遙控測試功能在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

王瑋

(廊坊供電公司，河北 廊坊 065000)

0 引言

現(xiàn)代社會(huì)對電力系統(tǒng)的依賴性越來越強(qiáng)，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行對保障國民經(jīng)濟(jì)各部門的正常運(yùn)作具有極其重要的意義[1－3]。變電站是輸電和配電的集結(jié)點(diǎn)，是電力系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)[4]。

隨著電力系統(tǒng)調(diào)控一體化工作的開展，要求變電站全部實(shí)現(xiàn)無人值班[5]。在調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中要求將地區(qū)所屬35kV及以上變電站全部接入監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對無人值班變電站的遠(yuǎn)方監(jiān)視與控制。在此項(xiàng)工作中，如何防止對已投運(yùn)變電站遙控實(shí)驗(yàn)的誤操作，保障人身安全和設(shè)備穩(wěn)定工作，杜絕因誤遙控引起的停電事故，就成為了重中之重[6－7]。

為了解決這個(gè)問題，本文提出了一種閉鎖式嵌入程序，用以防止遠(yuǎn)動(dòng)遙控過程中的誤遙控事故，并與常規(guī)的防誤控方法進(jìn)行了比較。結(jié)果證明新方法可以更好防止誤遙控事故的發(fā)生，并大大減輕了工作人員的工作強(qiáng)度，增強(qiáng)了人員工作時(shí)的安全性，使電網(wǎng)運(yùn)行更為安全、可靠。

1 常規(guī)防誤遙控方法

1.1 雙人遙控方式

在變電站接入監(jiān)控系統(tǒng)過程中，進(jìn)行遙控時(shí)采用雙人工作方式。此方法需考慮很多人為因素，工作人員的疲勞和認(rèn)真程度會(huì)嚴(yán)重影響變電站設(shè)備的遙控正確率。

1.2 摘除遙控回路方式

變電站工作人員對需要進(jìn)行遙控實(shí)驗(yàn)的設(shè)備在二次回路中以屏柜端子排為分界點(diǎn)，將遙控外回路拆除，防止遙控命令執(zhí)行到已運(yùn)行設(shè)備?，F(xiàn)場工作人員通過用萬用表在遙控端子測量導(dǎo)通的方式，完成遙控實(shí)驗(yàn)。此方法的缺點(diǎn)在于無法防止主站遙控人員控錯(cuò)設(shè)備而造成事故。

1.3 閉鎖遠(yuǎn)方控制把手方式

此方法可與以上兩種方法結(jié)合，在遙控工作開始之前，首先將變電站無需操作設(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。但此方法增加了現(xiàn)場人員的工作量，并無法杜絕人為因素導(dǎo)致個(gè)別遠(yuǎn)方控制把手漏調(diào)整的現(xiàn)象發(fā)生。

1.4 摘除遙控出口壓板方式

此方法需要在遙控實(shí)驗(yàn)開始之前，將無需遙控設(shè)備的遙控出口壓板摘除，目的也是為了防止主站人員控錯(cuò)設(shè)備。但是缺點(diǎn)同樣是增加了現(xiàn)場人員的工作量，并無法杜絕人為因素導(dǎo)致的出口壓板漏摘除或摘錯(cuò)壓板情況的發(fā)生。

常規(guī)的四種防止誤遙控方法都有各自的問題存在，如果將以上四種方法結(jié)合使用，在投入大量人力導(dǎo)致工作效率低下的同時(shí)，也無法完全防止誤遙控事故的發(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)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)換為對應(yīng)的規(guī)約代碼，下發(fā)至相應(yīng)變電站的遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備，從而對變電站設(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)控一體化系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)中，主要采用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

首先在遙控命令下發(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。

圖1 鏈路層傳輸過程

其中REQ:請求原語(REQUEST PRIMITIVE)由用戶發(fā)出在鏈路層啟動(dòng)一次傳輸過程。CON:確認(rèn)原語(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(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，或者觸發(fā)某些服務(wù)用戶進(jìn)程。RESP:響應(yīng)原語(RESPOND PRIMITIVE)由用戶發(fā)出，以數(shù)據(jù)響應(yīng)來完成一個(gè)已啟動(dòng)的傳輸過程。

