安全約束遙控操作系統(tǒng)在烏海電網(wǎng)的應(yīng)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(shí)際操作結(jié)合起來(lái)，解決了集控系統(tǒng)注重監(jiān)視功能、輕操作安全約束的問(wèn)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(gè)操作簡(jiǎn)單、易于維護(hù)、功能齊全的操作防誤工具。

關(guān)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(lèi)號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）13-0037-02

伴隨著不斷提高的自動(dòng)化技術(shù)水平，規(guī)模日益擴(kuò)大的供電網(wǎng)絡(luò)正向著調(diào)控一體化建設(shè)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(diào)控一體化管理模式的供電企業(yè)，其調(diào)度自動(dòng)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(jié)合接收處理“四遙”信息，從而實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)調(diào)度、監(jiān)視功能，如遙控、遙調(diào)等。但現(xiàn)有遙控操作是無(wú)約束操作，調(diào)度員、監(jiān)控員只能憑借主觀判斷當(dāng)前電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行操作，這種人為判斷在調(diào)度大電網(wǎng)、復(fù)雜電網(wǎng)時(shí)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(shè)備、帶電掛接地線(xiàn)、帶地刀合閘、帶電合接地刀閘以及帶負(fù)荷拉合刀閘和跨步操作，即上步?jīng)]有實(shí)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(shè)備各側(cè)開(kāi)關(guān)操作順序規(guī)定等。并且，在實(shí)際調(diào)度中不易判斷出操作后可能出現(xiàn)的

結(jié)果。

1 國(guó)內(nèi)研究水平綜述

目前針對(duì)集控中心的遙控操作的約束防誤，在國(guó)內(nèi)采用的主要方式還是將變電站的就地五防信號(hào)接入到集控中心，也就是對(duì)五防進(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)的還是基于站控層的防誤，沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)集控層的防誤，同時(shí)如果五防系統(tǒng)的廠家不一樣，在實(shí)施時(shí)也沒(méi)有可行性，所以集控中心基本上還是處于無(wú)約束的工作狀態(tài)。

這種無(wú)約束的操作會(huì)給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)很大的隱患。如誤操作帶電設(shè)備、帶地刀合閘、帶電掛接地線(xiàn)、帶負(fù)荷拉合刀閘等，并且，在實(shí)際調(diào)度中不易判斷出操作后可能出現(xiàn)的結(jié)果，這也是造成誤操作事故的一大隱患。針對(duì)遙控操作的安全分析約束的研究趨勢(shì)是基于集控層的安全分析防誤，針對(duì)電力安全規(guī)程進(jìn)行定向的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。

因此，在操作過(guò)程方面，集控中心的遙控安全約束在電網(wǎng)分析法的基礎(chǔ)之上更加深入地分析每個(gè)工作流程中的每一個(gè)步驟，如出線(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)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(zhǔn)確性、可靠性提高，大大提高了遙控操作的安全性、準(zhǔn)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(xiàn)方式和實(shí)時(shí)運(yùn)行方式，依據(jù)操作規(guī)程，設(shè)計(jì)單步驟操作下的“無(wú)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(jī)制，來(lái)實(shí)現(xiàn)遙控操作過(guò)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(jìn)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(hù)子系統(tǒng)、遙控操作預(yù)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的安全約束功能。其主要功能是通過(guò)電網(wǎng)的運(yùn)行方式，分析操作前后的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)的安全約束功能

其主要功能是通過(guò)電網(wǎng)的運(yùn)行方式，分析操作前后的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)運(yùn)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(duì)一些特殊設(shè)備的操作，為滿(mǎn)足其特殊性，可通過(guò)自定義條件邏輯對(duì)設(shè)備的操作進(jìn)行約束，其判斷依據(jù)是用戶(hù)自定義的邏輯單元，任何可操作設(shè)備都可通過(guò)邏輯表達(dá)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(cè)量或?qū)崟r(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)自編操作邏輯，形成對(duì)操作的約束。

2.3 遙控操作預(yù)演流程控制子系統(tǒng)

對(duì)所要進(jìn)行的實(shí)際操作進(jìn)行操作前模擬，根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)實(shí)際接線(xiàn)方式和各操作步驟進(jìn)行模擬操作預(yù)演。

2.4 遙控操作培訓(xùn)子系統(tǒng)

用于對(duì)調(diào)控中心監(jiān)控人員進(jìn)行操作培訓(xùn)。

2.5 遙控規(guī)則維護(hù)子系統(tǒng)

該子系統(tǒng)主要用來(lái)編輯自定義特殊的安全約束條件、設(shè)備操作對(duì)應(yīng)的語(yǔ)句模型、定義各類(lèi)設(shè)備的綜合令、任務(wù)令和逐項(xiàng)令的拆卸步驟等等。

3 技術(shù)方法和路線(xiàn)

3.1 技術(shù)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(duì)象，摒棄以往孤立的以單個(gè)變電站為研究對(duì)象的研究

思路。

3.1.2 面向智能體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合，從實(shí)際應(yīng)用中抽象出智能體，再以智能體為主得出智能信息來(lái)指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。

3.1.3 在保障電網(wǎng)安全和符合電力規(guī)程的基礎(chǔ)上，盡可能地適應(yīng)不同用戶(hù)的多異性需求，避免死板的系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)的系統(tǒng)擴(kuò)展和推廣的障礙。

3.2 技術(shù)路線(xiàn)

