調(diào)度自動化主站端遙控防誤操作系統(tǒng)初探

唐理壯

摘 要：針對現(xiàn)有調(diào)度自動化主站端遙控操作存在的誤操作隱患，文章提出了遙控防誤操作系統(tǒng)，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和模型以及軟件流程進(jìn)行了詳細(xì)闡述，運(yùn)用技術(shù)手段可有效防止調(diào)度員遙控?zé)o人值班變電站設(shè)備時誤操作的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動化；遙控；防誤操作系統(tǒng)

中圖分類號：TM734 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0085-02

1 現(xiàn)有遙控模式存在的安全隱患

隨著電力系統(tǒng)調(diào)度自動化水平的不斷提高，以及無人值班變電站的迅速發(fā)展，使得原來變電站內(nèi)值班人員所做的倒閘操作工作改由遠(yuǎn)方調(diào)度員（含地調(diào)、縣調(diào)和集控站）來完成，通過調(diào)度端或當(dāng)?shù)氐男畔⒉杉到y(tǒng)和控制操作機(jī)構(gòu)，調(diào)度值班人員可對其所管轄的變電站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行遙控操作。但這種遙控操作基本上是一種無約束的操作，這種操作的安全隱患集中表現(xiàn)如下幾個方面。

1.1 約束條件單一

調(diào)度員在遙控操作時只有用戶名和登陸密碼的驗(yàn)證，而調(diào)度主站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)在電氣設(shè)備的聯(lián)結(jié)上又缺乏判據(jù)和約束，一旦用戶名和登陸密碼泄露，那么其他人員就可以進(jìn)行遙控操作，這樣極易發(fā)生誤操作。

1.2 變電站自動化系統(tǒng)未將五防系統(tǒng)接入

目前針對變電站的五防系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展的較為成熟，但該五防系統(tǒng)基本都沒有接入無人值班變電站自動化系統(tǒng)，這樣也就失去了其對調(diào)度員遙控操作正確與否的判斷和閉鎖，形同虛設(shè)。

1.3 調(diào)度員對現(xiàn)場設(shè)備不夠熟悉

由于調(diào)度員需要監(jiān)視多個無人值班變電站的運(yùn)行情況， 而各站的電氣接線和電氣設(shè)備類型又不盡相同，操作人員相對于傳統(tǒng)的有人值班變電站較不熟悉現(xiàn)場設(shè)備，每次遙控操作都必須高度集中，稍有疏忽就會釀成大患。

1.4 調(diào)度員勞動強(qiáng)度大

調(diào)度員必須對所轄多座無人值班變電站的運(yùn)行工況進(jìn)行監(jiān)視和操作，這相對于有人值班變電站的工作量是大大增強(qiáng)了、工作也更加復(fù)雜了，因此更容易發(fā)生誤操作。

2014年7月18日，西寧供電局110 kV海湖變電所在自動化綜自系統(tǒng)上發(fā)生的帶電合接地刀閘的惡性誤操作事故就充分暴露了上述安全隱患，正因?yàn)檫@種調(diào)度員遠(yuǎn)方遙控操作存在著很大的誤操作隱患，而傳統(tǒng)的變電站微機(jī)五防已無法再滿足新的技術(shù)要求，因此面向調(diào)度自動化主站系統(tǒng)的遙控防誤操作系統(tǒng)（下稱系統(tǒng)）也就應(yīng)運(yùn)而生。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

針對調(diào)度自動化主站端遙控操作特點(diǎn)，系統(tǒng)分兩步實(shí)施：

第一步，對現(xiàn)有的調(diào)度自動化主站監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行完善，其硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不進(jìn)行原則性改動，只在現(xiàn)有主站監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng)中增加一臺計(jì)算機(jī)，并安裝防誤閉鎖程序，通過網(wǎng)絡(luò)通訊方式與監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

第二步，修改調(diào)度自動化主站監(jiān)控系統(tǒng)的遙控流程，加入閉鎖判斷條件，即監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行遙控操作的依據(jù)是：監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度員工作站在進(jìn)行變電站設(shè)備遙控操作時，詢問防誤操作系統(tǒng)此設(shè)備是否可控，防誤操作系統(tǒng)通過科學(xué)的算法和預(yù)先存儲的所有一次設(shè)備的操作規(guī)則進(jìn)行安全校驗(yàn)，校驗(yàn)正確后才允許遙控，從而達(dá)到防止誤操作的目的，避免由于人為疏忽和電網(wǎng)的變化而引起的誤操作。

3 系統(tǒng)模型

硬件平臺：IBM、HP、DELL、聯(lián)想、浪潮等x86系列PC機(jī)，及各種標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。

操作系統(tǒng)內(nèi)核：Microsoft Windows NT/2000/XP。

網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：遵循TCP/IP、ISO-OSI七層網(wǎng)絡(luò)參考模型。

圖形系統(tǒng)：Microsoft Windows NT/2000/XP、OpenGL。

編程語言：Microsoft Visual C++ 6.0及以上系列語言。

數(shù)據(jù)庫：關(guān)系型/SQL/Client-Server體系結(jié)構(gòu)，支持Microsoft SQL Server、Sybase等商用數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

