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，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(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)

中圖分類號：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)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(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、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 國內(nèi)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(nèi)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(jìn)行集中管理，實(shí)現(xiàn)的還是基于站控層的防誤，沒有真正實(shí)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(shí)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(yùn)行帶來很大的隱患。如誤操作帶電設(shè)備、帶地刀合閘、帶電掛接地線、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(jìn)行定向的開發(fā)應(yīng)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(chǔ)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(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)的接線方式和實(shí)時運(yùn)行方式，依據(jù)操作規(guī)程，設(shè)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(jī)制，來實(shí)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(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

對一些特殊設(shè)備的操作，為滿足其特殊性，可通過自定義條件邏輯對設(shè)備的操作進(jìn)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(shè)備都可通過邏輯表達(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量或?qū)崟r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(yù)演流程控制子系統(tǒng)

對所要進(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)主要用來編輯自定義特殊的安全約束條件、設(shè)備操作對應(yīng)的語句模型、定義各類設(shè)備的綜合令、任務(wù)令和逐項令的拆卸步驟等等。

3 技術(shù)方法和路線

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(shè)計理念與實(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)不同用戶的多異性需求，避免死板的系統(tǒng)設(shè)計帶來的系統(tǒng)擴(kuò)展和推廣的障礙。

3.2 技術(shù)路線

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)的使用簡單靈活，人性化。

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

3.3 創(chuàng)新性

3.3.1 防誤操作手段。目前國內(nèi)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(shí)時運(yùn)行方式基礎(chǔ)之上進(jìn)行分析下令和操作時對所轄電網(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，是一種很強(qiáng)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(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灥幕A(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)際操作過程中與電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時校驗，對實(shí)際操作產(chǎn)生約束，避免各類跨步操作、誤選設(shè)備、遺漏等問題。

3.3.3 實(shí)時性。同大多數(shù)離線系統(tǒng)比較，該系統(tǒng)完全共享實(shí)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(shè)備進(jìn)行信號的采集。所有校驗是基于電網(wǎng)當(dāng)前狀態(tài)和實(shí)際電網(wǎng)拓?fù)溥M(jìn)行校驗，具有非常強(qiáng)的實(shí)時應(yīng)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(yùn)行方式上智能提取設(shè)備特征，進(jìn)行約束判斷，所以它無需用戶對基本約束規(guī)則進(jìn)行維護(hù)錄入，極大地降低了用戶維護(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)用以來能夠更加準(zhǔn)確、及時、簡單、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)時間，提高了集控的實(shí)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(zhǔn)確、及時、簡單、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)時間，提高了集控的實(shí)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(yīng)大型電網(wǎng)的需要，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時只需維護(hù)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(jié)構(gòu)的改變而增加硬件設(shè)備的投資，節(jié)省投資的同時變相地帶來了經(jīng)濟(jì)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(shè)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(luò)化方面還需要一個管理平臺來支撐。由此，微機(jī)防誤系統(tǒng)作為一項研究實(shí)踐能較好地滿足這一需求，網(wǎng)絡(luò)型防誤集控系統(tǒng)的設(shè)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(yīng)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(shè)我國電力安全生產(chǎn)保障體系提供基礎(chǔ)產(chǎn)品，更好地保障我國電網(wǎng)的安全和可

靠性。

6 結(jié)語

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，以強(qiáng)有力的自動化技術(shù)條件為調(diào)度員和監(jiān)控操作人員提供一個易于維護(hù)、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(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工程師，研究方向：電網(wǎng)綜合管理。

（責(zé)任編輯：周 瓊）