安全約束遙控操作系統(tǒng)在烏海電網(wǎng)的應用

摘要：安全約束遙控操作系統(tǒng)將變電站集控系統(tǒng)和實際操作結合起來，解決了集控系統(tǒng)注重監(jiān)視功能、輕操作安全約束的問題，形成具有安全約束的遙控操作監(jiān)控系統(tǒng)，為集控操作人員提供一個操作簡單、易于維護、功能齊全的操作防誤工具。

關鍵詞：安全約束；遙控操作系統(tǒng)；變電站；烏海電網(wǎng)

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）13-0037-02

伴隨著不斷提高的自動化技術水平，規(guī)模日益擴大的供電網(wǎng)絡正向著調控一體化建設管理模式不斷發(fā)展。烏海電業(yè)局隸屬蒙西電網(wǎng)，是蒙西電網(wǎng)首家采用調控一體化管理模式的供電企業(yè)，其調度自動化系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)均采用前置系統(tǒng)、SCADA系統(tǒng)和歷史系統(tǒng)相結合接收處理“四遙”信息，從而實現(xiàn)各項調度、監(jiān)視功能，如遙控、遙調等。但現(xiàn)有遙控操作是無約束操作，調度員、監(jiān)控員只能憑借主觀判斷當前電網(wǎng)運行方式進行操作，這種人為判斷在調度大電網(wǎng)、復雜電網(wǎng)時存在很大的誤操作隱患。主要隱患大概包括：電力五防規(guī)定中的誤選操作設備、帶電掛接地線、帶地刀合閘、帶電合接地刀閘以及帶負荷拉合刀閘和跨步操作，即上步?jīng)]有實際操作完成而操作下一步，違反刀閘操作順序規(guī)定和違反設備各側開關操作順序規(guī)定等。并且，在實際調度中不易判斷出操作后可能出現(xiàn)的

結果。

1 國內研究水平綜述

目前針對集控中心的遙控操作的約束防誤，在國內采用的主要方式還是將變電站的就地五防信號接入到集控中心，也就是對五防進行集中管理，實現(xiàn)的還是基于站控層的防誤，沒有真正實現(xiàn)集控層的防誤，同時如果五防系統(tǒng)的廠家不一樣，在實施時也沒有可行性，所以集控中心基本上還是處于無約束的工作狀態(tài)。

這種無約束的操作會給電網(wǎng)運行帶來很大的隱患。如誤操作帶電設備、帶地刀合閘、帶電掛接地線、帶負荷拉合刀閘等，并且，在實際調度中不易判斷出操作后可能出現(xiàn)的結果，這也是造成誤操作事故的一大隱患。針對遙控操作的安全分析約束的研究趨勢是基于集控層的安全分析防誤，針對電力安全規(guī)程進行定向的開發(fā)應用。

因此，在操作過程方面，集控中心的遙控安全約束在電網(wǎng)分析法的基礎之上更加深入地分析每個工作流程中的每一個步驟，如出線錯誤時立即發(fā)出警示，從而使誤操作的可能性降低，使監(jiān)控人員遙控操作的準確性、可靠性提高，大大提高了遙控操作的安全性、準確性，防止人為因素造成的電網(wǎng)誤操作事故的發(fā)生。

2 遙控操作安全約束系統(tǒng)

該系統(tǒng)根據(jù)電網(wǎng)的接線方式和實時運行方式，依據(jù)操作規(guī)程，設計單步驟操作下的“無票操作”或緊急事故處理和正常操作下的“有票操作”兩種狀態(tài)，利用多種控制流程和約束機制，來實現(xiàn)遙控操作過程中的安全約束和輔助提示，最終形成合理安全的操作規(guī)則，再以此進行電網(wǎng)操作。

