远动遥控的双校验方法研究.pdf

第４３卷第８期２０１５年４月１６日电力系统保护与控制ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＶｏｌ＿４３ＮＯ．８ｐｒ．１６，２０１５远动遥控的双校验方法研究刘必晶，徐海利２５林静怀，李泽科３陈郑平３５韩林，曾华斯（１．国网电力科学研究院，北京１００１９２；２．福建电力职业技术学院，福建泉州３６２０００；３．国网福建省公司，福建福州３５０００３；４．国网泉州供电公司，福建泉州３６２００２）摘要：为了提高遥控环节的可靠性、提升遥控过程的安全性，结合调控一体化系统，针对远方操作环节，给出了一种基于通信规约的远方操作安全的校核方法。着重研究了远方操作的安全性与可靠性，对原有的远方操作流程进行分析，并对电力系统的ＩＥＣ６０８７０．５．１０４通信规约进行解读，找出了原有方法和通信规约的缺陷。提出了远动安全校核的遥控双校验方法，并对ＩＥＣ６０８７０．５．１０４通信规约进行了扩展，验证了其有效性。关键词：远方操作；１０４规约；安全校核；遥控；调控一体化ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｅｃｋＬＩＵＢｉｊｉｎｇ，ＸＵＨａｉｌｉ，ＬＩＮＪｉｎｇｈｕａｉ，ＬＩＺｅｋｅ，ＣＨＥＮＺｈｅｎｇｐｉｎｇ，ＨＡＮＬｉｎ，ＺＥＮＧＨｕａｓｉ（１．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９２，Ｃｈｉｎａ；２．ＦｕｊｉａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＶｏｃａｔｉｏｎａｌａｎｄＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ３６２０００，Ｃｈｉｎａ；３．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＦｕｊｉａｎＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ３５０００３，Ｃｈｉｎａ；４．ＳｔａｔｅＧｒｉｄＱｕａｎｚｈｏｕＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，Ｑｕａｎｚｈｏｕ３６２００２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｖｏｆｒｅｍｏｔｅｌｉｎｋｓａｎｄｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆｒｅｍｏｔｅｐｒｏｃｅｓｓ．ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ．ａｎｅｗｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｅｃｋｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏ１ｉＳｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｔｈｅｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｓａｆｅｔｙａｎｄｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙｏｆｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｏｒｉｇｉｎａＪｒｅｍｏｔｅ——ｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄＩＥＣ６０８７０５１０４ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｏｆｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍｔｏｆｉｎｄｏｕｔｔｌｌｅｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇｓｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎａｌｍｅｔｈｏｄａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏ１．ＴｈｅｉｒｍｏｖａｔｉｖｅｒｅｍｏｔｅｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｍｅｔｈｏｄｏｆｒｅｍｏｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｅｃｋｉＳｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｄｔｈｅＩＥＣ６０８７０．