调控一体化模式下集控操作防误体系建设

林烨，潘令春，李玮

(国网台州供电公司，浙江 台州 310007)

调控一体化模式下集控操作防误体系建设

林烨，潘令春，李玮

(国网台州供电公司，浙江 台州 310007)

调控一体化运行模式下，调控中心遥控操作日益增多，而现有的调度自动化系统不具备完善的遥控防误操作功能，针对此问题，提出了一种由调控层、站控层、间隔层共同组成的垂直一体化变电设备防误体系建设方案，该方案在应用现有变电站防误系统基础上，利用智能电网调度技术支持系统中电网模型和电网实时信息，引入电网拓扑的概念，形成了调控层基于实时数据的遥控操作安全防误方案，该方案可以保证新模式下调控中心遥控操作的安全性。

调控一体化；防误操作；电网拓扑；调控中心

1 引言

随着电力公司调控一体化体系建设和变电站无人值守模式的全面推进，原集控中心和受控站的部分遥控操作任务转移到了调控中心，但调控中心集中监控系统遥控操作防误功能尚未有效建立。以浙江电网集中监控系统为例，目前仅有遥控操作监护推窗确认、遥控设备名称人工输入验证、电容电抗遥控投切逻辑校验等简单功能，既无变电站层级的操作防误校验，也无系统层级的防误校验。另外，调控中心管辖的不同变电站设备存在调度双重命名完全一致的情况，与单一变电站遥控操作存在跑错间隔的可能相比，调控中心遥控操作还存在跑错变电站的风险。

调控中心遥控操作在面临种种困难的同时，也存在对电网接线情况掌握更为全面的优势，可以充分开展系统拓扑五防。另外，调控中心监控业务与变电站现场运维业务的有效分离，可以不再考虑设备检修、调试等情况下遥控操作，使得遥控防误规则更为简洁有效。同时，在调控拟写操作票时，可以利用调控规程、操作许可规定等规则事先对监控操作进行防误校验。调控中心遥控操作还可以充分利用变电站现有站控层闭锁逻辑，层层把关，有效确保调控中心监控操作安全。

现有的调度自动化D5000系统不具备针对遥控操作的防误约束功能，同时对变电站一次设备状态信息采集也不全面，这对调控中心遥控操作的安全造成很大隐患。针对此问题，研究调控一体化模式下的各种防误问题，结合现有的调度自动化D5000系统，设计一套基于D5000平台的调控一体化智能防误系统。

2 变电设备操作防误体系构架

对于调控中心遥控拉合开关的操作，防误的关键是防止误选设备间隔。完善调控中心遥控操作防误功能主要可采取以下措施：

(1)在集中监控系统中加强设备遥控权限管理，监控系统与操作票互联，有操作票发过来时，相关操作设备遥控功能才开放，或者紧急操作时，可以手动解除遥控功能闭锁。

(2)在集中监控系统中加强遥控设备监护确认的功能，引入遥控设备三重命名(变电站名+调度双重命名)校验的措施，在监护功能上采用图形界面选择方式，监护人选择与操作人一致的变电站和设备后才能通过监护校验，并进一步优化规范监控系统遥控操作和监护的流程。

(3)调控中心遥控操作可采用系统层级的防误技术措施。利用系统拓扑分析实现开关操作的合环、解环、母线失电、母线充电、带接地合开关、变压器各侧开关操作、变压器中性点操作等提示，防止监控员误合、误分开关。利用D5000系统潮流计算等模块功能对遥控操作进行校核，若操作后导致负荷损失、单设备超热稳限额或形成系统孤岛运行等情况，则系统暂停执行操作指令并给出相应提示信息，等待监控员进行继续执行与否的判断。利用检修标示牌和接地标示牌，对相应间隔开关操作进行闭锁和提示，并通过拓扑搜索找出相互操作闭锁的设备，实现和对端站设备间的操作闭锁。

(4)调控中心遥控操作防误可利用变电站站控层五防功能，遥控操作经变电站站控层五防校验，多层把关，防止调控中心遥控误操作。

传统变电站调度控制体系里，为防止站内设备误操作，站内间隔层和站控层有一套防误操作体系，该防误体系由间隔层的电气闭锁和站控层的微机五防两部分组成[1-3]。但在“调控一体化”模式下，调控员在调控中心直接对变电设备进行遥控操作，操作任务往往涉及几个变电站甚至几个供区，因此现有的基于变电站间隔层和站控层的防误系统已经不能满足“调控一体化”模式防误操作的要求，调控中心需要建立一套有针对性的防误操作体系。

图1 间隔层、站控层、调控层三层防误体系

如图1所示，目前调控中心防误系统由间隔层、站控层、调控层三层组成，三层防误体系垂直贯通、各有侧重。间隔层的电气闭锁关注的是间隔内设备间的互相闭锁；站控层的微机五防实现了设备与设备间、间隔与间隔间的全站设备联闭锁关系；调控层的遥控操作防误体系侧重于站与站、供区与供区设备间的联闭锁关系。运行人员在站内操作仍旧依赖变电站防误系统；调控员在调度端的遥控操作，则先通过调度端的防误安全校核，再将操作指令下发给变电站综合自动化系统，经过站内站控层和间隔层的防误校验，最后出口。

