譚振鵬

摘要：為了提高佛山地區(qū)變電站無(wú)人值班的可靠性，使調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)能夠正確進(jìn)行設(shè)備操作或異常處理。針對(duì)變電站在實(shí)際運(yùn)行中存在的遙控不能執(zhí)行或執(zhí)行不順利的問(wèn)題，本文結(jié)合佛山地區(qū)實(shí)際情況，就運(yùn)行中變電站遙控拒動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，并對(duì)調(diào)度主站系統(tǒng)至變電站整個(gè)遙控過(guò)程進(jìn)行了逐步深入分析研究。最后通過(guò)升級(jí)變電站通信模塊、相關(guān)硬件設(shè)施整改以及在調(diào)度主站增加相應(yīng)閉鎖設(shè)置功能等改進(jìn)措施，對(duì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)遙控拒動(dòng)所存在問(wèn)題進(jìn)行了處理。實(shí)踐證明從通信模塊、硬件升級(jí)等幾個(gè)方面解決遙控拒動(dòng)問(wèn)題切實(shí)可行。

關(guān)鍵詞：調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)；遙控拒動(dòng)；遙信。

引言

電網(wǎng)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由電力系統(tǒng)中的各個(gè)監(jiān)控與調(diào)度自動(dòng)化裝置的硬件與軟件組成，地區(qū)調(diào)度系統(tǒng)負(fù)責(zé)區(qū)內(nèi)運(yùn)行監(jiān)視，遙控、遙調(diào)操作、事故處理和AVC無(wú)功/電壓調(diào)整，與各級(jí)調(diào)度交換實(shí)時(shí)信息。佛山供電局大力推廣了無(wú)人值班變電站，實(shí)行監(jiān)控中心運(yùn)行方式。根據(jù)2010年度自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行分析月報(bào)可以發(fā)現(xiàn)，佛山地區(qū)每月平均遙控操作次數(shù)為3074次，其中月平均遙控不成功占總遙控操作次數(shù)的0.82%。監(jiān)控中心運(yùn)行值班人員如何根據(jù)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)提供的信息，及時(shí)掌握變電站的運(yùn)行狀況，正確進(jìn)行設(shè)備操作或異常情況處理，這是保證無(wú)人值班變電站安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。本文結(jié)合佛山地區(qū)實(shí)際情況，就運(yùn)行中變電站遙控拒動(dòng)問(wèn)題進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析，并對(duì)調(diào)度主站系統(tǒng)至變電站整個(gè)遙控過(guò)程逐步深入研究。從通信模塊、硬件升級(jí)等方面對(duì)遙控拒動(dòng)問(wèn)題改進(jìn)處理，并取得了良好的成效。

1 佛山地區(qū)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8003及遙控過(guò)程

1.1 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

以計(jì)算機(jī)為核心的電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的框架性結(jié)構(gòu)如圖1 所示。從圖中可以清晰的看到調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采取的是閉環(huán)控制，但由于電力系統(tǒng)本的復(fù)雜性，還必須有人（調(diào)度系統(tǒng)人員）的參與，從而構(gòu)成了完整、復(fù)雜、緊密耦合的人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)。

圖1 調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)圖

佛山供電局電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8003主站為雙主機(jī)、雙前置機(jī)、多工作站的開(kāi)放式Client/Server網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)采用以太網(wǎng)，主機(jī)工作站、前置機(jī)、和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器均通過(guò)各自

所配網(wǎng)卡連交換機(jī)上，再通過(guò)前置服務(wù)器連接到各個(gè)變電站。

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8003數(shù)據(jù)庫(kù)可劃分成實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)和歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)包括模擬量數(shù)據(jù)庫(kù)、數(shù)字量數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算量數(shù)據(jù)庫(kù)、系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)庫(kù)和離線模擬量數(shù)據(jù)庫(kù)、離線數(shù)字量數(shù)據(jù)庫(kù)。一般針對(duì)變電站遙控的起點(diǎn)為調(diào)度工作站、維護(hù)工作站及AVC無(wú)功/電壓調(diào)整系統(tǒng)。

1.2 通道

調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8003遠(yuǎn)動(dòng)通道如圖2所示：

圖2 調(diào)度自動(dòng)作系統(tǒng)DF8003遠(yuǎn)動(dòng)通道結(jié)構(gòu)圖

上行通道：廠站→主站，廠站不斷地向主站上行傳送電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如電流、電壓、功率及開(kāi)關(guān)狀態(tài)等。

下行通道：主站→廠站，主站向廠站下行發(fā)送遙控、遙調(diào)等命令。

1.3 遙控過(guò)程

佛山供電局電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)DF8003采用問(wèn)答式DNP規(guī)約，其遙控命令采用直接操作方式，意圖明確，無(wú)中間環(huán)節(jié)。要完成一個(gè)遙控操作，首先要由主站下發(fā)一個(gè)命令，即操作的性質(zhì)碼和開(kāi)關(guān)的地址碼。綜合自動(dòng)化裝置收到命令后，向主站返送一個(gè)遙控返校命令表示收到的回答信號(hào)。然后，廠站端將遙控操作執(zhí)行后的變化遙信上送到主站端，這樣從信號(hào)傳送過(guò)程可以看出，主站發(fā)出遙控命令后，廠站端完成一切操作并將變化遙信上送至主站端，如圖3所示：