4 系統(tǒng)功能

4.1 軟件結(jié)構(gòu)

遙控防誤操作系統(tǒng)本身也是一個監(jiān)控系統(tǒng)，因此它包含如下六大軟件功能模塊，見表1。

4.2 軟件流程

①調(diào)度自動化主站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)定時將所轄變電站的實(shí)時數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)規(guī)約方式發(fā)送給防誤操作系統(tǒng)。

②防誤操作系統(tǒng)在沒有操作時，顯示的畫面應(yīng)為調(diào)度所轄變電站的站名清單。監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度員工作站只能進(jìn)行瀏覽畫面等任務(wù)，點(diǎn)擊主接線圖的開關(guān)或刀閘，沒有任何反應(yīng)，不能進(jìn)行遙控操作。

③需要操作時，調(diào)度員在防誤操作系統(tǒng)上點(diǎn)擊要操作的變電站的站名，進(jìn)入此站的主接線圖畫面（注：不需輸入用戶名和密碼），畫面上有“清票”、“模擬操作開始”、“模擬操作結(jié)束”按鈕。

④調(diào)度員點(diǎn)擊“模擬操作開始”，按照操作票順序進(jìn)行模擬操作，每步模擬后，均在操作提示窗口中顯示操作提示信息。

⑤調(diào)度員在防誤操作系統(tǒng)上完成模擬操作后，點(diǎn)擊“模擬操作結(jié)束”按鈕。防誤操作系統(tǒng)給主站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送遙控操作開始命令。在操作提示窗口中顯示“請上機(jī)操作”、“等待××開關(guān)變位”。

⑥調(diào)度員到調(diào)度員工作站上進(jìn)行實(shí)際遙控操作，輸入操作人及監(jiān)護(hù)人的用戶名和密碼，按正常操作順序進(jìn)行遙控操作。調(diào)度員點(diǎn)擊某個開關(guān)時，判斷防誤操作系統(tǒng)發(fā)送來的模擬操作結(jié)果，若允許遙控操作，則向前置機(jī)發(fā)送遙控命令，否則提示“禁止操作”信息。

⑦若某步遙控操作成功，相應(yīng)開關(guān)（刀閘）位置返回，監(jiān)控系統(tǒng)將此位置發(fā)送給防誤操作系統(tǒng)，防誤操作系統(tǒng)重新閉鎖此開關(guān)（刀閘）的操作，同時開放下一步的遙控操作。若某步遙控操作不成功，相應(yīng)開關(guān)（刀閘）位置沒有返回，調(diào)度員在防誤操作系統(tǒng)上點(diǎn)擊“清票”按鈕。防誤操作系統(tǒng)給監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送“遙控結(jié)束”命令，所有未進(jìn)行的遙控任務(wù)強(qiáng)制結(jié)束，監(jiān)控系統(tǒng)收到防誤操作系統(tǒng)的“遙控結(jié)束”命令后，監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度員工作站上就不能再進(jìn)行遙控操作。

⑧在調(diào)度員工作站上的所有遙控操作結(jié)束后，防誤操作系統(tǒng)收到最后一個遙控操作的返回結(jié)果。防誤操作系統(tǒng)自動返回到調(diào)度所轄變電站的站名清單的畫面，同時給監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送“遙控結(jié)束”命令，監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度員工作站重新恢復(fù)到點(diǎn)擊主接線圖的開關(guān)或刀閘，沒有任何反應(yīng)，不能進(jìn)行遙控操作的情況。

⑨事故處理或其他緊急情況下，具有最高權(quán)限的系統(tǒng)管理員/調(diào)度員可以在防誤閉鎖計(jì)算機(jī)的刷卡機(jī)上刷卡后，防誤操作程序就自動退出，而不影響遙控繼續(xù)操作。

4.3 接口方式

系統(tǒng)與調(diào)度自動化主站監(jiān)控系統(tǒng)接口方式多樣，支持廣泛的電力系統(tǒng)通訊協(xié)議，物理接口既可通過網(wǎng)絡(luò)，也可通過串口方式；支持網(wǎng)絡(luò)路由和交換機(jī)方式，在TCP/IP協(xié)議上走多種通訊規(guī)約，默認(rèn)使用網(wǎng)絡(luò)接口；支持《監(jiān)控系統(tǒng)與防誤操作系統(tǒng)通訊規(guī)約》，也可使用CDT、101、104等其它遠(yuǎn)動規(guī)約的擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)。

5 結(jié) 語

調(diào)度自動化主站端采用防誤操作系統(tǒng)后，使遙控操作過程有了一套能夠控制整個操作流程，并在電網(wǎng)分析算法的基礎(chǔ)之上分析每個流程中的每一步驟，當(dāng)有步驟出現(xiàn)錯誤時，立即給予提醒或禁止，從而大大降低了誤操作的可能，使調(diào)度或集控中心遙控操作更為準(zhǔn)確可靠，將極大的提高操作的安全性和可靠性，防止由于人為因素而造成的誤操作的發(fā)生。此系統(tǒng)也可用作縣級調(diào)度主站系統(tǒng)和變電站綜合自動化后臺監(jiān)控系統(tǒng)的防誤操作系統(tǒng)，具有較好的推廣價值。

參考文獻(xiàn)：

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