電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)遙控操作防誤研究

王 瑋

（國(guó)網(wǎng)冀北電力公司廊坊供電公司，河北 廊坊 065000）

隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化水平的不斷提升，多數(shù)變電站采用了無(wú)人值守的運(yùn)行模式，變電站通過綜合自動(dòng)化系統(tǒng)進(jìn)行遙控和遙調(diào)。

但在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中，變電站的遙控和遙調(diào)誤操作狀況時(shí)有發(fā)生，這給無(wú)人值守變電站的安全帶來(lái)了隱患，同時(shí)也會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。因此，防止變電站的誤遙控和誤遙調(diào)，成為保證變電站正常運(yùn)行、保障電力系統(tǒng)安全可靠所亟待解決的問題。

1 常規(guī)防誤遙控方法

在變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)中，常規(guī)防誤遙控方法包括雙人遙控方式、摘除遙控回路方式、閉鎖遠(yuǎn)方控制把手方式、摘除遙控出口壓板方式4種方式。

(1)雙人遙控方式。采用2人參與變電站遙控，1人操作1人監(jiān)護(hù)，相互監(jiān)督，完成變電站遙控的操作，避免了由1人操作而帶來(lái)的盲目性。

(2)摘除遙控回路方式。拆除遙控的外回路，以防止遙控命令在運(yùn)行的設(shè)備上執(zhí)行，工作人員通過測(cè)量遙控端子的導(dǎo)通狀態(tài)來(lái)確定遙控結(jié)果，進(jìn)行遙控測(cè)試。但是誤摘除外回路或者誤測(cè)量都可能造成事故。

(3)閉鎖遠(yuǎn)方控制把手方式。將變電站無(wú)需操作設(shè)備的遠(yuǎn)方控制把手調(diào)整到就地位置，用以防止控錯(cuò)設(shè)備情況的發(fā)生。在此情況下如果對(duì)把手漏調(diào)整或多調(diào)整也會(huì)導(dǎo)致遙控失誤。

(4)摘除遙控出口壓板方式。在遙控實(shí)驗(yàn)開始之前，摘除無(wú)需遙控設(shè)備的遙控壓板，這樣可以防止主站人員控錯(cuò)設(shè)備。此方法同樣也可能發(fā)生壓板的誤摘除。

以上4種方法都可以在一定程度上防止誤遙控現(xiàn)象的發(fā)生，但是這些方法在人為操作的過程中大大增加了工作人員的工作量和工作強(qiáng)度，也無(wú)法完全杜絕誤遙控情況的發(fā)生。

2 閉鎖式嵌入程序

2.1 遙控流程分析

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由調(diào)度工作站、SCADA(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))數(shù)據(jù)服務(wù)器和前置服務(wù)器等設(shè)備組成。在遙控過程中，首先由調(diào)度工作站下發(fā)遙控命令，通過SCADA數(shù)據(jù)服務(wù)器處理，在前置服務(wù)器中將遙控命令轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的規(guī)約代碼，然后下發(fā)至相應(yīng)變電站的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，從而對(duì)變電站設(shè)備實(shí)現(xiàn)遙控操作。

2.2 遠(yuǎn)動(dòng)規(guī)約遙控解析

在調(diào)控一體化的監(jiān)控系統(tǒng)中，主要采用國(guó)際電工委員會(huì)101和104規(guī)約實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動(dòng)通訊，這就要求前置服務(wù)器將遙控命令解析為相應(yīng)的101或104遙控代碼。以101規(guī)約為例，在101規(guī)約中，包含鏈路地址域(A)和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元(ASDU)。

2.2.1 鏈路地址域

在遙控命令下發(fā)過程中，要確定相應(yīng)變電站的鏈路地址是否正確，建立鏈路連接，如圖1所示。在圖1中，REQ：請(qǐng)求原語(yǔ)(REQUEST PRIMITIVE)由用戶發(fā)出在鏈路層啟動(dòng)1次傳輸過程；CON：確認(rèn)原語(yǔ)(CONFIRM PRIMITIVE)由鏈路層發(fā)出以結(jié)束原已啟動(dòng)的傳輸過程；IND：指示原語(yǔ)(INDICATION PRIMITIVE)由鏈路層向用戶發(fā)出通知，希望傳遞數(shù)據(jù)給服務(wù)用戶，或觸發(fā)某些服務(wù)用戶進(jìn)程；RESP:響應(yīng)原語(yǔ)(RESPOND PRIMITIVE)由用戶發(fā)出，以數(shù)據(jù)響應(yīng)來(lái)完成1個(gè)已啟動(dòng)的傳輸過程。

圖1 鏈路層傳輸過程

2.2.2 應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元

在保證鏈路地址正確且不受干擾的前提下，遙控命令由應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元ASDU，即報(bào)文的數(shù)據(jù)區(qū)所包含的代碼完成傳輸。ASDU一般結(jié)構(gòu)如表1所示。

表1 應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)

ASDU由數(shù)據(jù)單元標(biāo)示，1個(gè)或多個(gè)信息體和應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的公共時(shí)標(biāo)所組成。其中，信息體的結(jié)構(gòu)、類型和格式由類型標(biāo)識(shí)定義，在一個(gè)特定的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中所有信息體均有同一種結(jié)構(gòu)、類型和格式。類型標(biāo)識(shí)為1個(gè)8位位組，代表應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的類型。

