属于公知常识，部分是根据实际需要的常规选择，也未产生任何预料不到的技术效果，则该项权利要求请求保护的技术方案相对于该对比文件不具有突出的实质性特点和显著的进步，不具备创造性。
本复审决定中使用的对比文件与驳回决定和复审通知书中使用的对比文件相同，即：
对比文件1：“特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案”，石岩等，电网技术，第31卷第2期，第11-15页，2007年01月31日。
2.1关于权利要求1
权利要求1请求保护一种冗余的控制保护系统，对比文件1公开了一种特高压直流输电工程控制保护系统的初步方案，其中包含有一种冗余的控制保护系统，并具体公开了如下的技术特征（参见第12页右栏第2段至第15页右栏第4段及附图2），其包括站级和直流控制系统（相当于本申请的设备级），直流控制级包括双极控制层（相当于本申请的双级控制级）、极控制层（相当于本申请的单级控制级）和换流器控制层（相当于本申请的换流阀控制级）；站级、极控制层和换流器控制层依次通信连接，站级通信连接双极控制层，双极控制层的输出通信连接换流器控制层的输出，站级用于实现接收来自运行人员控制系统或远动系统的控制命令信号，完成控制和操作。
双极控制层，全站无功功率控制功能；极功率/电流指令计算（含过负荷限制）；极间功率转移控制功能，接地极电流平衡控制功能等；极控制层，低压限流控制功能；电流裕度补偿功能；极电流限制功能；极电压、电流协调控制功能；阀组电压平衡控制功能等。
换流器控制层，换流器层的分接头控制功能，换流器层的起停控制功能；换流器层的开关控制和阀厅联锁功能等（相当于本申请的用于实现接收来自所述单极控制级的控制命令，并接收来自换流阀的回报信息，从而实现对换流阀的控制和保护功能）。
站级包括控制保护系统、服务器、操作员站工作站（相当于本申请的运行人员工作站）、工程师站和远动工作站（相当于本申请的远程工作站）。
该权利要求与对比文件1公开的内容相比，其区别技术特征为：（1）双极控制层根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率；（2）单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标；（3）双极控制级包括防火墙和双极控制保护系统；设备控制保护系统与双极保护控制系统连接；工作站和服务器通过防火墙与所述双极保护控制系统连接；单极控制级包括防火墙和单极控制保护系统；工作站和服务器通过防火墙与所述单级控制保护系统连接；（4）换流阀控制级包括高压端控制保护系统和低压端控制保护系统；所述单极控制级中的防火墙分别与所述高压端控制保护系统和低压端控制保护系统连接。
基于上述区别技术特征，权利要求1实际解决的技术问题是：（1）实现双极控制级的功能设置；（2）实现单极控制级的功能设置；（3）实现通信安全和控制保护功能；（4）实现不同电压等级的控制保护和通信安全。
对于区别技术特征（1），根据实际的控制和调度的需要，具体地将双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率，并且将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标是本领域技术人员根据实际的需要可以灵活设计和规划的，不需要付出创造性的劳动。
对于区别技术特征（2），对比文件1中公开了（参见第13页左栏第2段），“双极控制层，全站无功功率控制功能”，由图2可知，双极控制层连接远动工作站，即双极控制层是受调度工作站的需要控制的，在控制全站无功功率控制功能的基础上，具体将双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率是本领域技术人员容易想到且易于实现的；对比文件1中还公开了“极控制层，实现低压限流控制功能，电流裕度补偿功能；极电流限制功能，极电压、电流协调控制功能”，其中对电压电流的限制控制即为对有功的控制，而对极电压的协调控制功能即反映了无功控制的操作，因而将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标是在上述操作过程的本领域常规的具体实现方式。
对于区别技术特征（3），针对直流输电控制保护中防火墙的使用，例如公知常识性证据《向家坝-上海±800KV特高压直流输电示范工程 工程设计卷》（国家电网公司组编，2014年07月31日，ISBN: 978-7-5123-3583-7）第84页中公开了下述内容：双极层控制保护主机、极层控制保护主机、阀组层控制保护主机分别通过各自的系统LAN网经防火墙接入站LAN网。由此可见，在直流输电的控制保护系统中，采用防火墙与各级控制保护结构相连接从而实现通信安全，属于本领域的公知常识。在本申请中，为了控制各层网络中相关数据流的通信安全，分别在双极控制级和单极控制级设置对应防火墙和控制保护系统，并将工作站和服务器分别通过防火墙与双极保护控制系统和单极保护控制系统相连接是本领域技术人员根据其掌握的公知常识和实际操作中对于通信安全的需要很容易能够设计的，不需要付出创造性劳动。
对于区别技术特征（4），根据将换流阀控制级包括高压端控制保护系统和低压端控制保护系统，是本领域技术人员根据实际运行需要所进行的常规设计。为了实现通信安全，将单极控制级中的防火墙分别与所述高压端控制保护系统和低压端保护系统连接，也是本领域技术人员为了实现通信安全的常规设计，不需要付出创造性劳动。