５－１Ｏ４ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｉＳａｌｓｏｅｘｐａｎｄｅｄ．ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｉＳｖｅｒｉｆｉｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｍｏｔｅｏｐｅｒａｔｉｏｎ；１０４ｐｒｏｔｏｃｏｌ；ｓｅｃｕｒｉｔｙｃｈｅｃｋ；ｒｅｍｏｔｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ中图分类号：ＴＭ７６４文献标识码：Ａ文章编号：１６７４．３４１５（２０１５）０８．０１３４．０５０引言随着电网规模的扩大和无人值班变电站的建设推广¨Ｊ，对远方操作的安全性与可靠性都提出了更高的要求，当前远方操作模式在通信协议及安全校①核方面存在以下不足：原有通信协议仅采用通信点号来描述操作对象，易存在操作对象描述不准确②的问题；在变电站调试投运、改造升级乃至实际运行中时缺乏安全校核方法，存在人为因素导致在配置主站信息点表时出现了失误，造成遥控误动的③风险；存在因子站配置信息变更且未与主站同步，造成遥控误动的风险。由于无人值班站已逐渐成为实际建站标准【２］，实现主站误遥控的安全校核和闭锁，可有效避免由基金项目：２０１４年福建省中青年教师教育科研项目（Ｂ类）（ＪＢ１４１５９）于主站或厂站端图模配置发生更改后的误遥控事故，极大的提升安全生产运行的经济可靠性。文献［１］对保护远方定值修改方法进行了研究，—结合ＩＥＣ６０８７０５．１０４（下文简称，１０４）的规约架构和可扩展性实现了远方修改保护定值、切换定值区和在线投退软压板等功能，对规约扩展方式进行了较为深入的研究；文献［２．６】对主、子站远方操作的方法及策略进行了研究，侧重远方操作的重要性和关键技术。本文基于智能电网调度控制系统，提出了远方操作主、子站双重校验、遥控配置表召唤等方案，有效解决了调控远方操作通信点表分散维护、能以共享、缺乏校核等问题，有效推进了变电站无人值守工作的深化ｐ曲Ｊ。１远动遥控配置现状主站端和厂站端都是依据远动点表来配置的，．１３６．电力系统保护与控制３１０４规约扩展３．１校验实现方法主站和子站的校验信息，可以通过两种方式进行校验核对。一种是遥控过程中进行核对；另外一种是定时召唤进行核对。遥控过程中核对，就是在每次遥控选择和遥控执行的报文中，增加主站和子站的校验信息，每次遥控中都会进行校验，如果远动装置和调度主站的主站和子站校验信息都匹配，进行遥控，如果不匹配，则返回特殊的遥控失败原因码，以便通知工程人员，配置错误。定时召唤核对，按照数据总召唤的方式，链路连通并且主站进行完数据召唤后，调度主站召唤远动装置中的遥控配置表，将远动中的主站和子站校验信息与调度主站的主站和子站校验信息进行核对，发现工程人员配置错误问题。３．２远动１０４规约遥控双校验扩展１０４规约下行报文，实现点号及扩展双校验信息字符串，只有双重校验都满足条件，才能遥控操作。扩充１０４规约中应用服务数据单元（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｅｒｖｉｃｅＤａｔａＵｎｉｔ，ＡＳＤＵ）的类型标识，＜５５＞：＝带校验信息的单点命令和＜５６＞：＝带校验信息的双点命令，遥控过程与ＡＳＤＵ类型＜４５＞、ＡＳＤＵ类型＜４６＞相同，有选择和执行的过程，响应传输原因为激活或停止激活的遥控选择，响应传输原因为激活的遥控执行，可以按照处理结果返回传输原因激活确认、停止激活确认激活中止。校验成功的双校验遥控过程，如图４所示。｛立ｌｌ－通信服务子站坝校验遥控选择Ａ趟ｈＣＯＴ￣６１烈校验遥控选择校验遥控选择确校聆遥控选掸确认‘ＤＵ５５／５６｝ｃ－ｓ坝校验遥控执行～ＡｓＤｕＥｃｏ，般校验遥控执行烈校验遥拧执行确｛陵驰遥控执ｆＪ：确认‘ＡＳＤｕ５５ｆ５６－ｃＯＴｉ￣，Ｓ双校验遥控结粜双校验遥控结束‘＾５５／５６ｃｃｒｒ、。．ｓｆ图４双校验遥控过程成功示意图Ｆｉｇ．４Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｒｅｍｏｔｅｐｒｏｃｅｓｓ增加遥控校验信息的过程，校验信息分为主站校验信息和子站校验信息，主站校验信息来自工程人员的手动输入，子站校验信息为内部遥控ＩＤ，自动生成。如果校验正确，进行遥控选择或遥控执行。“如果校验失败，返回扩展传输原因为＜５０＞：＝控”点校验信息错误的否定报文。校验失败的双校验遥控过程，如图５所示。主站通信服务ｈ校验遥控’５Ｊ＇５６，ＣＯ。１ｌ双校验遥控双校验遥控舣校验遥控‘ＪＡｓＤｔ３５５／５６ｊＣ。校骑失收校验失败图５双校验遥控过程失败示意图Ｆｉｇ．５Ｆａｉｌｕｒｅｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｒｅｍｏｔｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋ在配置输入时，遥控点表需要添加主站校验信息配置项。１０４规约在启动时读入每个遥控点的主站校验信息，并增加带遥控校验的报文类型，在单点和双点遥控处理函数中增加相应的校验信息监察。校验正确时按照原有处理方式继续进行，校验错误时直接返回遥控校验错误报文，处理流程，如图６所示。。椎文子息＼主站校验信息竺至竺正确—磊一正确——一一一＼＼／１正确向指定装置进行遥控选择或执行报文格式错误校验信息错误返回甭定确认报文图６双校验处理流程图Ｆｉｇ．６ＦｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＡＳＤＵ类型标识５５：式，如表１所示。ＡＳＤＵ类型标识５６：式，如表２所示。双校验单点命令。报文格双校验双点命令。报文格刘必晶，等远动遥控的双校验方法研究．１３７．表１双校验单点命令报文表Ｔａｂｌｅ１Ｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｓｉｎｇｌｅｐｏｉｎｔｃｏｍｍａｎｄｍｅｓｓａｇｅｔａｂｌｅ０｛０Ｊ１Ｉ１ｆ０Ｊ１ｆ１ｌ类型标识０ｆ０ｆ０ｆ０Ｊ０ｆ０１０１可变结构限定词ＣＯＴ传送原因—参考ＩＥＣ６０８７０５．１０１应用服务数据单元公共地址—参考ＩＥＣ６０８７０５．１叭信息对象地址ＡＳＣＩＩ码主站校验字符串（１２字节）ＡＳＣＩＩ码参考ＩＥＣ６０８７０．５．１０１ＳＣＯ＝单命令表２双校验双点命令报文表Ｔａｂｌｅ２Ｄｏｕｂｌｅｃｈｅｃｋｄｏｕｂｌｅｐｏｉｎｔｃｏｍｍａｎｄｍｅｓｓａｇｅｔａｂｌｅ０１０Ｉｌ：１Ｉ１ＯＯＯ类型标识０１０｛０【０ｉ０００１可变结构限定词ＣＯＴ传送原因参考ＩＥＣ６０８７０５．１０１应用服务数据单元公共地址参考ＩＥＣ６０８７０．５．１０信息对象地址ＡＳＣｌｌ码主站校验字符串（１２字节）５ＡＳＣＩＩ码ｃＩ参考ＩＥＣ６０８７０５．１０１ＤＣＯ＝双命令ＣＵＴ：在监视方向＜５Ｏ＞：＝双校验信息错误３。３远动１０４规约遥控配置表召唤扩展１０４规约上下行报文，主站召唤遥控的配置表，ＣＳＣ一１３２１远动装置响应主站召唤，将每个遥控点的扩展字符校验信息上送给主站。扩展总召唤限定词Ｑｏｔ，＜６３＞：＝召唤遥控校验定值表。召唤过程与总召唤过程相同，只在召唤的内容上有更改。具体过程，如图７所示。｝！站通信服务子站ｆ＿＿ｆ唤遥控定值表Ｕ１００，ＣＯＴ￣６，Ｑ刊唤遥控定值表召唤遥控定值表确认ｌ唤遁控定值表确认ｕ１响ｃｏＴ－Ｑ遥控校验信息遥控校验信息一ＡＳＤｕ口一召唤遥控定值衷结束唤遥控定值袋结束‘‘ＡｓＤｕ１ｏｏＣＯ图７召唤过程示意图Ｆｉｇ．７Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｔｈｅｃａｌｌｐｒｏｃｅｓｓ召唤遥控配置表的过程与总召唤过程相同，仅扩展了总召唤限定词ＱＯＩ，＜６３＞：＝召唤遥控校验配置表。在原有总召唤程序框架中增加，当检测到总召唤限定词Ｑｏｉ＝６３时，上送遥控配置点表信息，上送的报文格式，如表３所示。ＡＳＤＵ类型标识６３：配置表信息。表３召唤遥控配置报文表Ｔａｂｌｅ３ＣａｌｌｒｅｍｏｔｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｍｅｓｓａｇｅｔａｂｌｅＪ０Ｏ０１０１１０类型标识Ｊｏ信息对象数可变结构限定词ｉｃｏＴ＝６３传送原因｝—参考ＩＥＣ６０８７０．５１０１应用服务数据单元公共地址参考ＩＥＣ６０８７０．５．１０信息对象地址ＡＳＣＩＩ码遥控信息体对象描述ＡＳＣＩＩ码４工程实例国网福建省电力调控中心从２００９年起逐步深化大运行体系研究，在一定程度上促进了远方遥控热备用操作的开展，积累了较为丰富的远方操作经验。福建省调基于智能调度控制系统，历时１年，于２０１４年初建设完成了远方遥控双校验模块，取得了较好的效果，下面简单介绍模块实施方案。福建省调远方双校验模块如图所示，主站侧ＳＣＡＤＡ、前置采集等与远方操作相关的应用部署在智能电网调控控制系统基础平台上面，通过优化前置采集通信模块来增加主站侧校验逻辑，变电站校验逻辑部署在变电站远动主机上。所有远方操作必须经过双校验，１０４规约依托数据采集通道来进行交互及配置表召唤等。系统配置，如图８所示。图８系统配置Ｆｉｇ．８Ｓｙｓｔｅｍｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ．１３８。电力系统保护与控制远方双校验模块自投运以来，有力保障了大运行体系的推进工作，为在变电站无人值守模式下，［４］电网事故下恢复供电的快速性、安全性和可靠性提供了有效支撑。有效约束了人为出错的可能性。从实际投运的效果来看，校验模式的应用很大程度上减轻了监控及自动化等相关处室的远方操作安全压力。