調度自動化主站端遙控防誤操作系統初探

唐理壯

摘 要：針對現有調度自動化主站端遙控操作存在的誤操作隱患，文章提出了遙控防誤操作系統，并對系統結構和模型以及軟件流程進行了詳細闡述，運用技術手段可有效防止調度員遙控無人值班變電站設備時誤操作的發生。

關鍵詞：調度自動化；遙控；防誤操作系統

中圖分類號：TM734 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）15-0085-02

1 現有遙控模式存在的安全隱患

隨著電力系統調度自動化水平的不斷提高，以及無人值班變電站的迅速發展，使得原來變電站內值班人員所做的倒閘操作工作改由遠方調度員（含地調、縣調和集控站）來完成，通過調度端或當地的信息采集系統和控制操作機構，調度值班人員可對其所管轄的變電站內運行設備進行遙控操作。但這種遙控操作基本上是一種無約束的操作，這種操作的安全隱患集中表現如下幾個方面。

1.1 約束條件單一

調度員在遙控操作時只有用戶名和登陸密碼的驗證，而調度主站計算機監控系統在電氣設備的聯結上又缺乏判據和約束，一旦用戶名和登陸密碼泄露，那么其他人員就可以進行遙控操作，這樣極易發生誤操作。

1.2 變電站自動化系統未將五防系統接入

目前針對變電站的五防系統已經發展的較為成熟，但該五防系統基本都沒有接入無人值班變電站自動化系統，這樣也就失去了其對調度員遙控操作正確與否的判斷和閉鎖，形同虛設。

1.3 調度員對現場設備不夠熟悉

由于調度員需要監視多個無人值班變電站的運行情況， 而各站的電氣接線和電氣設備類型又不盡相同，操作人員相對于傳統的有人值班變電站較不熟悉現場設備，每次遙控操作都必須高度集中，稍有疏忽就會釀成大患。

1.4 調度員勞動強度大

調度員必須對所轄多座無人值班變電站的運行工況進行監視和操作，這相對于有人值班變電站的工作量是大大增強了、工作也更加復雜了，因此更容易發生誤操作。

2014年7月18日，西寧供電局110 kV海湖變電所在自動化綜自系統上發生的帶電合接地刀閘的惡性誤操作事故就充分暴露了上述安全隱患，正因為這種調度員遠方遙控操作存在著很大的誤操作隱患，而傳統的變電站微機五防已無法再滿足新的技術要求，因此面向調度自動化主站系統的遙控防誤操作系統（下稱系統）也就應運而生。

2 系統結構

系統結構，如圖1所示。

針對調度自動化主站端遙控操作特點，系統分兩步實施：

第一步，對現有的調度自動化主站監控系統進行完善，其硬件系統結構不進行原則性改動，只在現有主站監控系統的局域網中增加一臺計算機，并安裝防誤閉鎖程序，通過網絡通訊方式與監控系統進行數據交換。

第二步，修改調度自動化主站監控系統的遙控流程，加入閉鎖判斷條件，即監控系統進行遙控操作的依據是：監控系統的調度員工作站在進行變電站設備遙控操作時，詢問防誤操作系統此設備是否可控，防誤操作系統通過科學的算法和預先存儲的所有一次設備的操作規則進行安全校驗，校驗正確后才允許遙控，從而達到防止誤操作的目的，避免由于人為疏忽和電網的變化而引起的誤操作。

