安全约束遥控操作系统在乌海电网的应用

摘要：安全约束遥控操作系统将变电站集控系统和实际操作结合起来，解决了集控系统注重监视功能、轻操作安全约束的问题，形成具有安全约束的遥控操作监控系统，为集控操作人员提供一个操作简单、易于维护、功能齐全的操作防误工具。

关键词：安全约束；遥控操作系统；变电站；乌海电网

中图分类号：TM727 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）13-0037-02

伴随着不断提高的自动化技术水平，规模日益扩大的供电网络正向着调控一体化建设管理模式不断发展。乌海电业局隶属蒙西电网，是蒙西电网首家采用调控一体化管理模式的供电企业，其调度自动化系统和监控系统均采用前置系统、SCADA系统和历史系统相结合接收处理“四遥”信息，从而实现各项调度、监视功能，如遥控、遥调等。但现有遥控操作是无约束操作，调度员、监控员只能凭借主观判断当前电网运行方式进行操作，这种人为判断在调度大电网、复杂电网时存在很大的误操作隐患。主要隐患大概包括：电力五防规定中的误选操作设备、带电挂接地线、带地刀合闸、带电合接地刀闸以及带负荷拉合刀闸和跨步操作，即上步没有实际操作完成而操作下一步，违反刀闸操作顺序规定和违反设备各侧开关操作顺序规定等。并且，在实际调度中不易判断出操作后可能出现的

结果。

1 国内研究水平综述

目前针对集控中心的遥控操作的约束防误，在国内采用的主要方式还是将变电站的就地五防信号接入到集控中心，也就是对五防进行集中管理，实现的还是基于站控层的防误，没有真正实现集控层的防误，同时如果五防系统的厂家不一样，在实施时也没有可行性，所以集控中心基本上还是处于无约束的工作状态。

这种无约束的操作会给电网运行带来很大的隐患。如误操作带电设备、带地刀合闸、带电挂接地线、带负荷拉合刀闸等，并且，在实际调度中不易判断出操作后可能出现的结果，这也是造成误操作事故的一大隐患。针对遥控操作的安全分析约束的研究趋势是基于集控层的安全分析防误，针对电力安全规程进行定向的开发应用。

因此，在操作过程方面，集控中心的遥控安全约束在电网分析法的基础之上更加深入地分析每个工作流程中的每一个步骤，如出线错误时立即发出警示，从而使误操作的可能性降低，使监控人员遥控操作的准确性、可靠性提高，大大提高了遥控操作的安全性、准确性，防止人为因素造成的电网误操作事故的发生。

2 遥控操作安全约束系统

该系统根据电网的接线方式和实时运行方式，依据操作规程，设计单步骤操作下的“无票操作”或紧急事故处理和正常操作下的“有票操作”两种状态，利用多种控制流程和约束机制，来实现遥控操作过程中的安全约束和辅助提示，最终形成合理安全的操作规则，再以此进行电网操作。

系统分为遥控操作安全约束分析子系统、遥控规则维护子系统、遥控操作预演流程控制子系统和智能拟票子

系统。

该系统具有面向电网的基于电网拓扑结构的安全约束功能。其主要功能是通过电网的运行方式，分析操作前后的运行状态，根据运行方式合理性给出约束条件或操作警示。其约束条件不仅包含五防闭锁条件，还将非同期合闸、送电、停电、电网解环、合环等操作作为重要警示信息，判断是否操作正确，防止误操作的发生。

2.1 面向电网的基于电网拓扑结构的安全约束功能

其主要功能是通过电网的运行方式，分析操作前后的运行状态，根据运行方式合理性给出约束条件或操作警示。其约束条件不仅包含五防闭锁条件，还将非同期合闸、送电、停电、电网解环、合环等操作作为重要警示信息，判断是否操作正确，防止误操作的发生。

2.2 自定义条件约束

对一些特殊设备的操作，为满足其特殊性，可通过自定义条件逻辑对设备的操作进行约束，其判断依据是用户自定义的逻辑单元，任何可操作设备都可通过逻辑表达式定义约束其操作的逻辑单元，逻辑单元的参数可是任何采集的遥信或遥测量或实时监控数据，通过自编操作逻辑，形成对操作的约束。

