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降低SCADA系统中的误遥信率
摘要：给出了几种降低SCADA误遥信的方法。这些方法对降低误迷信率有很显的效果。
关键词：SCADA 系统；误遥信率；降低
一、引育
随着电力工业的发展，电网容量的不断扩大，互联大电网迅速形成：大机组、互联大电网、超高压远距离输电线的出现，对安会经济和高质量发输电的要求更加严格，从而能实时地对电力系统运行进行自动数据采集与监视控制的调度自动化系统应运而生。
首先我们要了解一下何为SCADA 系统。SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)系统：是指用来采集、传输、处理电网中的各种数据。显示电网实时运行状况。供电网调度人员、运行监控人员和生产管理人员对电网运行情况做出监视、控制、判断和分析的大型网络系统由三个环节组成：厂站端(变电站RTU或变电站综合自动化系统)、通道(光纤、微波、电缆等传输信号的物理媒介)、主站端(对采集的数据进行加工处理。通过显示装置反馈给运行人员，让他们作出判断和决策．对电网进行控制的计算机系统)。
而SCADA系统中的误遥信给调度和监控运行人员及时处理异常和事故情况．保障电网安全运行带来很多困难。所谓误遥信是指各类与实际状态不符的开关、刀闸、保护、事故总等的变位信号。由于它的存在．给运行人员的监视带来很大的干扰，严重的话，还会影响他们对电网运行情况的准确判断和分析。是安全生产中的不安全因素因此运行部门要求尽可能减少误遥信的出现。而在实际运行中误遥信的产生受厂站端设备、通道、主站系统等多个环节因素影响，产生的原因比较复杂，确定故障点难度较大，误遥信率高达20％以上。由此可见，降低SCADA系统中的误遥信率显得十分迫切。
二、分析误遥信产生的原因
1．确定了课题，我于2005年2月21日对SCADA系统中的误遥信率进行了统计。
2004年9月SCADA系统中的误遥信率为l6．o6％．虽然对于这个指标目前还没有任何考核要求。但运行部门反应这样高的误遥信率严重干扰了运行人员对电网实时状态的正常监视和异常、事故处理工作。对他们的工作造成了不利影响，要求我们尽可能降低这个指标。面对这样的现状。我对导致误遥信出现的原因，进行了认真、细致的分析和排查：要降低误遥信率，就必须了解一下遥信生成经过的环节，如下图所示：
遥信生成流程图
针对上述五个环节，以现状调查的结果为对象，对造成误遥信的每个环节进行了详细分析．发现存在以下几个问题：
1．变电所的遥信继电器在遥信变位时．不能一次性闭合，其抖动信号经光耦后成为一连串变位信号：变电所的遥信采集回路存在电磁和振动干扰。其尖峰干扰脉冲可能成为误遥信．这两个原因导致数采单元误采变位信号。
2．变电站RTU在将数采单元送来的信息进行处理并上送主站时出现错误．发送的遥信报文不正确。
3．用于传输实时数据的通道存在误码现象，即远动装置出口的数据到达主站端后发生了改变，造成主站系统将其误判为变位遥信。
4．由于终端服务器故障，在将通道上的数据汇集起来并接入网络时，数据发生变化，造成主站接收错误。
5．系统在对实时数据进行处理并生成变位遥信事项时出错。
6．其它不明原因：是指因某些不确定原因，导致误遥信的产生。
接下来。根据排查出的问题，我对2004年9月SCADA系统中的影响误遥信率的各种因素进行了分析、统计，以找出主要原因。其中主站系统出错占49．45％，通道误码占41．75％ ．数采单元误采占8．08％，RTU故障占0．55％，终端服务器故障占O．1O％．其它占O．07％。由此可以清楚地看出主站系统出错和通道误码是导致误遥信率高的两大要原。
三、因果分析
我对主站系统出错和通道误码这两个问题分别进行分析，进行要因确认如下：
l，误码后的报文仍然通过BCH校验。由于通道误码，使得前置机收到的报文发生了改变。一旦发现不正确的报文，前置机都会丢弃，只有符合规约解释并能通过BCH校验的报文，前置机才会处理。但如果误码后的报文仍然符合这些条件的话，前置机无法鉴别真假。根据我们用软件捕捉原始报文的办法得到的报文分析。确实存在这样的问题。
2．主站系统规约漏洞。出现误遥信的厂站大多使用MB88规约和DISA规约．详细看了一下这两个规约，发现在对遥信帧标志的判别上存在漏洞，可能将非遥信变位帧当成信变位帧处理，从而导致误遥信的出现。根据我们用软件捕捉原始报文的办法得到的报文分析，确实存在这样的问题。
可以很清晰地看到导致误遥信率高的两大要因：误码后的报文仍然通过BCH校验和主站系统规约漏洞。
四、制定对策
1．对于DISA规约的问题，采取完善规约。找到规约的漏洞，修改程序等措施。其问联系东方电子技术人员，对DISA规约进行改进。2埘DISA规约进行改进。采取改变遥信帧结构，避免特殊码出现等措施。由于需要双方厂家技术人员修改程序，难度较大，而且MB一88厂家已经难以联系上再得到技术支持。准备采用变更遥信序号的办法，避免一些特殊码的出现来减少误遥信。
3．对于通道误码引起的误遥信，着采取改变遥信帧结构，避免特殊码出现等措施。一方面从通道上解决误码的问题，另一方面因为这种误码情况有一定的规律。而且出现概率非常低．就把该字节里的遥信位置进行调整以改变字节内容，使误码的信息无法通过BCH校验，达到避免误遥信出现的目的。
五、实施阶段
实施一：完善规约。发现DISA规约的漏洞后．我与烟台东方电子技术支持人员取得了联系，告知具体的现象．并将收集的原始报文发给他们以找出原因。经过多次联系并不断修改完善程序后。启用了新的程序。
实施二：改变遥信帧结构。根据制定的对策，由于S5规约和通道误码引起的误遥信都采用改变遥信帧结构的办法来解决。我和同事先后到发生误遥信的变电站进行了处理。主要有清明山变、成章变、湟里变、河口变、芙蓉变和坂上变。首先找到发生过误遥信的遥信帧位置，然后将该帧中两个遥信状态不同的信号序号进行调换。这样，遥信帧的结构就发生了改变．因误码和S5规约漏洞引起的误遥信就不会再出现了。
六、检查效果
实施完成后．我就对2005年9月的SCADA系统误遥信率进行了调查统计．结果误遥信率下降到7．48％。
七、存在的问题和下一步的打算
对于数采单元误采、RTU故障、终端服务器故障等其它几个影响误遥信的因素，准备从以下几个方面着手解决：
1．对节点抖动和回路干扰的问题，如果是远动设备的问题，及时到现场解决。如果不是，也及时向有关部门反应，配合一起解决。不让问题堆积起来。
2．加强对变电所远动设备的巡视。发现缺陷及时处理，减少RTU故障次数。
3．平时多注意终端服务器的运行情况，发现异常及时解决。
由此可见．只要我们广大自动化工作人员在日常工作中多观察，多思考，就一定能为电网的稳定运行做出更大的贡献!
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