遥控操作安全约束系统的建设与应用

楼书氢

（国网江西省电力公司吉安供电分公司，江西 吉安 343009）

0 引言

随着电网的建设和发展，越来越多的无人值班站的遥控操作都将通过电力调控中心的SCADA 系统(数据采集与监视控系统)来执行，遥控误操作所带来的后果也将越发严重。目前，无人值班站内一般都配置有1 套独立的“五防”系统，但该系统只针对间隔层基本“五防”的防误，无法实现对站控层的操作防误。并且，SCADA 系统具备遥控功能，该“五防”系统无法对遥控进行实时在线的约束防误，这给电网的安全稳定运行带来了很大的误操作隐患。这些隐患包括误选操作设备、带地刀合闸、带电挂接地线或合接地刀闸、带负荷拉刀闸等。同时，在实际遥控操作时，也不易判断误操作后可能对电网带来的影响，这是误操作造成的最大隐患。因此，无人值班站迫切需要建立具有区域防误闭锁及遥控操作安全约束功能的系统，以实现电力调控中心的遥控无误操作。

1 遥控操作安全约束系统的结构

遥控操作安全约束系统主要由系统硬件、应用软件及安全约束子系统3 部分构成。

系统硬件部分主要有安全约束系统服务器和安全约束系统工作站，其主要构成如图1 所示。安全约束系统服务器是遥控操作安全约束系统运行的核心，它从SCADA 系统中获取系统所有的实时数据，并处理来自于SCADA 系统的遥控操作请求，同时也可用来存储各类数据，使安全约束系统工作站的数据与之同步。此外，遥控操作安全约束系统与SCADA 系统的接口，均按照TCP/IP 协议以及标准IEC104 规约，采用以太网通信方式，来获取电网内运行设备的实时遥信、遥测数据。

图1 遥控操作安全约束系统硬件

应用软件部分主要有智能分析性约束、自定义综合性条件约束、流程控制功能，图库图形建模工具、自定义数据库维护工具，实时数据接口，以及远方操作命令控制接口。

2 遥控操作安全约束系统的工作原理

2.1 遥控操作安全约束系统功能

遥控操作安全约束系统从SCADA 系统中采集获取所有的实时遥信、遥测数据，通过信息整合，构建基于电网主网所有运行设备状态信号的遥控操作安全约束系统数据平台，并应用系统自带的遥控操作安全约束机制来实现电力调控中心的遥控无误操作。

遥控操作安全约束系统如图2 所示。

图2 遥控操作安全约束系统

在图2 中，操作约束中心处理机是基于“五防”规则的防误操作系统的核心模块，可根据不同的任务，与实时数据库、操作规则库交互作用，以决定或者解决不同的问题，是整个遥控操作安全约束系统的控制中心，可实现对调度下令的遥控操作的安全约束功能；操作描述规则库用于存放各种电气操作规则；术语和语句模型库用于存放调度操作指令的语句模型；电网模型描述库为遥控操作安全约束系统提供基础的电网拓扑模型数据。

对于遥控操作的防误，遥控操作安全约束系统采用在线约束模式，即系统在收到SCADA 系统的遥控请求后，先在后台自动进行模拟预演，通过运行系统自带的“五防”规则，对遥控操作进行校核。如果遥控操作不满足“五防”规则，则遥控操作安全约束系统回复禁止遥控。如果遥控操作满足“五防”规则，则遥控操作安全约束系统运用实时的遥信、遥测数据执行网络拓扑和潮流计算，并根据计算结果做下一步判断。如果操作结果改变当前电网的运行方式，如出现合环、解环、并列、解列或者造成重要用户停电等，遥控操作安全约束系统将给出告警和详细的操作后果，监控人员可以根据提示确定是否继续操作。若监控人员确认继续操作，遥控操作安全约束系统则向SCADA 系统发送允许遥控回复。

2.2 遥控操作安全全约束系统工作流程

遥控操作安全约束系统从技术上实现了对遥控操作的逻辑判断，提高了遥控操作的安全性。其工作原理如图3 所示。

遥控操作安全约束系统能够将SCADA 系统和实际操作的智能监护系统进行有机结合，将电力系统操作规程的操作流程融入到SCADA 系统中，形成具有操作安全约束的监控自动化系统，这为提高SCADA 系统进行遥控操作的安全性提供了充足的保障。同时，该系统针对部分地区电网特殊的网架结构扩展了安全校核规则，在线对遥控操作进行了基于站控层的安全分析校核，可及时、准确地将分析结果提交给监控人员。最终的分析结果不仅有能否进行操作，还有能否进行操作的原因，甚至有些情况还需监控运行人员去选择是否进行操作，这样就形成一个类似于决策分析系统的软件来辅助监控人员进行电网操作，以尽可能降低安全隐患。

遥控操作安全约束系统内部的工作流程如图4所示。

图3 遥控操作安全约束系统的工作原理

图4 遥控操作安全约束系统内部工作流程

3 遥控操作安全约束系统的应用

遥控操作安全约束系统集成了SCADA 系统和遥控操作安全约束系统自身的在线约束模式，并且融合了一系列安全约束机制，但与之前的无约束遥控操作过程相比只增加了2 个流程步骤，即“是否通过约束系统检查”和“是否通过约束系统的检查判断”，其操作流程示意如图5 所示。

图5 监控人员遥控操作流程

以220 kV 葛山变井葛线213 开关遥控操作为例。在遥控操作安全约束系统未建立之前，对井葛线213 开关的遥控分闸操作步骤为：

(1)监控人员登录调控中心SCADA 系统，经厂站一次接线图进入220 kV 葛山变画面；

(2)点击进入井葛线213 间隔分画面，选择待遥控开关井葛线213，输入登录用户口令并确认遥信名称后，将信息发送至遥控操作监护人员处，并再次确认无误；

(3)返回遥控操作画面下进行遥控预置，预置成功后，直接进行遥控操作。

遥控操作安全约束系统建成之后，220 kV 葛山变井葛线213 开关的遥控分闸操作的步骤与之前相比，只增加了“是否通过约束系统检查”和“是否通过约束系统的检查判断”2 个步骤，并弹出提示告警窗口，进一步就当前对井葛线213 开关进行遥控分闸操作带来的后果进行提示与告警。待确认无误并继续操作后，即完成220 kV 葛山变井葛线213 开关的遥控分闸操作。

在SCADA 系统下执行遥控操作，遥控操作安全约束系统在遥控预置的环节上，让监控人员选择是否通过安全约束系统(即“五防校验”)对要执行的开关遥控操作进行检验。点击选择后，SCADA系统将要执行的遥控命令发送至遥控操作安全约束系统；遥控操作安全约束系统通过电网接线模型和电网实时遥测、遥信数据，对将要执行的遥控操作进行检查判断，对电网内不允许的误操作进行遥控闭锁。这样就确保了监控人员的遥控操作顺利执行，大大提高了遥控操作的安全性和电网运行的可靠性。

4 结束语

电力调控中心遥控操作安全约束系统投运后，对变电站的遥控操作进行了基于站控层的防误分析和操作预控，有效避免了监控人员遥控误操作事故的发生，保证了设备乃至整个电网的安全稳定运行与可靠供电，具有良好的经济与社会效益。