调度自动化主站端遥控防误操作系统初探

唐理壮

摘 要：针对现有调度自动化主站端遥控操作存在的误操作隐患，文章提出了遥控防误操作系统，并对系统结构和模型以及软件流程进行了详细阐述，运用技术手段可有效防止调度员遥控无人值班变电站设备时误操作的发生。

关键词：调度自动化；遥控；防误操作系统

中图分类号：TM734 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）15-0085-02

1 现有遥控模式存在的安全隐患

随着电力系统调度自动化水平的不断提高，以及无人值班变电站的迅速发展，使得原来变电站内值班人员所做的倒闸操作工作改由远方调度员（含地调、县调和集控站）来完成，通过调度端或当地的信息采集系统和控制操作机构，调度值班人员可对其所管辖的变电站内运行设备进行遥控操作。但这种遥控操作基本上是一种无约束的操作，这种操作的安全隐患集中表现如下几个方面。

1.1 约束条件单一

调度员在遥控操作时只有用户名和登陆密码的验证，而调度主站计算机监控系统在电气设备的联结上又缺乏判据和约束，一旦用户名和登陆密码泄露，那么其他人员就可以进行遥控操作，这样极易发生误操作。

1.2 变电站自动化系统未将五防系统接入

目前针对变电站的五防系统已经发展的较为成熟，但该五防系统基本都没有接入无人值班变电站自动化系统，这样也就失去了其对调度员遥控操作正确与否的判断和闭锁，形同虚设。

1.3 调度员对现场设备不够熟悉

由于调度员需要监视多个无人值班变电站的运行情况， 而各站的电气接线和电气设备类型又不尽相同，操作人员相对于传统的有人值班变电站较不熟悉现场设备，每次遥控操作都必须高度集中，稍有疏忽就会酿成大患。

1.4 调度员劳动强度大

调度员必须对所辖多座无人值班变电站的运行工况进行监视和操作，这相对于有人值班变电站的工作量是大大增强了、工作也更加复杂了，因此更容易发生误操作。

2014年7月18日，西宁供电局110 kV海湖变电所在自动化综自系统上发生的带电合接地刀闸的恶性误操作事故就充分暴露了上述安全隐患，正因为这种调度员远方遥控操作存在着很大的误操作隐患，而传统的变电站微机五防已无法再满足新的技术要求，因此面向调度自动化主站系统的遥控防误操作系统（下称系统）也就应运而生。

2 系统结构

系统结构，如图1所示。

针对调度自动化主站端遥控操作特点，系统分两步实施：

第一步，对现有的调度自动化主站监控系统进行完善，其硬件系统结构不进行原则性改动，只在现有主站监控系统的局域网中增加一台计算机，并安装防误闭锁程序，通过网络通讯方式与监控系统进行数据交换。

第二步，修改调度自动化主站监控系统的遥控流程，加入闭锁判断条件，即监控系统进行遥控操作的依据是：监控系统的调度员工作站在进行变电站设备遥控操作时，询问防误操作系统此设备是否可控，防误操作系统通过科学的算法和预先存储的所有一次设备的操作规则进行安全校验，校验正确后才允许遥控，从而达到防止误操作的目的，避免由于人为疏忽和电网的变化而引起的误操作。

3 系统模型

硬件平台：IBM、HP、DELL、联想、浪潮等x86系列PC机，及各种标准网络设备。

操作系统内核：Microsoft Windows NT/2000/XP。

网络环境：遵循TCP/IP、ISO-OSI七层网络参考模型。

图形系统：Microsoft Windows NT/2000/XP、OpenGL。

编程语言：Microsoft Visual C++ 6.0及以上系列语言。

数据库：关系型/SQL/Client-Server体系结构，支持Microsoft SQL Server、Sybase等商用数据库。系统层次结构图，如图2所示。

4 系统功能

4.1 软件结构

遥控防误操作系统本身也是一个监控系统，因此它包含如下六大软件功能模块，见表1。

4.2 软件流程

①调度自动化主站监控系统应定时将所辖变电站的实时数据通过网络规约方式发送给防误操作系统。

②防误操作系统在没有操作时，显示的画面应为调度所辖变电站的站名清单。监控系统的调度员工作站只能进行浏览画面等任务，点击主接线图的开关或刀闸，没有任何反应，不能进行遥控操作。

③需要操作时，调度员在防误操作系统上点击要操作的变电站的站名，进入此站的主接线图画面（注：不需输入用户名和密码），画面上有“清票”、“模拟操作开始”、“模拟操作结束”按钮。

④调度员点击“模拟操作开始”，按照操作票顺序进行模拟操作，每步模拟后，均在操作提示窗口中显示操作提示信息。

⑤调度员在防误操作系统上完成模拟操作后，点击“模拟操作结束”按钮。防误操作系统给主站监控系统发送遥控操作开始命令。在操作提示窗口中显示“请上机操作”、“等待××开关变位”。

⑥调度员到调度员工作站上进行实际遥控操作，输入操作人及监护人的用户名和密码，按正常操作顺序进行遥控操作。调度员点击某个开关时，判断防误操作系统发送来的模拟操作结果，若允许遥控操作，则向前置机发送遥控命令，否则提示“禁止操作”信息。

⑦若某步遥控操作成功，相应开关（刀闸）位置返回，监控系统将此位置发送给防误操作系统，防误操作系统重新闭锁此开关（刀闸）的操作，同时开放下一步的遥控操作。若某步遥控操作不成功，相应开关（刀闸）位置没有返回，调度员在防误操作系统上点击“清票”按钮。防误操作系统给监控系统发送“遥控结束”命令，所有未进行的遥控任务强制结束，监控系统收到防误操作系统的“遥控结束”命令后，监控系统的调度员工作站上就不能再进行遥控操作。

⑧在调度员工作站上的所有遥控操作结束后，防误操作系统收到最后一个遥控操作的返回结果。防误操作系统自动返回到调度所辖变电站的站名清单的画面，同时给监控系统发送“遥控结束”命令，监控系统的调度员工作站重新恢复到点击主接线图的开关或刀闸，没有任何反应，不能进行遥控操作的情况。

⑨事故处理或其他紧急情况下，具有最高权限的系统管理员/调度员可以在防误闭锁计算机的刷卡机上刷卡后，防误操作程序就自动退出，而不影响遥控继续操作。

4.3 接口方式

系统与调度自动化主站监控系统接口方式多样，支持广泛的电力系统通讯协议，物理接口既可通过网络，也可通过串口方式；支持网络路由和交换机方式，在TCP/IP协议上走多种通讯规约，默认使用网络接口；支持《监控系统与防误操作系统通讯规约》，也可使用CDT、101、104等其它远动规约的扩展来实现。

5 结 语

调度自动化主站端采用防误操作系统后，使遥控操作过程有了一套能够控制整个操作流程，并在电网分析算法的基础之上分析每个流程中的每一步骤，当有步骤出现错误时，立即给予提醒或禁止，从而大大降低了误操作的可能，使调度或集控中心遥控操作更为准确可靠，将极大的提高操作的安全性和可靠性，防止由于人为因素而造成的误操作的发生。此系统也可用作县级调度主站系统和变电站综合自动化后台监控系统的防误操作系统，具有较好的推广价值。

参考文献：

[1] 张永健.电网监控与调度自动化[M].北京：中国电力出版社，2004.

[2] 程明，金明，李建英，刘远龙.无人值班变电站监控技术[M].北京：中国电力出版社，1998.