3 调度层遥控操作防误体系建设

目前调度技术支持系统中，都有完备的调度范围内设备的电网模型，开关位置、闸刀位置、潮流等电网实时信息也已经采集完整，因此可以利用调度支持系统中电网模型和实时信息，实现电气岛的定义，再利用设备状态间的拓扑关系来实现设备操作的防误校核。

调度端的电网拓扑防误校核应具备以下功能：

(1)通过基于实时数据的电网拓扑防误校核，可以避免开关、刀闸遥控的误操作；

(2)防误校核还应考虑调度技术支持系统中检修标识牌、接地标识牌等标识牌对遥控操作的影响；

(3)实现遥控操作对系统影响的提示，如开关操作的充电提示、失电提示、系统并列提示、系统解列提示等；

(4)通过操作票实现防走错间隔；没有操作票，则遥控权限不开放；

(5)挂牌的遥控权限不开放。

该系统不同于单独的变电站防误闭锁，第一，从防误原理上全面考虑全网的防误闭锁功能，可以彻底避免一些跨变电站、跨供区的恶性事故发生；第二，该防误校核基于智能电网调度技术支持系统，全面共享系统的模型、图形和实时数据，同时也可以规避AVC系统发生误遥控的风险；第三，该防误校核自动获取智能电网调度技术支持系统电网接线方式变化，无需另外配置校核规则，也无需单独配置电网模型。

3.1 基于实时数据的电网拓扑防误

电网拓扑防误校核依赖调度支持系统中开关、闸刀、主变、发电机、母线、接地闸刀等一次设备模型，配合开关位置、闸刀位置、潮流等实时信息，将电网视为电气岛，并将电气岛状态定义为接地岛、活岛和死岛三种类型。下面介绍电网拓扑分析中经常用到的一些基本概念：

电气岛：电网中连通的电气设备所组成的集合。

接地岛：电气岛中如果有接地隔离开关处于合位或者电气岛中的某些设备设置了接地标示牌，则该电气岛定义为接地岛。

活岛：如果电气岛中存在发电机或等值电源等设备，称该电气岛为活岛。

逻辑母线：逻辑母线指通过一个或多个闭合开关和隔离开关相连的若干节点，最终表示了非开断设备之间的连接关系，在可以和物理母线明显区别的前提下，逻辑母线常简称为母线。

连通支路：电气设备的一端节点和另一端节点有路径连通，这条路径称为连通支路。

调度端的变电设备操作过程中禁止将接地岛合环到活岛上，另外对死岛进行充电、两个不同活岛合环、活岛解环成死岛都需提示。具体到开关操作和闸刀操作，两者是有所区别的，开关的拓扑防误禁止设备状态的改变，闸刀的拓扑防误是预防状态改变带来的风险。

3.2 基于实时数据的开关拓扑防误

开关是具有灭弧能力的开断设备，开关状态改变能直接影响该电气岛的状态，因此拓扑校核规则围绕三点：第一、防止误合开关将接地岛连至活岛上；第二、提示用户断开或合上开关可能导致下游失电或下游充电；第三、提示用户断开或合上开关可能导致系统解环或系统并列。具体规则如下：

(1)开关两侧闸刀都在分位，判定开关在调试态，对操作该开关无任何闭锁或提示。

(2)开关任一侧或两侧闸刀在合位时，判定开关在非调试态，如果开关一端为接地岛，一端为活岛，则禁止合操作。如图2所示，对侧线路检修，本侧已合闸刀，则禁止开关控合。

图2 线路对侧检修闭锁本侧开关合

(3)开关任一侧或两侧闸刀合上时，判定开关在非调试态，如果开关一端为死岛，一端为活岛，则提示对下游充电。

(4)开关任一侧或两侧闸刀合上时，如果两端为不同电气岛，则提示系统并列。

(5)两端都在活岛上的开关断开后， 如果开关任一端节点的电气岛将会由活岛变为死岛，则提示用户断开开关可能导致下游失电。

(6)两端都在活岛上的开关断开后，如果开关两端节点的电气岛号不同，则提示用户断开开关可能导致系统解列。

(7)开关拓扑防误中主变开关是特殊的开关，因为主变是不同电压等级系统的分界点，主变开关断开时，不判断开关分闸是否会造成系统解列或下游失电，仅判断合开关前两端是否存在一端为接地岛，一端为活岛。如图3所示，主变高压侧检修，禁止合高压开关。另外，主变三侧当中只要有一侧接地，就认为主变属于接地岛。

图3 主变高压侧检修

(8)由于系统中无功设备不联成网络，可以将电容器或者电抗器看作一个死岛，(1)～(6)的拓扑防误规则仍旧适用，但不需要提示对下游充电或下游失电。另外电容器开关和电抗器开关不能同时在合位连接至同一母线上，并且合电容或电抗器开关前，需判断母线是否有电压。