圖3 遙控過(guò)程示意圖

2 遙控拒動(dòng)分析

調(diào)度自動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生遙控拒動(dòng)是因?yàn)橹髡鞠掳l(fā)遙控命令后，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)所設(shè)定時(shí)間內(nèi)，廠站端如沒(méi)有相應(yīng)變化數(shù)據(jù)上送，調(diào)度主站就會(huì)報(bào)遙控拒動(dòng)。遙控變電站的開(kāi)關(guān)（刀閘）時(shí)會(huì)出現(xiàn)三種故障情況：一、是主站數(shù)據(jù)庫(kù)出錯(cuò)，或廠站端遠(yuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)信息表與主站不對(duì)應(yīng)，但這種情況一般只會(huì)發(fā)生在調(diào)試階段，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格調(diào)試驗(yàn)收后投運(yùn)的開(kāi)關(guān)（刀閘）這種情況發(fā)生率為零；二、開(kāi)關(guān)（刀閘）遙信變位上送慢的現(xiàn)象，但重復(fù)操作多次或許會(huì)成功；三、是主站下發(fā)遙控命令后，相應(yīng)的開(kāi)關(guān)（刀閘）沒(méi)有響應(yīng)。這三種情況我們稱(chēng)之為遙控拒動(dòng)。

2008年上半年以來(lái)，隨著遙控操作任務(wù)的增多，遙控拒動(dòng)現(xiàn)象也增多起來(lái)。佛山供電局調(diào)通中心自動(dòng)化分部組織各方面的技術(shù)人員，進(jìn)行了專(zhuān)題試驗(yàn)和分析，并提出和實(shí)施了整改措施。

初步分析認(rèn)為，發(fā)生遙控拒動(dòng)的原因主要有如下幾點(diǎn)：

2.1 廠站端對(duì)主站數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級(jí)不合理

當(dāng)變電站在處理大量信息上送調(diào)度端時(shí)，主站對(duì)該廠站進(jìn)行遙控操作，廠站綜自設(shè)備并沒(méi)有對(duì)主站遙控命令優(yōu)先處理，從而導(dǎo)致遙控拒動(dòng)；或者廠站端優(yōu)先處理遙控命令，但相應(yīng)開(kāi)關(guān)（刀閘）出現(xiàn)變位，卻沒(méi)有第一時(shí)間把變位上送到調(diào)度端，導(dǎo)致主站因沒(méi)有收到該開(kāi)關(guān)（刀閘）遙信變位信息響應(yīng)，而認(rèn)為遙控拒動(dòng)。

2.2 廠站端設(shè)備處理出現(xiàn)錯(cuò)誤

主站下發(fā)遙控命令至廠站端，但因廠站端設(shè)備配置問(wèn)題并沒(méi)有將遙控信息實(shí)際下發(fā)至間隔屋保護(hù)/測(cè)控裝置如圖4示：

圖4 廠站端綜合自動(dòng)化設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

2. 3通道的誤碼率高，造成報(bào)文丟失

佛山地區(qū)部分110kV變電站與電網(wǎng)調(diào)度主站系統(tǒng)之間的通道都是載波載體或部分載波載體，這種通道的通信速率比較低（一般為480bps），而誤碼率又比較高，導(dǎo)致遙控報(bào)文丟失。

2. 4變電站信息變化導(dǎo)致遙控拒動(dòng)

當(dāng)運(yùn)行中變電站內(nèi)的“調(diào)度/就地切換把手”，人為的或設(shè)備原因切換至“就地”狀態(tài)時(shí)，主站端無(wú)法對(duì)該變電站進(jìn)行遙控操作。與此同時(shí)，主站下發(fā)遙控命令也無(wú)法到達(dá)變電站通信中斷的間隔中，因此出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象。

3 改進(jìn)措施

3.1改進(jìn)廠站端對(duì)主站數(shù)據(jù)處理優(yōu)先級(jí)

佛山供電局要求廠站端對(duì)優(yōu)先處理主站下發(fā)的遙控命令進(jìn)行處理，并且將遙信變化設(shè)置為最高優(yōu)先級(jí)上送至調(diào)度端。佛山供電局嚴(yán)格按照《廣東電網(wǎng)變電站自動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》及佛山供電局相應(yīng)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)要求廠家對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置程序升級(jí)，落實(shí)遙控時(shí)間滿足規(guī)范<5S的要求。并且，佛山供電局自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員重新編寫(xiě)《佛山供電局DNP3.0規(guī)約應(yīng)用實(shí)施要點(diǎn)（第三版）》，結(jié)合各個(gè)綜合自動(dòng)化廠家重新調(diào)試驗(yàn)收，針對(duì)變電站遙控、遙信、遙測(cè)上送方式進(jìn)行改進(jìn)。

