電網監控系統遙控操作防誤研究

王 瑋

（國網冀北電力公司廊坊供電公司，河北 廊坊 065000）

隨著電力系統自動化水平的不斷提升，多數變電站采用了無人值守的運行模式，變電站通過綜合自動化系統進行遙控和遙調。

但在實際運行過程當中，變電站的遙控和遙調誤操作狀況時有發生，這給無人值守變電站的安全帶來了隱患，同時也會影響電力系統的安全性和可靠性。因此，防止變電站的誤遙控和誤遙調，成為保證變電站正常運行、保障電力系統安全可靠所亟待解決的問題。

1 常規防誤遙控方法

在變電站綜合自動化系統中，常規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人監護，相互監督，完成變電站遙控的操作，避免了由1人操作而帶來的盲目性。

(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行的設備上執行，工作人員通過測量遙控端子的導通狀態來確定遙控結果，進行遙控測試。但是誤摘除外回路或者誤測量都可能造成事故。

(3)閉鎖遠方控制把手方式。將變電站無需操作設備的遠方控制把手調整到就地位置，用以防止控錯設備情況的發生。在此情況下如果對把手漏調整或多調整也會導致遙控失誤。

(4)摘除遙控出口壓板方式。在遙控實驗開始之前，摘除無需遙控設備的遙控壓板，這樣可以防止主站人員控錯設備。此方法同樣也可能發生壓板的誤摘除。

以上4種方法都可以在一定程度上防止誤遙控現象的發生，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度，也無法完全杜絕誤遙控情況的發生。

2 閉鎖式嵌入程序

2.1 遙控流程分析

調度自動化系統由調度工作站、SCADA(數據采集與監視控制系統)數據服務器和前置服務器等設備組成。在遙控過程中，首先由調度工作站下發遙控命令，通過SCADA數據服務器處理，在前置服務器中將遙控命令轉換為對應的規約代碼，然后下發至相應變電站的遠動設備，從而對變電站設備實現遙控操作。

2.2 遠動規約遙控解析

在調控一體化的監控系統中，主要采用國際電工委員會101和104規約實現遠動通訊，這就要求前置服務器將遙控命令解析為相應的101或104遙控代碼。以101規約為例，在101規約中，包含鏈路地址域(A)和應用服務數據單元(ASDU)。

2.2.1 鏈路地址域

在遙控命令下發過程中，要確定相應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：請求原語(REQUEST PRIMITIVE)由用戶發出在鏈路層啟動1次傳輸過程；CON：確認原語(CONFIRM PRIMITIVE)由鏈路層發出以結束原已啟動的傳輸過程；IND：指示原語(INDICATION PRIMITIVE)由鏈路層向用戶發出通知，希望傳遞數據給服務用戶，或觸發某些服務用戶進程；RESP:響應原語(RESPOND PRIMITIVE)由用戶發出，以數據響應來完成1個已啟動的傳輸過程。

圖1 鏈路層傳輸過程

2.2.2 應用服務數據單元

在保證鏈路地址正確且不受干擾的前提下，遙控命令由應用服務數據單元ASDU，即報文的數據區所包含的代碼完成傳輸。ASDU一般結構如表1所示。

表1 應用服務數據單元結構

ASDU由數據單元標示，1個或多個信息體和應用服務數據單元的公共時標所組成。其中，信息體的結構、類型和格式由類型標識定義，在一個特定的應用服務數據單元中所有信息體均有同一種結構、類型和格式。類型標識為1個8位位組，代表應用服務數據單元的類型。

針對變電站遙控操作，需要確定：

(1)類型標識，即是否為遙控命令；

(2)傳送原因，即主站激活還是子站確認；

(3)公共地址，即子站地址；

(4)信息體地址，即遙控點號和信息體元素即遙控操作時選擇還是執行。

2.2.3 命令傳輸

在遠動系統中發出命令以改變運行設備狀態，這些命令是用在預定方向驅動被控制的過程中。命令由值班員發出，并要防止非所期望的訪問或動作。預置選擇和執行命令是在子站為一個特定控制操作先做準備工作，檢查并確認為正確控制操作已做好了準備，然后才去執行此命令。