５结论本文在国网调控一体化系统建设正在逐步推进与展开的背景下，对远动安全校核进行了分析与研究，提出了双校核的新方法，并对行标１０４通信规约进行了有针对性的扩展设想，该方法在国网调控安全体系的应用前景广阔。参考文献［１］陆圣芝，薛钟兵．基于ＥＭＳ一体化的保护定值远方操作研究与应用［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４，４２（２０）：１５０．１５４．ＬＵＳｈｅｎｇｚｈｉ，ＸＵＥＺｈｏｎｇｂｉｎｇ．ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＯｎｒｅｌａｙｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｅｔｔｉｎｇｖａｌｕｅｒｅｍｏ￣ｏｐｅｒａｔｉｏｎｂａｓｅｄｏｎＥＭＳｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１４，４２（２０）：１５０－１５４．［２］冯宗琮．变电站自动化改造中的五防与遥控ｆＪ］．电工技术，２０１０（１０）：２６－２７．［３］胡志保，曾庆汇，周丹丹，等．一起２２０ｋＶ变电站送电事故分析［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（２４）：—２０６２０８，２３０．ＨＵＺｈｉｂａｏ，ＺＥＮＧＱｉｎｇｈｕｉ，ＺＨＯＵＤａｎｄａｎ，ｅｔａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓｆｏｒａｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎａｃｃｉｄｅｎｔｉｎ２２０ｋＶｔｒａｎｓｆｏ１３／ｌｅｔｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ［５］［６］［７］—ＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１０，３８（２４）：２０６２０８，２３０．”张士勇，陈春，贾大昌，等．应用１０１（１０４）规约的电网”调度自动化系统在现场调试维护中的关键技术分析［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１１，３９（５）：１４８．１５２．ＺＨＡＮＧＳｈｉｙｏｎｇ，ＣＨＥＮＣｈｕｎ，ＪＩＡＤａｃｈａｎｇ，ｅｔａ１．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｐｉｖｏｔａｌｔｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｆｉｅｌｄｗｏｒｋｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒｇｒｉｄＳＣＡＤＡｓｙｓｔｅｍｗｈｉｃｈａｐｐｌｉｅｄ１０１（１０４）ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ［Ｊ］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，—３９（５）：１４８１５２．郑长春，李明生，唐建中．主站综自系统硬件加固与规约扩展应用［Ｊ］．电工技术，２０１０（１０）：２０－２１．周招鹤，刘康军．电网ＡＶＣ系统存在的问题及改进措施［Ｊ］．电工技术，２０１０（１０）：２９－３０．张齐，史金伟，徐俊杰．１０４规约在水电厂与屯网调度通讯中的扩展研究及应用『Ｊ］．电力系统保护与控制，—２０１１，３９（１５）：１２７１３１．ＺＨＡＮＧＱｉ，ＳＨＩＪｉｎｗｅｉ，ＸＵＪｕｎｊｉｅ．ＥｘｔｅｎｄｅｄｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＩＥＣ６０８７０－－５－－１０４ｉｎｔｈｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｐｌａｎｔａｎｄｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｆｏｒｐｏｗｅｒｎｅｔｗｏｒｋ０］．ＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，２０１１，３９（１５、：１２７－１３１．收稿日期：２０１４－０７－１７；—修回日期：２０１５－０１１２作者简介：刘必晶（１９８５一），男，工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化：徐海利（１９８１一），男，研究生，主要研究方向为电力电子在电力系统中的应用；Ｅ．ｍａｉｌ：ｘｕｈａｉｌｉ３３１２６．ｃｏｍ林静怀（１９７２一），男，高级工程师，主要研究方向为电力系统及其自动化。（编辑张爱琴）