針對(duì)變電站遙控操作，需要確定：

(1)類型標(biāo)識(shí)，即是否為遙控命令；

(2)傳送原因，即主站激活還是子站確認(rèn)；

(3)公共地址，即子站地址；

(4)信息體地址，即遙控點(diǎn)號(hào)和信息體元素即遙控操作時(shí)選擇還是執(zhí)行。

2.2.3 命令傳輸

在遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)出命令以改變運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)，這些命令是用在預(yù)定方向驅(qū)動(dòng)被控制的過程中。命令由值班員發(fā)出，并要防止非所期望的訪問或動(dòng)作。預(yù)置選擇和執(zhí)行命令是在子站為一個(gè)特定控制操作先做準(zhǔn)備工作，檢查并確認(rèn)為正確控制操作已做好了準(zhǔn)備，然后才去執(zhí)行此命令。

命令選擇和執(zhí)行過程為：主站應(yīng)用過程向通信服務(wù)發(fā)送A_SELECT.req原語(yǔ)，通信服務(wù)發(fā)送一個(gè)規(guī)約數(shù)據(jù)單元C_SC、C_DC、C_RC ACT其中包含選擇命令，子站接收后向子站的應(yīng)用過程發(fā)送A_SELECT.ind原語(yǔ)，若子站的應(yīng)用過程已準(zhǔn)備接收“選擇命令”，子站通信服務(wù)發(fā)送C_RCACTCON規(guī)約數(shù)據(jù)單元給主站。在主站由A_SELECT.con原語(yǔ)向應(yīng)用過程發(fā)出“選擇”確認(rèn)。此過程僅用于選擇和執(zhí)行命令，過程為單位遙控、雙位遙控、升降命令。若校驗(yàn)正確，通過A_EXCO.req原語(yǔ)向通信服務(wù)發(fā)出“執(zhí)行命令”，向子站傳送C_RCACT規(guī)約數(shù)據(jù)單元，在子站向應(yīng)用過程發(fā)出A_EXCO.ind原語(yǔ)。子站的“執(zhí)行響應(yīng)”通過C_RCACTCON規(guī)約數(shù)據(jù)單元向主站返送，它可以是肯定或否定確認(rèn)，表示控制動(dòng)作即將開始?？刂祈樞蜻^程如圖2所示。

3 閉鎖式功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 遙控測(cè)試

廊坊供電公司調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用南瑞科技公司研發(fā)的OPEN3000系統(tǒng)，對(duì)已投運(yùn)變電站可遙控的斷路器和隔離刀閘進(jìn)行遙控實(shí)驗(yàn)。由于在區(qū)域集控站建設(shè)中已進(jìn)行過實(shí)際的遙控實(shí)驗(yàn)，所以在調(diào)控一體化系統(tǒng)建設(shè)過程中，僅要求確認(rèn)遙控操作設(shè)備預(yù)置選擇正確即可，并不需要實(shí)際分合設(shè)備，此過程稱為“遙控測(cè)試”。

3.2 嵌入程序

在OPEN3000系統(tǒng)中嵌入程序，當(dāng)程序啟動(dòng)后，在前置服務(wù)器中捕捉遙控規(guī)約命令代碼，即ASDU中的類型標(biāo)識(shí)、傳送原因、公共地址、信息體地址和信息體元素，當(dāng)捕捉到子站向主站返校的遙控預(yù)置確認(rèn)代碼后，即子站傳送原因?yàn)榇_認(rèn)激活后，閉鎖主站向子站該設(shè)備節(jié)點(diǎn)的下發(fā)執(zhí)行命令功能，其流程如圖3所示。

圖2 控制的順序過程調(diào)度工作站操作

圖3 遙控測(cè)試流程

原有的控制順序過程如圖4所示。對(duì)于采用104規(guī)約通信的變電站，該程序也可在捕捉子站返校的預(yù)置選擇激活命令后，對(duì)下發(fā)的執(zhí)行命令進(jìn)行閉鎖，用以防止對(duì)已投運(yùn)變電站設(shè)備的誤遙控。

在調(diào)度自動(dòng)化OPEN3000系統(tǒng)中啟動(dòng)程序，對(duì)已投運(yùn)的變電站設(shè)備，如斷路器和隔離刀閘按照

遙控順序進(jìn)行操作，操作界面如圖5所示。

圖4 遙控測(cè)試控制順序過程

圖5 遙控測(cè)試操作界面

從遙控測(cè)試界面中，可清晰辨別遙控廠站的名稱、遙信名稱、遙控序號(hào)以及待操作設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。在測(cè)試過程中，程序閉鎖了遙控執(zhí)行功能，只可進(jìn)行遙控預(yù)置和遙控取消命令，有效杜絕了因人為因素誤遙控事故的發(fā)生，保障了電網(wǎng)安全。啟動(dòng)該程序后，可對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中所有變電站實(shí)施閉鎖執(zhí)行命令的防誤遙控功能。對(duì)新建變電站的遙控實(shí)驗(yàn)，由于不存在造成誤遙控停電事故，所以在遙控操作時(shí)不需啟動(dòng)閉鎖執(zhí)行程序。

4 結(jié)束語(yǔ)

從2010年調(diào)控一體化系統(tǒng)建設(shè)以來(lái)，應(yīng)用閉鎖遙控執(zhí)行命令的嵌入程序進(jìn)行遙控實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)遙控零誤動(dòng)。通過多次實(shí)驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)操作，利用新的遙控方法進(jìn)行工作。

(1)杜絕了主站工作人員由于疲勞和認(rèn)真程度的因素造成已投運(yùn)變電站設(shè)備的誤遙控事故。

(2)減輕了變電站工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，杜絕了人為因素造成的變電站內(nèi)誤碰帶電設(shè)備等事故的發(fā)生。

(3)減少了因誤遙控而造成的停電損失，保障了電網(wǎng)安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

(4)程序使用簡(jiǎn)單、方便，有效提高了人員工作效率。

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