電力自動化遙控安全問題探討

田 浩

（陜西省地方電力（集團）公司岐山縣供電分公司，陜西 寶雞722405）

0 引言

電力系統是一個由發電廠、輸配電網絡、各等級變電站和電能用戶構成的在統一的調度下運行的復雜系統。其中的廠、站和各種電力設備、元器件分布地域很廣，要想對這些設施和設備進行管理和監控，必須借助于遠動技術。遠動技術不僅能夠完成對電力系統運行狀態的檢測任務，而且還能夠對電力系統的運行設備實施調節和控制，即遙測、遙信、遙調、遙控“四遙”的結合，遠動技術的引入使得電力系統的自動化水平、事故處理能力及節能運行效果都得到了提升。但與此同時，“四遙”中的遙控在應用過程中存在的一些安全問題，在一定程度上也影響著電力系統的安全、可靠、經濟運行。

1 遙控的工作原理

電力自動化遙控，又稱遠程命令，是電力系統運行管理人員借助于電力自動化系統和遠程通信技術，通過對被控制端的各斷路器、自動化裝置、儀器儀表、軟件等的控制，實現設備運行狀態變換的命令。電力自動化遙控過程中命令和信息的傳遞過程如圖1所示。

圖1 遙控信息的傳遞過程

電力自動化遙控的工作原理可以概括為如下幾點：（1）調度中心向廠站端遠動裝置發遙控選擇命令。（2）遠動裝置輸出部分（圖2）的CPU接到選擇命令后，啟動選擇定時器，校核性質碼和對象碼的正確性，并經鎖存、譯碼和光電隔離等使相應的遙控性質和遙控對象繼電器動作，使遙控執行回路處于準備就緒狀態。（3）在一定的延時后遠動裝置讀取遙控對象繼電器和性質繼電器的動作狀態，并形成返送校核信息發送至調度中心。（4）調度中心收到返校信息后和原遙控選擇命令進行核對，若相符，則發送遙控執行命令到遠動裝置；反之，發出遙控撤銷命令。（5）若遠動裝置收到執行命令，則驅動執行繼電器動作，若收到撤銷命令，則清除選擇命令，并將對象和性質繼電器復位。（6）遠動裝置若超時未收到遙控執行命令或遙控撤銷命令，則作自動撤銷，并清除選擇命令。（7）遙控過程中遇有遙信變位，則自動撤銷遙控命令。（8）當遠動裝置執行遙控執行命令時，啟動遙控執行定時器，當定時終了則復位所有繼電器。（9）遠動裝置在執行完遙控執行命令后，向調度中心補送一次遙信信息。

圖2 遙控輸出部分硬件組成圖

2 電力自動化遙控安全問題分析

2.1 人為誤操作

人為誤操作主要集中在3個方面，即目標斷路器位置選擇錯誤、記錯待控制斷路器和錯誤地選擇了廠站。目標斷路器位置選擇錯誤一般發生在饋線較多且比較復雜的變電站，主要原因是其主接線圖上斷路器之間無充分的空間，給運行管理人員的操作帶來一定的干擾和困難；記錯待控制斷路器容易出現于編號相似的斷路器之間，比如本來要操作105斷路器，真正操作過程中卻錯誤地記為了205斷路器而導致安全問題；廠站選擇錯誤一般是運行人員操作時記錯或點錯變壓器所導致。

2.2 設備誤動作

設備誤動作是指在調度中心發出正確的遙控指令下，廠站現場設備發生錯誤的動作，導致突發事件發生。設備誤動主要表現為以下2種形式：（1）廠站內部設備發生的誤動作。比如調度中心運行人員發出的遙控指令是控制C變電站的105斷路器動作，而實際上該變電站內的202斷路器錯誤地發生動作。（2）廠站外部設備發生的誤動作。比如調度中心運行人員發出操作D變電站內202斷路器的命令，而實際上E變電站的100斷路器動作。以上2種誤動作中后者的危害性要大于前者，嚴重時可能會導致一個變電站所轄的整條線路發生停電事故，甚至有可能使整個電網系統的平衡被破壞。