3.3 基于实时数据的闸刀拓扑防误

闸刀作为系统的明显断开点，防误逻辑上是预防开关位置改变带来的风险，在调度端的拓扑防误主要有两个原则：第一、禁止带接地合闸刀；第二、禁止带负荷分闸刀。具体规则如下：

(1)如果闸刀两端有接地闸刀(包括虚拟接地闸刀)，且任意一侧接地闸刀在合位，则禁止闸刀合操作。在判断闸刀任一端节点属于接地岛时，需要越过变压器判断。

(2)在活岛上，如果闸刀两端有不经过逻辑母线直接相连的开关，且开关在合位，则禁止闸刀分操作，有经过逻辑母线相连，则允许闸刀分操作。如图4所示，母线旁路闸刀，旁路开关通过母线与旁路开关相连，旁路开关在合位可以拉开。

图4 母线旁路闸刀

(3)如果闸刀任一端节点属于接地岛，则禁止闸刀合操作，避免带接地合闸刀。如图5所示，线路对侧接地，禁止合本侧线路闸刀。

图5 线路对侧检修闭锁本侧线路闸刀

变电站站内防误系统中，闸刀、接地闸刀的防误规则比较复杂，如活岛上同一间隔，操作会将两个母线侧闸刀同时合在母线上的操作，如果母联间隔非运行状态，则提示用户先将母联间隔转为运行状态，即倒母前，需要检查母联开关在合位。旁路闸刀操作，如果旁路开关在合位，则禁止遥控操作旁路闸刀。闸刀两端都是母线，则至少有一条母线上没有出线间隔合位开关(连接两端母线的开关除外)，才允许操作，否则闭锁操作。且不同变电站因为其特殊接线方式或是特殊设备会有细微区别，因此调度端的闸刀操作命令需要经过变电站站内防误校核后出口。

在日常工作中，调控员会在调度支持系统主接线图上设置检修牌，代替实际中的接地线，以做警示。接地线的作用和接地刀闸相同，因此在系统拓扑防误校核中要考虑检修牌的影响。如图6所示，检修牌可以转换成虚拟接地刀闸进行处理。调控员在开关上设置检修牌时，认为系统增加一个虚拟接地刀闸。该接地刀闸的节点号等于该设备的任一端节点号，然后认为该节点的电气岛状态为接地岛。当调控员在画面上删除该检修牌时，系统中将删掉该虚拟接地刀闸，并重新定义电气岛的状态。

图6 系统接地排转化为虚拟接地闸刀

4 结语

新的调控一体化模式下调度端单一开关的遥控操作已经常态化，遥控操作闸刀的工作正在探索和试点中，因此构建一个调控层、站控层、间隔层一体化的防误操作体系是遥控操作展开的前提和保障。

本文在变电站安全防误校核措施的基础上，结合调控中心遥控操作的特点，充分体现智能电网调度技术支持系统信息采集实时性、完整性的优势，提出了一种防误操作体系构建方法。该方法利用变电站间隔层、站控层的电气闭锁和微机五防，加以调度端的拓扑防误，共同组成了调控一体化模式下垂直一体化变电设备防误操作体系。经过实际操作检验，该防误体系可以满足调控一体化模式下，对遥控操作的防误要求。

[1] 陈跃，甘羽.500kV变电站防止电气误操作方案[J].中国电力,2009,42(6):60-64.

[2] 顾拥军，皮卫华，杨乘胜，等.变电站防误闭锁应用分析[J].继电器,2005,33(2):66-68.

[3] 黄少雄，李瑞超.智能变电站中五防的设计与实现[J].华东电力,2011,39(5):0760-0764.

Construction of Anti-misoperation System for Integrated Control Center In Regulate-control Integration Mode

LINYe,PANLing-chun,LIWei

(State Grid Taizhou Power Supply Company,Taizhou 317000,China)

At the regulate-control integration mode,the remote control operation of the control center is increasing day and day,while the current dispatching automation system has an imperfect anti-misoperation capabilities for remote control.Aim at the problem,a construction scheme of anti-misoperation system for vertically integrated power transformation equipment composed of regulate-control layer,substation control layer and spacer layer is presented in this paper,which uses the smart grid dispatching technology to support the power grid model and power grid real-time information in the system with the introduction of the concept of power grid topology on the basis of applying current substation anti-misoperation system to form a security anti-misoperation scheme of the regulate-control layer for remote control based on real-time data.The scheme can ensure the security of remote control operation of dispatching and control center in the new mode.

regulate-control integration；anti-misoperation；power grid topology；dispatching and control center

1004-289X(2016)05-0012-04

TM71

B

2015-08-12

林烨(1986-)，女，硕士，工程师，从事电力系统继电保护工作； 潘令春(1983-)，男，硕士，工程师，从事电力系统继电保护工作； 李玮(1974-)，男，技师，大专，从事电力系统输电线路工作。