3.2 對(duì)個(gè)別廠站設(shè)備通信優(yōu)化處理

對(duì)廠站設(shè)備通信升級(jí)處理，以110kV樂(lè)從站為例在此說(shuō)明問(wèn)題。110kV樂(lè)從站使用北京四方廠家的綜合自動(dòng)化設(shè)備，采用61850通信規(guī)約，調(diào)度主站下發(fā)遙控命令時(shí)，遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)對(duì)下命令出現(xiàn)丟包情況，以致出現(xiàn)遙控拒動(dòng)現(xiàn)象，站內(nèi)設(shè)備通信如圖5所示：

圖5 110kV樂(lè)從站綜自設(shè)備通信指示圖

針對(duì)上圖所示，從調(diào)度遙控命令下發(fā)DNP規(guī)約到61850規(guī)約，然后到線路保護(hù)裝置時(shí)再轉(zhuǎn)變?yōu)镮EC-103規(guī)約。佛山供電局自動(dòng)化技術(shù)人員到現(xiàn)場(chǎng)使用專(zhuān)用軟件，對(duì)遠(yuǎn)動(dòng)裝置CSC-1321及10kV線路保護(hù)裝置CSC-211進(jìn)行通信監(jiān)視。發(fā)現(xiàn)10kV線路保護(hù)裝置在遙控拒動(dòng)的時(shí)候沒(méi)有收到下發(fā)IEC-103規(guī)約的遙控命令，遠(yuǎn)動(dòng)裝置在下發(fā)遙控命令時(shí)出現(xiàn)報(bào)文丟包現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)記錄分析如下所示：

==>> 遙控 選擇: 裝置 102 控點(diǎn) 11 值 0[分]......

*** IEC-61850 遙控 報(bào)告[1]......

---- LastApplError 報(bào)告: ctlNum 6 CSC211_10_76LD0/LLN0$CO$RecloseEna$Oper

------ Error 0[No Error] AddCause 0[20 = 未知]

---- 遙控 發(fā)送 對(duì)象訪問(wèn)拒絕. 等待 命令 結(jié)束 報(bào)告......

裝置 102[CSC211_10_76] 網(wǎng) A[192.168.1.76] 遙控 選擇 失敗:

----ctlModel[4] LD0/LLN0$CO$RecloseEna$SBOw

[WARNING] m61850_1: iedID 102(DevId=12) iedID102: 10kVF12CSC211重合投入 CTL SEL failed!

最后經(jīng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人員與廠家技術(shù)人員探討后，對(duì)設(shè)備通信部分進(jìn)行升級(jí)改進(jìn)，增加調(diào)度DNP轉(zhuǎn)為61850規(guī)約的標(biāo)志位，增強(qiáng)遙控命令發(fā)送的可靠性，同時(shí)升級(jí)改進(jìn)10kV線路保護(hù)裝置通信部分軟件程序，從根本上解決遙控拒動(dòng)報(bào)文丟包現(xiàn)象。

3.3 整改舊變電站通信通道

將個(gè)別通信通道為載波載體或部分載波載體舊變電站，更換為光纖通道或光纖微波混合通道，并將通信速率提高到1200BPS以上。

3.4 增加主站AVC無(wú)功/電壓調(diào)整系統(tǒng)遙信閉鎖設(shè)置

將變電站“調(diào)度/就地切換把手”、間隔裝置通信中斷等遙信增加到主站調(diào)度監(jiān)控操作閉鎖設(shè)置中，當(dāng)設(shè)備選擇切換把手切換至“就地”或裝置出現(xiàn)通信中斷現(xiàn)象時(shí)，閉鎖主站對(duì)該變電站相關(guān)設(shè)備的遙控操作，同時(shí)閉鎖AVC無(wú)功/電壓調(diào)整系統(tǒng)對(duì)該變電站的電壓/無(wú)功調(diào)整。

4 結(jié)論

正確進(jìn)行設(shè)備操作或異常處理是保證無(wú)人值班變電站安全可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。本文針對(duì)佛山地區(qū)變電站遙控拒動(dòng)現(xiàn)象，從廠站端對(duì)主站數(shù)據(jù)處理、廠站端通信處理不合理、通信通道質(zhì)量以及AVC無(wú)功/電壓調(diào)整系統(tǒng)閉鎖設(shè)置四個(gè)方面展開(kāi)分析，并采取有效措施對(duì)相應(yīng)變電站進(jìn)行改進(jìn)處理，取得了良好的效果。對(duì)2011年4月至6月遙控分析統(tǒng)計(jì)，月平均遙控不成功次數(shù)大大降低了只占月總遙控操作次數(shù)的0.12%。

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。