系統(tǒng)分為遙控操作安全約束分析子系統(tǒng)、遙控規(guī)則維護子系統(tǒng)、遙控操作預演流程控制子系統(tǒng)和智能擬票子

系統(tǒng)。

該系統(tǒng)具有面向電網(wǎng)的基于電網(wǎng)拓撲結構的安全約束功能。其主要功能是通過電網(wǎng)的運行方式，分析操作前后的運行狀態(tài)，根據(jù)運行方式合理性給出約束條件或操作警示。其約束條件不僅包含五防閉鎖條件，還將非同期合閘、送電、停電、電網(wǎng)解環(huán)、合環(huán)等操作作為重要警示信息，判斷是否操作正確，防止誤操作的發(fā)生。

2.1 面向電網(wǎng)的基于電網(wǎng)拓撲結構的安全約束功能

其主要功能是通過電網(wǎng)的運行方式，分析操作前后的運行狀態(tài)，根據(jù)運行方式合理性給出約束條件或操作警示。其約束條件不僅包含五防閉鎖條件，還將非同期合閘、送電、停電、電網(wǎng)解環(huán)、合環(huán)等操作作為重要警示信息，判斷是否操作正確，防止誤操作的發(fā)生。

2.2 自定義條件約束

對一些特殊設備的操作，為滿足其特殊性，可通過自定義條件邏輯對設備的操作進行約束，其判斷依據(jù)是用戶自定義的邏輯單元，任何可操作設備都可通過邏輯表達式定義約束其操作的邏輯單元，邏輯單元的參數(shù)可是任何采集的遙信或遙測量或實時監(jiān)控數(shù)據(jù)，通過自編操作邏輯，形成對操作的約束。

2.3 遙控操作預演流程控制子系統(tǒng)

對所要進行的實際操作進行操作前模擬，根據(jù)當前電網(wǎng)實際接線方式和各操作步驟進行模擬操作預演。

2.4 遙控操作培訓子系統(tǒng)

用于對調控中心監(jiān)控人員進行操作培訓。

2.5 遙控規(guī)則維護子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用來編輯自定義特殊的安全約束條件、設備操作對應的語句模型、定義各類設備的綜合令、任務令和逐項令的拆卸步驟等等。

3 技術方法和路線

3.1 技術方法

3.1.1 面向電網(wǎng)的研究主體思路，以電網(wǎng)為研究對象，摒棄以往孤立的以單個變電站為研究對象的研究

思路。

3.1.2 面向智能體的系統(tǒng)設計理念與實際應用相結合，從實際應用中抽象出智能體，再以智能體為主得出智能信息來指導實際應用。

3.1.3 在保障電網(wǎng)安全和符合電力規(guī)程的基礎上，盡可能地適應不同用戶的多異性需求，避免死板的系統(tǒng)設計帶來的系統(tǒng)擴展和推廣的障礙。

3.2 技術路線

3.2.1 先進性與實用性完美統(tǒng)一。符合電力規(guī)程以及值班運行人員的使用習慣，有關各使用單位可快速適應。

3.2.2 以C/S方式實現(xiàn)全部功能。各功能模塊清晰

明確。

3.2.3 安全性和靈活性相統(tǒng)一。在保證遙控操作的安全分析嚴密可靠的前提下，盡可能地使系統(tǒng)的使用簡單靈活，人性化。

3.2.4 面向多智能體的系統(tǒng)設計思想。將各類設備都單獨抽象為智能體，多個智能體協(xié)調合作、相互影響，將最終的分析決策信息反饋給用戶。

3.3 創(chuàng)新性

3.3.1 防誤操作手段。目前國內針對防誤操作的其他產(chǎn)品包括變電站的五防系統(tǒng)，它主要以單個變電站為研究對象，因此是一個局部的防誤操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)以電網(wǎng)為研究對象，建立在所轄電網(wǎng)實時運行方式基礎之上進行分析下令和操作時對所轄電網(wǎng)的影響，應用于調控中心等下令和進行遙控操作的部門，是一種很強的算法分析手段。

3.3.2 在線生成操作票。在操作票生成方面，國內有很多操作票生成系統(tǒng)，普遍是基于傳統(tǒng)的擬票方式和使用方式，其目標為形成文字描述性的操作票。但該系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)操作票的方式，在電力系統(tǒng)實際數(shù)據(jù)和圖形拓撲模型校驗的基礎之上進行操作票擬定，不僅描述標準，而且操作可靠、迅速，最為突出的是，該系統(tǒng)形成的操作票不只是文字描述，而且在實際操作過程中與電網(wǎng)進行實時校驗，對實際操作產(chǎn)生約束，避免各類跨步操作、誤選設備、遺漏等問題。