命令選擇和執行過程為：主站應用過程向通信服務發送A_SELECT.req原語，通信服務發送一個規約數據單元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用過程發送A_SELECT.ind原語，若子站的應用過程已準備接收“選擇命令”，子站通信服務發送C_RCACTCON規約數據單元給主站。在主站由A_SELECT.con原語向應用過程發出“選擇”確認。此過程僅用于選擇和執行命令，過程為單位遙控、雙位遙控、升降命令。若校驗正確，通過A_EXCO.req原語向通信服務發出“執行命令”，向子站傳送C_RCACT規約數據單元，在子站向應用過程發出A_EXCO.ind原語。子站的“執行響應”通過C_RCACTCON規約數據單元向主站返送，它可以是肯定或否定確認，表示控制動作即將開始。控制順序過程如圖2所示。

3 閉鎖式功能的實現

3.1 遙控測試

廊坊供電公司調度自動化系統應用南瑞科技公司研發的OPEN3000系統，對已投運變電站可遙控的斷路器和隔離刀閘進行遙控實驗。由于在區域集控站建設中已進行過實際的遙控實驗，所以在調控一體化系統建設過程中，僅要求確認遙控操作設備預置選擇正確即可，并不需要實際分合設備，此過程稱為“遙控測試”。

3.2 嵌入程序

在OPEN3000系統中嵌入程序，當程序啟動后，在前置服務器中捕捉遙控規約命令代碼，即ASDU中的類型標識、傳送原因、公共地址、信息體地址和信息體元素，當捕捉到子站向主站返校的遙控預置確認代碼后，即子站傳送原因為確認激活后，閉鎖主站向子站該設備節點的下發執行命令功能，其流程如圖3所示。

圖2 控制的順序過程調度工作站操作

圖3 遙控測試流程

原有的控制順序過程如圖4所示。對于采用104規約通信的變電站，該程序也可在捕捉子站返校的預置選擇激活命令后，對下發的執行命令進行閉鎖，用以防止對已投運變電站設備的誤遙控。

在調度自動化OPEN3000系統中啟動程序，對已投運的變電站設備，如斷路器和隔離刀閘按照

遙控順序進行操作，操作界面如圖5所示。

圖4 遙控測試控制順序過程

圖5 遙控測試操作界面

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備的當前狀態。在測試過程中，程序閉鎖了遙控執行功能，只可進行遙控預置和遙控取消命令，有效杜絕了因人為因素誤遙控事故的發生，保障了電網安全。啟動該程序后，可對調度自動化系統中所有變電站實施閉鎖執行命令的防誤遙控功能。對新建變電站的遙控實驗，由于不存在造成誤遙控停電事故，所以在遙控操作時不需啟動閉鎖執行程序。

4 結束語

從2010年調控一體化系統建設以來，應用閉鎖遙控執行命令的嵌入程序進行遙控實驗，實現遙控零誤動。通過多次實驗與現場操作，利用新的遙控方法進行工作。

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

(2)減輕了變電站工作人員的勞動強度，杜絕了人為因素造成的變電站內誤碰帶電設備等事故的發生。

(3)減少了因誤遙控而造成的停電損失，保障了電網安全和穩定運行。

(4)程序使用簡單、方便，有效提高了人員工作效率。

1 張信權，梁德勝，趙希才.時鐘同步技術及其在變電站中的應用[J].繼電器，2008(9).

2 王 亮，王新寶，高 亮，等.基于故障場景的區域電網安全穩定控制系統測試方法[J].電力系統自動化，2007(18).

3 陳為化，江全元，曹一家，等.電力系統電壓崩潰的風險評估[J].電網技術，2005(19).

4 國家電力監管委員會電力可靠性管理中心.電力可靠性技術與管理培訓教材[M].北京：中國電力出版社，2007.

5 肖永立，張 瑜，劉 音，等.集控站遙控操作時防誤閉鎖措施的實現[J].電力系統自動化，2005(22).

6 丁明安，姜 毅.集控站監控系統遙控操作隱患分析及整改措施[J].電氣應用，2010(01).

7 楊震強，王志林.變電站在線式一體化防誤操作閉鎖系統技術研究[J].電網與清潔能源，2009(08).

8 張永健.電網監控與調度自動化[M].北京：中國電力出版社，2004.

9 于 鵬，潘鵬飛，鄭 雷.調度自動化系統遙控試驗分析[J].東北電力技術，2009(03).

10 王海燕.調度自動化主站系統批量遙控中的智能防誤處 理[J].電力建設，2010(01).

11 胡成群.調度自動化系統中遙控準確性和可靠性探討 [J].華中電力，2007(03).