刀闸远方顺控操作的研究龚蕾

龚蕾黄科

摘要：本文对刀闸远方顺控操作的技术方案、涉及的安全防误、刀闸操作位置远方确认、调控远方刀闸顺控操作业务流程进行和研究和分析，通过刀闸远方顺控操作的研究和应用，提高刀闸倒闸操作的工作效率。

关键词：刀闸顺控；数据交互；安全防误；二元确认

1刀闸远方顺控操作研究背景

变电站常规的刀闸倒闸操作采用现场操作方式，操作前需经接令、写票、审核、模拟等环节。对于同一操作任务，每次操作项目完全相同，但仍要执行上述流程，而且每步操作需人员现场确认，重复工作量大，操作效率低。

为巩固提升监控远方操作成效，提高监控远方遥控操作效率，常州调度开展了刀闸远方操作、一次设备监控操作的程序化与智能化研究。一键式远方顺控操作技术，整合应用自动控制技术、状态自动识别和智能判断技术，将传统的倒闸操作变为操作项目预先软件预制、操作内容模块化搭建、设备状态自动识别、防误联锁智能校核、操作任务一键启动、操作过程自动顺序执行，大幅提升效率和效益。

2刀闸远方顺控实施方法

智能变电站后台机已具备顺控操作功能，且顺控操作站内防误功能完备。在后台顺控操作模块中预置典型操作票，操作票涵盖所有设备所有状态间变化的操作内容。调度远程调用智能变电站后台顺控程序，调度主站作为发起方启动顺控操作，通过调度主站自动化系统的站间防误校验后，经数据通信网关机，调阅站端后台预存的典型顺控操作票，依次进行模拟预演、操作执行。顺控流程为操作票调阅、操作预演、操作执行三个部分，流程进行过程中可以进行操作取消、操作暂停、操作继续、操作终止等人工干预。顺控操作发起方为调度监控主机，调度主站与变电站站端的顺控操作数据交互如下图所示：

调度主站与厂站顺控信息交互在不改变IEC104协议的帧结构和通讯流程的前提下扩展顺控控制功能。通信规约选择IEC104扩展ASDU类型，采用ASDU43传输操作票内容，相应定义专门用于程序化操作票传输的传输原因，扩展ASDU55用于顺控命令交互。

数据通信网关机将相应的控制命令转发到后台，数据通信网关机只作透传，不解析。后台增加对此扩展ASDU的解析，解析后进行顺控操作及五防校验。后台服务器发送执行信息以及命令返回信息，通过数据通信网关机上送至主站，监控员可根据返回信息进行顺控流程的干预。

数据通信网关机负责命令的转发和规约转换工作，具体作用有：屏蔽对上规约的差异性，并转换成相应的规约命令下发给后台监控系统；将后台上送的程序化操作票、执行的程序化操作结果实时转发上送至主站。

后台顺控服务器模块的具体作用有：

1）接收网关机的顺控命令，并完成实际的顺控功能。包括：管理顺控流程、预演操作票、执行操作票，以及预演和执行过程中的五防规则校验工作。

2）上送命令返回信息到网关机。

3）上送执行结果到网关机。

3刀闸远方顺控安全防误

刀闸顺控操作的安全防误常州采用的是调控层、站控层、间隔层、就地层四级防误体系。调控层基于全网的拓扑结构，主要实现变电站站间的防误闭锁。站控层基于闭锁规则，主要实现变电站站内所有设间的防误闭锁。间隔层依托测控装置，实现站内各设备跨间隔的防误闭锁。就地层通过单一间隔电气、机械闭锁防止单个设备的误操作。

站控层、间隔层、就地层的防误体系均为变电站现有、相对成熟完备，调度主站系统在此基础上基于全网拓扑结构，开发站间拓扑联锁功能，防止跨厂站的带接地合闸。主要实现两个层次的防误：一是本间隔设备如有接地刀闸合位或挂有“线路接地指示牌或检修标志牌”时，禁止该间隔顺控操作；二是线路（包括T接线路）基于站与站之间的拓扑关系，当对端设备线路接地刀闸合位或对端设备挂有“线路接地牌”时，禁止本侧间隔顺控操作。

调度主站系统同时设置顺控操作与OMS调度操作票系统的联动闭锁。正常情况下所有设备间隔都闭锁顺控操作，OMS调度操作票系统发送设备顺控指令开始操作时，调度控制系统D5000将对应间隔顺控操作短时开放，监控员方可对该间隔进行顺控操作；当操作结束，OMS调度操作票系统的操作票终结，对应设备的顺控功能恢复闭锁状态，防止监控人员遥控操作时人为选错设备或厂站造成误操作。

4刀闸顺控操作的二元确认

《安规》要求电气设备远方操作后，无法看到设备实际位置时，可通过设备机械位置指示、电气指示、带电显示装置、仪表及各种遥测、遥信等信号的变化来判断是否操作到位。判断时，至少应有两个非同样原理或非同源的指示发生对应变化，且所有这些确定的指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位。为此我们进行了间隔设备“遥信位置+视频图像智能识别”双确认的研究。

视频智能识别系统是以离散式视频图像智能分析技术为基础，结合图像偏移全景自动匹配技术，依据电力系统本身的设备特点，进行巡检对象的运行状态、读数、颜色、污渍等数据实时采集的智能化系统。为满足顺控操作中二次确认的要求，利用视频对开关状态标牌进行实时的监测，并通过视频智能识别技术确认标牌状态。在变电站现场设备周边安装高清摄像机，采集断路器、母线刀闸、线路刀闸图像，对“分/合”汉字和“分/合”状态的红绿颜色进行识别，形成报文和视频两种形式的信息。其中报文经RS485串口送至后台系统，后台顺控操作逻辑将此状态作为判断操作到位的“二元法”判据之一；视频图像识别作为顺控操作检查项的“与门”判据之一，当视频识别位置与刀闸遥信位置不符时，顺控程序判为操作未到位，向主站发顺控“失败”告警。同时视频及操作画面经视频热点监控系统上传至调度端，作为监控人员确认刀闸操作到位的辅助确认手段。

5刀闸远方顺控操作调控流程

调度员将调度指令票下达给监控员，监控员确认操作间隔、初始状态和目的状态后选择顺控操作，可选择“一键式”或“单步确认”两种操作方式，按选择操作票->预演操作票->执行存在票的顺序进行操作。操作界面见图3.顺控进行过程中监控员可以根据预演及执行返回信息进行操作取消、操作暂停、操作继续、操作终止等人工干预。经测试，单间隔设备运行至冷备用间各种状态变换顺控操作用时不超过2分钟，极大地提升了监控操作效率。

图3顺控操作界面

参考文献：

[1]《变电站通信网络和系统》DL/T860

[2]《电力安全工作规程变电部分》国家电网企管〔2013〕

[3]江苏省电力公司电力调度规程2005.

作者简介：

龚蕾（1979—），女，江苏常州，工程师，从事电网监控运行工作。

黄科（1978－），男，江苏常州，高级工程师，从事电力调度运行工作。