由此可见，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，这种结合也未带来任何预料不到的技术效果。因此该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.2关于权利要求2
权利要求2是权利要求1的从属权利要求，其附加技术特征为“所述双极保护控制系统、单级控制保护系统、高压端控制保护系统和低压端控制保护系统的输出均与控制LAN1和控制LAN2连接”。上述附加技术特征被对比文件1公开（参见附图2）：双极保护控制系统、单机保护控制系统和换流阀控制系统的输出均与LAN1和LAN2连接。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，该从属权利要求也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.3关于权利要求3和4
权利要求3是权利要求2的从属权利要求，权利要求4是权利要求3的从属权利要求，其附加技术特征涉及各级控制的冗余设置和操作方法。对比文件1公开了（第12页右栏第2段至第6段）：特高压直流输电的控制应完全双重化，双极、极和换流单元层以及阀冷却系统都要按双重化的原则配置控制装置。同时，对于两套设备具体冗余控制操作过程以及具体切换手段属于本领域的常规设计。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求3-4也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
2.4关于权利要求5和6
权利要求5是权利要求4的从属权利要求，权利要求6是权利要求5的从属权利要求，其附加技术特征涉及保护系统的操作。其一部分被对比文件1公开（参见第15页右栏第3段）：在保护中采用由硬件实现的3取2逻辑，以保证其动作的可靠性。而具体的3取2逻辑的操作方法是本领域技术人员根据其掌握的公知常识所进行的常规设计，不需要付出创造性的劳动。因此，在其引用的权利要求不具备创造性的情况下，从属权利要求5-6也不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
3．关于复审请求人意见陈述的答复
针对复审请求人在针对复审通知书的意见陈述书中的意见（参见案由部分），合议组认为：
（1）参见对比文件1的图2，其中公开了双极控制层的输出连接换流器控制层的输出。此外，对比文件1中公开了（参见第13页左栏第2段），“双极控制层，全站无功功率控制功能”，由图2可知，双极控制层连接远动工作站，即双极控制层是受调度工作站的需要控制的，在控制全站无功功率控制功能的基础上，具体将双极控制级根据调度中心给定的运行模式、输电功率指令分配各换流器输电回路的输电功率是本领域技术人员容易想到且易于实现的；对比文件1中还公开了“极控制层，实现低压限流控制功能，电流裕度补偿功能；极电流限制功能，极电压、电流协调控制功能”，其中对电压电流的限制控制即为对有功的控制，而对极电压的协调控制功能即反映了无功控制的操作，因而将单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标是在上述操作过程的本领域常规的具体实现方式。此外，在直流输电控制保护的技术领域，双极控制和单极控制的实现系统功率的控制也属于本领域的公知常识。例如，在公知常识性证据《向家坝-上海±800KV特高压直流输电示范工程 工程设计卷》（国家电网公司组编，2014年07月31日，ISBN: 978-7-5123-3583-7）第83-86页中公开了下述内容：直流双极的主要功能是为特高压直流换流站内的单极控制提供极功率指令，即根据运行人员控制系统发出的功率指令向各极控主机分配功率指令。直流单极控制的主要功能是根据运行控制系统发出的功率指令或双极控制主机发出的极功率指令产生本机的两套换流阀主机得以稳态运行的运行点火角指令，即“单极控制级实现系统要求的有功、无功控制目标”是本领域的公知常识。
（2）对比文件1已经公开了权利要求1的大部分内容，权利要求1与对比文件1公开的内容相比的区别技术特征一部分是本领域技术人员根据实际的需要可以灵活设计和规划的，不需要付出创造性的劳动，一部分是基于公知常识和实际通信需要的常规设计（具体参见审查意见2.1），因此在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，这种结合也未带来任何预料不到的技术效果，该权利要求所要求保护的技术方案不具备突出的实质性特点和显著的进步，因而不具备专利法第22条第3款所规定的创造性。
（3）由于在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以获得该权利要求所要求保护的技术方案，对本领域的技术人员来说是显而易见的，而该方案所带来的有益的技术效果也客观存在的，是可以预期的。
综上，复审请求人的意见陈述不具备说服力，合议组不予接受。
据此，合议组依法作出如下决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年10月11日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本复审决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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