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)

信息體的結(jié)構(gòu)、類型和格式由類型標(biāo)識定義，在一個(gè)特定的應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元中的所有信息體均有同一種結(jié)構(gòu)、類型和格式。類型標(biāo)識為一個(gè)8位位組，代表應(yīng)用服務(wù)數(shù)據(jù)單元的類型。

在主站對于子站控制方向的過程信息中，CON類型標(biāo)識＜46＞:=雙點(diǎn)遙控命令;CON類型標(biāo)識＜47＞:=升降命令。

針對變電站遙控操作，需要確定類型標(biāo)識即是否為遙控命令，傳送原因即主站激活還是子站確認(rèn)，公共地址即子站地址，信息體地址即遙控點(diǎn)號和信息體元素即遙控操作為設(shè)備如開關(guān)分合的預(yù)置選擇還是執(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)，這些命令是用于在預(yù)定方向驅(qū)動(dòng)被控制過程。命令由值班員啟動(dòng)，并要防止非所期望的訪問或誤動(dòng)作。預(yù)置選擇和執(zhí)行命令是在子站為一個(gè)特定控制操作先作準(zhǔn)備工作，檢查已確認(rèn)為正確控制操作做好了準(zhǔn)備，然后才去執(zhí)行此命令。

選擇和執(zhí)行過程:主站應(yīng)用過程向通信服務(wù)發(fā)送 A_SELECT.req原語，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，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_ACTCON規(guī)約數(shù)據(jù)單元給主站。在主站由A_SELECT.con原語向應(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原語向通信服務(wù)發(fā)出“執(zhí)行命令”，向子站傳送C_ACT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。子站的“執(zhí)行響應(yīng)”通過 C_ACTCON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。

圖2 控制的順序過程

2.3 閉鎖式功能的提出

2.3.1 遙控測試

廊坊調(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)，對于已投運(yùn)變電站可遙控的斷路器和隔離刀閘，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，我們將此過程稱為“遙控測試”。

2.3.2 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、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。流程圖如圖3所示。

原有的控制順序過程變?yōu)閳D4所示。

對于采用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，對下發(fā)的執(zhí)行命令進(jìn)行閉鎖，用以防止對已投運(yùn)變電站設(shè)備的誤遙控事故。

圖3 遙控測試流程

圖4 遙控測試控制順序過程

3 實(shí)施與效果

3.1 工程應(yīng)用

截止2010年廊坊地區(qū)已投運(yùn)220kV變電站13座，110kV變電站53座，市區(qū)所轄35kV變電站3座，在接入監(jiān)控系統(tǒng)過程中，采用主站雙人操作配合閉鎖式嵌入程序的工作方式。

首先在調(diào)度自動(dòng)化OPEN3000系統(tǒng)中啟動(dòng)程序，對已投運(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。

從遙控測試界面中，可清晰辨別遙控廠站的名稱、遙信名稱、遙控序號以及待操作設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)。在測試過程中，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，有效的杜絕了因人為因素誤遙控事故的發(fā)生。

3.2 實(shí)施效果

啟動(dòng)該程序后，可對調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中所有變電站進(jìn)行閉鎖執(zhí)行命令的防誤遙控功能。對于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。

圖5 遙控測試操作界面

從2010年調(diào)控一體化系統(tǒng)建設(shè)以來，應(yīng)用該程序進(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)場操作，利用新的遙控方法進(jìn)行工作，具有如下優(yōu)點(diǎn):

(1)杜絕了主站工作人員因?yàn)槠诤驼J(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，以及杜絕了人為因素造成的變電站內(nèi)誤碰帶電設(shè)備的事故發(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)程序使用簡單、方便，能有效提高工作效率。

4 結(jié)束語

通過對幾種常規(guī)防止誤遙控方法所存在問題的分析，創(chuàng)造性的提出了一種閉鎖遙控執(zhí)行命令的嵌入程序。通過實(shí)踐證明，應(yīng)用此程序可有效的防止遙控誤操作事故的發(fā)生，解決了現(xiàn)存問題，并具備多種優(yōu)點(diǎn)，具有推廣應(yīng)用的價(jià)值。

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