电网监控系统遥控操作防误研究

2014-06-25王玮

电力安全技术 2014年3期

关键词：原语子站规约

王玮

（国网冀北电力公司廊坊供电公司，河北廊坊 065000）

随着电力系统自动化水平的不断提升，多数变电站采用了无人值守的运行模式，变电站通过综合自动化系统进行遥控和遥调。

但在实际运行过程当中，变电站的遥控和遥调误操作状况时有发生，这给无人值守变电站的安全带来了隐患，同时也会影响电力系统的安全性和可靠性。因此，防止变电站的误遥控和误遥调，成为保证变电站正常运行、保障电力系统安全可靠所亟待解决的问题。

1 常规防误遥控方法

在变电站综合自动化系统中，常规防误遥控方法包括双人遥控方式、摘除遥控回路方式、闭锁远方控制把手方式、摘除遥控出口压板方式4种方式。

(1)双人遥控方式。采用2人参与变电站遥控，1人操作1人监护，相互监督，完成变电站遥控的操作，避免了由1人操作而带来的盲目性。

(2)摘除遥控回路方式。拆除遥控的外回路，以防止遥控命令在运行的设备上执行，工作人员通过测量遥控端子的导通状态来确定遥控结果，进行遥控测试。但是误摘除外回路或者误测量都可能造成事故。

(3)闭锁远方控制把手方式。将变电站无需操作设备的远方控制把手调整到就地位置，用以防止控错设备情况的发生。在此情况下如果对把手漏调整或多调整也会导致遥控失误。

(4)摘除遥控出口压板方式。在遥控实验开始之前，摘除无需遥控设备的遥控压板，这样可以防止主站人员控错设备。此方法同样也可能发生压板的误摘除。

以上4种方法都可以在一定程度上防止误遥控现象的发生，但是这些方法在人为操作的过程中大大增加了工作人员的工作量和工作强度，也无法完全杜绝误遥控情况的发生。

2 闭锁式嵌入程序

2.1 遥控流程分析

调度自动化系统由调度工作站、SCADA(数据采集与监视控制系统)数据服务器和前置服务器等设备组成。在遥控过程中，首先由调度工作站下发遥控命令，通过SCADA数据服务器处理，在前置服务器中将遥控命令转换为对应的规约代码，然后下发至相应变电站的远动设备，从而对变电站设备实现遥控操作。

2.2 远动规约遥控解析

在调控一体化的监控系统中，主要采用国际电工委员会101和104规约实现远动通讯，这就要求前置服务器将遥控命令解析为相应的101或104遥控代码。以101规约为例，在101规约中，包含链路地址域(A)和应用服务数据单元(ASDU)。

2.2.1 链路地址域

在遥控命令下发过程中，要确定相应变电站的链路地址是否正确，建立链路连接，如图1所示。在图1中，REQ：请求原语(REQUEST PRIMITIVE)由用户发出在链路层启动1次传输过程；CON：确认原语(CONFIRM PRIMITIVE)由链路层发出以结束原已启动的传输过程；IND：指示原语(INDICATION PRIMITIVE)由链路层向用户发出通知，希望传递数据给服务用户，或触发某些服务用户进程；RESP:响应原语(RESPOND PRIMITIVE)由用户发出，以数据响应来完成1个已启动的传输过程。

图1 链路层传输过程

2.2.2 应用服务数据单元

在保证链路地址正确且不受干扰的前提下，遥控命令由应用服务数据单元ASDU，即报文的数据区所包含的代码完成传输。ASDU一般结构如表1所示。

表1 应用服务数据单元结构

ASDU由数据单元标示，1个或多个信息体和应用服务数据单元的公共时标所组成。其中，信息体的结构、类型和格式由类型标识定义，在一个特定的应用服务数据单元中所有信息体均有同一种结构、类型和格式。类型标识为1个8位位组，代表应用服务数据单元的类型。

针对变电站遥控操作，需要确定：

(1)类型标识，即是否为遥控命令；

(2)传送原因，即主站激活还是子站确认；

(3)公共地址，即子站地址；

(4)信息体地址，即遥控点号和信息体元素即遥控操作时选择还是执行。

2.2.3 命令传输

在远动系统中发出命令以改变运行设备状态，这些命令是用在预定方向驱动被控制的过程中。命令由值班员发出，并要防止非所期望的访问或动作。预置选择和执行命令是在子站为一个特定控制操作先做准备工作，检查并确认为正确控制操作已做好了准备，然后才去执行此命令。

命令选择和执行过程为：主站应用过程向通信服务发送A_SELECT.req原语，通信服务发送一个规约数据单元C_SC、C_DC、C_RC ACT其中包含选择命令，子站接收后向子站的应用过程发送A_SELECT.ind原语，若子站的应用过程已准备接收“选择命令”，子站通信服务发送C_RCACTCON规约数据单元给主站。在主站由A_SELECT.con原语向应用过程发出“选择”确认。此过程仅用于选择和执行命令，过程为单位遥控、双位遥控、升降命令。若校验正确，通过A_EXCO.req原语向通信服务发出“执行命令”，向子站传送C_RCACT规约数据单元，在子站向应用过程发出A_EXCO.ind原语。子站的“执行响应”通过C_RCACTCON规约数据单元向主站返送，它可以是肯定或否定确认，表示控制动作即将开始。控制顺序过程如图2所示。

3 闭锁式功能的实现

3.1 遥控测试

廊坊供电公司调度自动化系统应用南瑞科技公司研发的OPEN3000系统，对已投运变电站可遥控的断路器和隔离刀闸进行遥控实验。由于在区域集控站建设中已进行过实际的遥控实验，所以在调控一体化系统建设过程中，仅要求确认遥控操作设备预置选择正确即可，并不需要实际分合设备，此过程称为“遥控测试”。

3.2 嵌入程序

在OPEN3000系统中嵌入程序，当程序启动后，在前置服务器中捕捉遥控规约命令代码，即ASDU中的类型标识、传送原因、公共地址、信息体地址和信息体元素，当捕捉到子站向主站返校的遥控预置确认代码后，即子站传送原因为确认激活后，闭锁主站向子站该设备节点的下发执行命令功能，其流程如图3所示。

图2 控制的顺序过程调度工作站操作

图3 遥控测试流程

原有的控制顺序过程如图4所示。对于采用104规约通信的变电站，该程序也可在捕捉子站返校的预置选择激活命令后，对下发的执行命令进行闭锁，用以防止对已投运变电站设备的误遥控。

在调度自动化OPEN3000系统中启动程序，对已投运的变电站设备，如断路器和隔离刀闸按照

遥控顺序进行操作，操作界面如图5所示。

图4 遥控测试控制顺序过程

图5 遥控测试操作界面

从遥控测试界面中，可清晰辨别遥控厂站的名称、遥信名称、遥控序号以及待操作设备的当前状态。在测试过程中，程序闭锁了遥控执行功能，只可进行遥控预置和遥控取消命令，有效杜绝了因人为因素误遥控事故的发生，保障了电网安全。启动该程序后，可对调度自动化系统中所有变电站实施闭锁执行命令的防误遥控功能。对新建变电站的遥控实验，由于不存在造成误遥控停电事故，所以在遥控操作时不需启动闭锁执行程序。