2.3 非法侵入控制

非法侵入控制是指非調度中心運行人員以非法的形式利用電力自動化系統的薄弱環節直接侵入，對某個節點或整個網絡實施控制。此類安全隱患主要表現為：（1）非法侵入者重新建立通道和虛擬主站，并用其對特定的廠站實施非法控制，此類侵入者一般都具備較高的通信相關技術。（2）利用軟件或主站的薄弱環節直接侵入并控制主站，然后利用軟件對主站所轄廠站實施操作，這類侵入者一般具有較高的軟硬件技術。非法侵入事件的發生對整個電網系統的運行而言是致命的，會擾亂電網的正常秩序，造成極嚴重的社會影響。

3 遙控安全問題的應對措施

3.1 遙控返校

在遙控操作過程中要始終本著慎重態度，杜絕任何錯誤操作發生，為此一般在遙控過程中要采用返送校核法。所謂返送校核是指廠站端RTU接收到調度中心的命令后，為了保證接收到的命令能正確地執行，對命令進行校核，并返送給調度中心的過程。在循環式遠程規約中遙控返校信息字格式如圖3所示。

圖3 遙控返校信息字格式圖

3.2 線路編號

目前，自動化遙控項點號和廠站內的斷路器無一一對應關系，只是將廠站端和主站端的數字進行了對應，這是引起設備誤動作的一個主要原因，而線路編號法是將各個遙控項點與廠站內的斷路器編號進行嚴格的統一。在當前通信技術條件下，遙控地址完全可以采用64位、128位甚至更多，這樣可以將遙控項點編號改為“廠站號＋斷路器編號”的模式，并將其與遙控返校法中的斷路器編號法相結合，從而很好地避免誤動事故的發生。

3.3 通道校驗

通道校驗是為了解決侵入控制問題而提出的應對方案，它是指對規約的鏈路建立實施相關的修改，而在其中加入一個密碼檢驗和報警功能，這樣當從站收到“請求鏈路狀態”的命令時，還需要主站給出正確的預設密碼，從站才能“響應鏈路狀態”，之后主站還要求從站給出正確的通道密碼，當密碼驗證正確后，主站發出“復位鏈路”命令，最終完成鏈路建立過程。而且在鏈路建立過程中如果有任何一次密碼被驗證錯誤，則主站和從站就會立即發出報警信號，并對此通道采取完全封鎖措施。

3.4 主站隔離

主站隔離方法和通道校驗一樣，都是為了應對侵入控制而采取的措施，其原理是在主站端各層間建立隔離，包括前置部分中各變電站模塊的隔離，使各個廠站之間不存在任何鏈路，這樣如果系統中的一個廠站被侵入，就不會對其他廠站造成影響。另外，為保證數據庫的安全，對數據庫模塊和廠站、數據庫和人機界面間也要采取隔離措施，這樣密集的隔離方法再結合通道校驗措施，就可很好地解決侵入控制帶來的安全問題。

3.5 制度保障和運行人員綜合素質提升

在構筑電力系統遙控的安全堡壘時，除以上技術措施，還需建立健全管理制度，以嚴格的制度約束來落實責任，實行一人一崗一責制，以此來減少人為失誤率，保證操作的準確性。另外，電力部門要采取必要措施持續提升相關人員的綜合素質，力爭打造一支思想穩定、技術精湛、責任心強的專業隊伍，確保遙控系統穩定可靠運行。

4 結語

綜上，電力自動化遙控已進入快速發展階段，而遙控過程中安全隱患問題依然存在，且在一定條件下會轉換為供電事故而對電網造成危害。當然，問題無法阻止電力系統自動化的發展趨勢，自動化乃至智能化已成為我國電力系統發展的主導方向，并且前景十分廣闊。

［1］潘鵬飛，王洪哲，李健，等.斷路器遙控回路的改進和校驗［J］.電力自動化設備，2011（1）

［2］李娟，焦邵華，肖仕武.異地多端電力系統實時閉環仿真測試系統［J］.電力系統自動化，2007（10）