2.3 遥控操作预演流程控制子系统

对所要进行的实际操作进行操作前模拟，根据当前电网实际接线方式和各操作步骤进行模拟操作预演。

2.4 遥控操作培训子系统

用于对调控中心监控人员进行操作培训。

2.5 遥控规则维护子系统

该子系统主要用来编辑自定义特殊的安全约束条件、设备操作对应的语句模型、定义各类设备的综合令、任务令和逐项令的拆卸步骤等等。

3 技术方法和路线

3.1 技术方法

3.1.1 面向电网的研究主体思路，以电网为研究对象，摒弃以往孤立的以单个变电站为研究对象的研究

思路。

3.1.2 面向智能体的系统设计理念与实际应用相结合，从实际应用中抽象出智能体，再以智能体为主得出智能信息来指导实际应用。

3.1.3 在保障电网安全和符合电力规程的基础上，尽可能地适应不同用户的多异性需求，避免死板的系统设计带来的系统扩展和推广的障碍。

3.2 技术路线

3.2.1 先进性与实用性完美统一。符合电力规程以及值班运行人员的使用习惯，有关各使用单位可快速适应。

3.2.2 以C/S方式实现全部功能。各功能模块清晰

明确。

3.2.3 安全性和灵活性相统一。在保证遥控操作的安全分析严密可靠的前提下，尽可能地使系统的使用简单灵活，人性化。

3.2.4 面向多智能体的系统设计思想。将各类设备都单独抽象为智能体，多个智能体协调合作、相互影响，将最终的分析决策信息反馈给用户。

3.3 创新性

3.3.1 防误操作手段。目前国内针对防误操作的其他产品包括变电站的五防系统，它主要以单个变电站为研究对象，因此是一个局部的防误操作系统。本系统以电网为研究对象，建立在所辖电网实时运行方式基础之上进行分析下令和操作时对所辖电网的影响，应用于调控中心等下令和进行遥控操作的部门，是一种很强的算法分析手段。

3.3.2 在线生成操作票。在操作票生成方面，国内有很多操作票生成系统，普遍是基于传统的拟票方式和使用方式，其目标为形成文字描述性的操作票。但该系统改变了传统操作票的方式，在电力系统实际数据和图形拓扑模型校验的基础之上进行操作票拟定，不仅描述标准，而且操作可靠、迅速，最为突出的是，该系统形成的操作票不只是文字描述，而且在实际操作过程中与电网进行实时校验，对实际操作产生约束，避免各类跨步操作、误选设备、遗漏等问题。

3.3.3 实时性。同大多数离线系统比较，该系统完全共享实时系统（SCADA）资源，时刻保持信息与SCADA信息的同步。无需再额外增加硬件设备进行信号的采集。所有校验是基于电网当前状态和实际电网拓扑进行校验，具有非常强的实时应用价值，避免由于电网发生突变而带来的误操作。

3.3.4 智能性。遥控安全约束系统从电网运行方式上智能提取设备特征，进行约束判断，所以它无需用户对基本约束规则进行维护录入，极大地降低了用户维护工

作量。

4 系统应用情况

该系统在乌海电网应用以来能够更加准确、及时、简单、明了地显示变电站运行信息，突出了监控信息中的重点信息，减少了监视中的遗漏点，缩短了异常状态下的反应时间，提高了集控的实时性和可靠性，提高了监控效率，提升了监控中心监控能力防误操作的能力。相比原来的监控方式，监控中心遥控操作更加准确、及时、简单、明了；重点信息能够突出显示，减少了监视中的遗漏点；大大缩短了异常状态下的反应时间，提高了集控的实时性和可靠性；提升了故障处理能力，提高了监控的安全性；同时也便于异常信息的及时发现和消缺。

该系统的开发能适应大型电网的需要，在电网结构发生改变时只需维护电网模型，无需再追加投资，也就是一次性投资后，无需因为电网结构的改变而增加硬件设备的投资，节省投资的同时变相地带来了经济效益。

5 存在问题与今后努力方向

在近年来变电站防误系统的设计中，虽然出现了“测控一体化”的防误闭锁形式，但还存在一些固有缺陷，特别在防误闭锁的集控化、网络化方面还需要一个管理平台来支撑。由此，微机防误系统作为一项研究实践能较好地满足这一需求，网络型防误集控系统的设计思想必将成为今后防误管理现代化的发展方向。防误系统将针对电力安全生产的四个层次：电气层、间隔层、站控层、集控层，充分挖掘市场的需求，使系统能适应不同区域、不同职能的各级电力生产部门的需要，为建设我国电力安全生产保障体系提供基础产品，更好地保障我国电网的安全和可

靠性。

6 结语

集控系统遥控操作安全约束在充分利用SCADA系统实时数据基础之上将操作流程控制系统、操作票智能生成系统和智能约束系统有机结合起来，以强有力的自动化技术条件为调度员和监控操作人员提供一个易于维护、操作简单、功能齐全的操作防误工具，尽可能地避免由于人为因素和电网的变化而引起的误操作。具有遥控操作安全约束的监控系统，为计算机遥控的安全操作提供了先进科学的手段，保证电力系统的安全稳定可靠运行。

作者简介：郝占彪（1954—），男，内蒙古人，内蒙古电力（集团）有限责任公司乌海电力局高级工程师，研究方向：电网综合管理。

（责任编辑：周 琼）