3.2.1 先進(jìn)性與實(shí)用性完美統(tǒng)一。符合電力規(guī)程以及值班運(yùn)行人員的使用習(xí)慣，有關(guān)各使用單位可快速適應(yīng)。

3.2.2 以C/S方式實(shí)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(yán)密可靠的前提下，盡可能地使系統(tǒng)的使用簡(jiǎn)單靈活，人性化。

3.2.4 面向多智能體的系統(tǒng)設(shè)計(jì)思想。將各類(lèi)設(shè)備都單獨(dú)抽象為智能體，多個(gè)智能體協(xié)調(diào)合作、相互影響，將最終的分析決策信息反饋給用戶(hù)。

3.3 創(chuàng)新性

3.3.1 防誤操作手段。目前國(guó)內(nèi)針對(duì)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(gè)變電站為研究對(duì)象，因此是一個(gè)局部的防誤操作系統(tǒng)。本系統(tǒng)以電網(wǎng)為研究對(duì)象，建立在所轄電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行方式基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析下令和操作時(shí)對(duì)所轄電網(wǎng)的影響，應(yīng)用于調(diào)控中心等下令和進(jìn)行遙控操作的部門(mén)，是一種很強(qiáng)的算法分析手段。

3.3.2 在線(xiàn)生成操作票。在操作票生成方面，國(guó)內(nèi)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(biāo)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(shí)際數(shù)據(jù)和圖形拓?fù)淠Ｐ托ｒ?yàn)的基礎(chǔ)之上進(jìn)行操作票擬定，不僅描述標(biāo)準(zhǔn)，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(shí)際操作過(guò)程中與電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)校驗(yàn)，對(duì)實(shí)際操作產(chǎn)生約束，避免各類(lèi)跨步操作、誤選設(shè)備、遺漏等問(wèn)題。

3.3.3 實(shí)時(shí)性。同大多數(shù)離線(xiàn)系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)完全共享實(shí)時(shí)系統(tǒng)（SCADA）資源，時(shí)刻保持信息與SCADA信息的同步。無(wú)需再額外增加硬件設(shè)備進(jìn)行信號(hào)的采集。所有校驗(yàn)是基于電網(wǎng)當(dāng)前狀態(tài)和實(shí)際電網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行校驗(yàn)，具有非常強(qiáng)的實(shí)時(shí)應(yīng)用價(jià)值，避免由于電網(wǎng)發(fā)生突變而帶來(lái)的誤操作。

3.3.4 智能性。遙控安全約束系統(tǒng)從電網(wǎng)運(yùn)行方式上智能提取設(shè)備特征，進(jìn)行約束判斷，所以它無(wú)需用戶(hù)對(duì)基本約束規(guī)則進(jìn)行維護(hù)錄入，極大地降低了用戶(hù)維護(hù)工

作量。

4 系統(tǒng)應(yīng)用情況

該系統(tǒng)在烏海電網(wǎng)應(yīng)用以來(lái)能夠更加準(zhǔn)確、及時(shí)、簡(jiǎn)單、明了地顯示變電站運(yùn)行信息，突出了監(jiān)控信息中的重點(diǎn)信息，減少了監(jiān)視中的遺漏點(diǎn)，縮短了異常狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間，提高了集控的實(shí)時(shí)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(lái)的監(jiān)控方式，監(jiān)控中心遙控操作更加準(zhǔn)確、及時(shí)、簡(jiǎn)單、明了；重點(diǎn)信息能夠突出顯示，減少了監(jiān)視中的遺漏點(diǎn)；大大縮短了異常狀態(tài)下的反應(yīng)時(shí)間，提高了集控的實(shí)時(shí)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(shí)也便于異常信息的及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消缺。

該系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)能適應(yīng)大型電網(wǎng)的需要，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時(shí)只需維護(hù)電網(wǎng)模型，無(wú)需再追加投資，也就是一次性投資后，無(wú)需因?yàn)殡娋W(wǎng)結(jié)構(gòu)的改變而增加硬件設(shè)備的投資，節(jié)省投資的同時(shí)變相地帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益。

5 存在問(wèn)題與今后努力方向

在近年來(lái)變電站防誤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，雖然出現(xiàn)了“測(cè)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(luò)化方面還需要一個(gè)管理平臺(tái)來(lái)支撐。由此，微機(jī)防誤系統(tǒng)作為一項(xiàng)研究實(shí)踐能較好地滿(mǎn)足這一需求，網(wǎng)絡(luò)型防誤集控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)電力安全生產(chǎn)的四個(gè)層次：電氣層、間隔層、站控層、集控層，充分挖掘市場(chǎng)的需求，使系統(tǒng)能適應(yīng)不同區(qū)域、不同職能的各級(jí)電力生產(chǎn)部門(mén)的需要，為建設(shè)我國(guó)電力安全生產(chǎn)保障體系提供基礎(chǔ)產(chǎn)品，更好地保障我國(guó)電網(wǎng)的安全和可

靠性。

6 結(jié)語(yǔ)

集控系統(tǒng)遙控操作安全約束在充分利用SCADA系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)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(jī)結(jié)合起來(lái)，以強(qiáng)有力的自動(dòng)化技術(shù)條件為調(diào)度員和監(jiān)控操作人員提供一個(gè)易于維護(hù)、操作簡(jiǎn)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(jì)算機(jī)遙控的安全操作提供了先進(jìn)科學(xué)的手段，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：郝占彪（1954—），男，內(nèi)蒙古人，內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司烏海電力局高級(jí)工程師，研究方向：電網(wǎng)綜合管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）