3.3.3 實時性。同大多數(shù)離線系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)完全共享實時系統(tǒng)（SCADA）資源，時刻保持信息與SCADA信息的同步。無需再額外增加硬件設備進行信號的采集。所有校驗是基于電網(wǎng)當前狀態(tài)和實際電網(wǎng)拓撲進行校驗，具有非常強的實時應用價值，避免由于電網(wǎng)發(fā)生突變而帶來的誤操作。

3.3.4 智能性。遙控安全約束系統(tǒng)從電網(wǎng)運行方式上智能提取設備特征，進行約束判斷，所以它無需用戶對基本約束規(guī)則進行維護錄入，極大地降低了用戶維護工

作量。

4 系統(tǒng)應用情況

該系統(tǒng)在烏海電網(wǎng)應用以來能夠更加準確、及時、簡單、明了地顯示變電站運行信息，突出了監(jiān)控信息中的重點信息，減少了監(jiān)視中的遺漏點，縮短了異常狀態(tài)下的反應時間，提高了集控的實時性和可靠性，提高了監(jiān)控效率，提升了監(jiān)控中心監(jiān)控能力防誤操作的能力。相比原來的監(jiān)控方式，監(jiān)控中心遙控操作更加準確、及時、簡單、明了；重點信息能夠突出顯示，減少了監(jiān)視中的遺漏點；大大縮短了異常狀態(tài)下的反應時間，提高了集控的實時性和可靠性；提升了故障處理能力，提高了監(jiān)控的安全性；同時也便于異常信息的及時發(fā)現(xiàn)和消缺。

該系統(tǒng)的開發(fā)能適應大型電網(wǎng)的需要，在電網(wǎng)結構發(fā)生改變時只需維護電網(wǎng)模型，無需再追加投資，也就是一次性投資后，無需因為電網(wǎng)結構的改變而增加硬件設備的投資，節(jié)省投資的同時變相地帶來了經(jīng)濟效益。

5 存在問題與今后努力方向

在近年來變電站防誤系統(tǒng)的設計中，雖然出現(xiàn)了“測控一體化”的防誤閉鎖形式，但還存在一些固有缺陷，特別在防誤閉鎖的集控化、網(wǎng)絡化方面還需要一個管理平臺來支撐。由此，微機防誤系統(tǒng)作為一項研究實踐能較好地滿足這一需求，網(wǎng)絡型防誤集控系統(tǒng)的設計思想必將成為今后防誤管理現(xiàn)代化的發(fā)展方向。防誤系統(tǒng)將針對電力安全生產(chǎn)的四個層次：電氣層、間隔層、站控層、集控層，充分挖掘市場的需求，使系統(tǒng)能適應不同區(qū)域、不同職能的各級電力生產(chǎn)部門的需要，為建設我國電力安全生產(chǎn)保障體系提供基礎產(chǎn)品，更好地保障我國電網(wǎng)的安全和可

靠性。

6 結語

集控系統(tǒng)遙控操作安全約束在充分利用SCADA系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)基礎之上將操作流程控制系統(tǒng)、操作票智能生成系統(tǒng)和智能約束系統(tǒng)有機結合起來，以強有力的自動化技術條件為調度員和監(jiān)控操作人員提供一個易于維護、操作簡單、功能齊全的操作防誤工具，盡可能地避免由于人為因素和電網(wǎng)的變化而引起的誤操作。具有遙控操作安全約束的監(jiān)控系統(tǒng)，為計算機遙控的安全操作提供了先進科學的手段，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運行。

作者簡介：郝占彪（1954—），男，內蒙古人，內蒙古電力（集團）有限責任公司烏海電力局高級工程師，研究方向：電網(wǎng)綜合管理。

（責任編輯：周 瓊）