3 系統模型

硬件平臺：IBM、HP、DELL、聯想、浪潮等x86系列PC機，及各種標準網絡設備。

操作系統內核：Microsoft Windows NT/2000/XP。

網絡環境：遵循TCP/IP、ISO-OSI七層網絡參考模型。

圖形系統：Microsoft Windows NT/2000/XP、OpenGL。

編程語言：Microsoft Visual C++ 6.0及以上系列語言。

數據庫：關系型/SQL/Client-Server體系結構，支持Microsoft SQL Server、Sybase等商用數據庫。系統層次結構圖，如圖2所示。

4 系統功能

4.1 軟件結構

遙控防誤操作系統本身也是一個監控系統，因此它包含如下六大軟件功能模塊，見表1。

4.2 軟件流程

①調度自動化主站監控系統應定時將所轄變電站的實時數據通過網絡規約方式發送給防誤操作系統。

②防誤操作系統在沒有操作時，顯示的畫面應為調度所轄變電站的站名清單。監控系統的調度員工作站只能進行瀏覽畫面等任務，點擊主接線圖的開關或刀閘，沒有任何反應，不能進行遙控操作。

③需要操作時，調度員在防誤操作系統上點擊要操作的變電站的站名，進入此站的主接線圖畫面（注：不需輸入用戶名和密碼），畫面上有“清票”、“模擬操作開始”、“模擬操作結束”按鈕。

④調度員點擊“模擬操作開始”，按照操作票順序進行模擬操作，每步模擬后，均在操作提示窗口中顯示操作提示信息。

⑤調度員在防誤操作系統上完成模擬操作后，點擊“模擬操作結束”按鈕。防誤操作系統給主站監控系統發送遙控操作開始命令。在操作提示窗口中顯示“請上機操作”、“等待××開關變位”。

⑥調度員到調度員工作站上進行實際遙控操作，輸入操作人及監護人的用戶名和密碼，按正常操作順序進行遙控操作。調度員點擊某個開關時，判斷防誤操作系統發送來的模擬操作結果，若允許遙控操作，則向前置機發送遙控命令，否則提示“禁止操作”信息。

⑦若某步遙控操作成功，相應開關（刀閘）位置返回，監控系統將此位置發送給防誤操作系統，防誤操作系統重新閉鎖此開關（刀閘）的操作，同時開放下一步的遙控操作。若某步遙控操作不成功，相應開關（刀閘）位置沒有返回，調度員在防誤操作系統上點擊“清票”按鈕。防誤操作系統給監控系統發送“遙控結束”命令，所有未進行的遙控任務強制結束，監控系統收到防誤操作系統的“遙控結束”命令后，監控系統的調度員工作站上就不能再進行遙控操作。

⑧在調度員工作站上的所有遙控操作結束后，防誤操作系統收到最后一個遙控操作的返回結果。防誤操作系統自動返回到調度所轄變電站的站名清單的畫面，同時給監控系統發送“遙控結束”命令，監控系統的調度員工作站重新恢復到點擊主接線圖的開關或刀閘，沒有任何反應，不能進行遙控操作的情況。

⑨事故處理或其他緊急情況下，具有最高權限的系統管理員/調度員可以在防誤閉鎖計算機的刷卡機上刷卡后，防誤操作程序就自動退出，而不影響遙控繼續操作。

4.3 接口方式

系統與調度自動化主站監控系統接口方式多樣，支持廣泛的電力系統通訊協議，物理接口既可通過網絡，也可通過串口方式；支持網絡路由和交換機方式，在TCP/IP協議上走多種通訊規約，默認使用網絡接口；支持《監控系統與防誤操作系統通訊規約》，也可使用CDT、101、104等其它遠動規約的擴展來實現。

5 結 語

調度自動化主站端采用防誤操作系統后，使遙控操作過程有了一套能夠控制整個操作流程，并在電網分析算法的基礎之上分析每個流程中的每一步驟，當有步驟出現錯誤時，立即給予提醒或禁止，從而大大降低了誤操作的可能，使調度或集控中心遙控操作更為準確可靠，將極大的提高操作的安全性和可靠性，防止由于人為因素而造成的誤操作的發生。此系統也可用作縣級調度主站系統和變電站綜合自動化后臺監控系統的防誤操作系統，具有較好的推廣價值。

參考文獻：

[1] 張永健.電網監控與調度自動化[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2] 程明，金明，李建英，劉遠龍.無人值班變電站監控技術[M].北京：中國電力出版社，1998.