福建永福電力設(shè)計股份有限公司 林 玲

隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展和自動化水平的提高，電網(wǎng)檢修及運行方式調(diào)整越來越頻繁，調(diào)度員每日需制定的操作票數(shù)量日益增多，對電網(wǎng)操作管理水平也提出了越來越高的要求。調(diào)度操作原有的手工或微機擬票方式，已不能滿足調(diào)度運行管理由經(jīng)驗型向邏輯型、智能型提升的要求。基于上述電網(wǎng)運行要求，一鍵順控給出了有效的解決方案。一鍵順控即由操作人員從變電站監(jiān)控主機或遠方調(diào)控中心發(fā)出一條操作指令，按照預(yù)先設(shè)定好的控制邏輯去操作多個控制對象，一鍵順控每執(zhí)行一步操作前自動進行各種控制和防誤閉鎖邏輯判斷，一次性地自動完成多個控制步驟的操作。

1 變電站傳統(tǒng)倒閘操作

變電站傳統(tǒng)倒閘操作過程復(fù)雜，步驟繁瑣。根據(jù)調(diào)度下達的預(yù)令，由操作員填寫操作票，操作員、監(jiān)護人共同審核操作票，操作票審核無誤后，調(diào)度下達正式操作指令，操作員進行模擬預(yù)演操作，模擬預(yù)演操作無誤后再進行實際操作。所有操作都需監(jiān)護人進行唱票，操作員進行復(fù)誦。每個操作步驟均需操作員現(xiàn)場檢查核實，操作效率低。現(xiàn)場確認操作狀態(tài)，存在誤入帶電間隔引起觸電風(fēng)險，存在設(shè)備爆炸、起火危及現(xiàn)場操作人員人身安全風(fēng)險。對于智能變電站繁雜的保護、測控裝置軟壓板，各電氣廠家定義規(guī)則并不統(tǒng)一，若僅進行人工判別，誤操作、漏操作幾率高。對于軟壓板操作、信號復(fù)歸等簡單工作都需專人至現(xiàn)場就地操作，效率低，成本高，不能滿足高效的調(diào)度運行管理要求。

2 變電站一鍵順控方案

2.1 基本流程

一鍵順控可在調(diào)度端或變電站內(nèi)本地完成操作，監(jiān)控主機接收到從本地后臺或者集控主站發(fā)來的指令后，根據(jù)具體的指令及當(dāng)前的運行狀態(tài)調(diào)出對應(yīng)的操作票配置文件，讀取文件中每一步操作步驟內(nèi)容，依次向站內(nèi)保護測控裝置發(fā)出遙控指令，直到該票中所有步驟執(zhí)行完成。一鍵順控每個操作項目執(zhí)行前進行五防邏輯校驗，執(zhí)行后進行位置確認，操作過程中可進行人工干預(yù)。

2.2 一鍵順控設(shè)備雙確認方案

雙確認防誤邏輯中，對斷路器和刀閘的位置狀態(tài)確認應(yīng)至少包含不同源或不同原理的主輔雙重判據(jù)。

斷路器機構(gòu)輔助開關(guān)觸點雙位置信息作為斷路器位置的主判據(jù)。輔助判據(jù)宜采用設(shè)備所在回路的電壓、電流遙測信息。如果無法采集遙測信息也可采用帶電顯示裝置反饋的有電、無電信息作為輔助判據(jù)。

隔離、接地開關(guān)位置雙確認主判據(jù)采用合、分雙輔助接點的位置信號。輔助判據(jù)可采用與合、分雙輔助接點非同源的分合閘位置指示信號如姿態(tài)傳感器信號、微動開關(guān)信號；也可配置視頻分析終端，基于深度學(xué)習(xí)算法進行圖像識別，實現(xiàn)一鍵順控雙確認輔助判據(jù)。

二次保護裝置軟壓板的雙確認采用軟壓板信息作為主判據(jù)，壓板功能投入信息作為輔助判據(jù)。例如采用“距離保護軟壓板”信息為主判據(jù)，“距離保護投入”信息作為輔助判據(jù)。

2.3 雙套防誤校核機制

監(jiān)控主機應(yīng)具備一鍵順控操作票的存儲和管理的功能。實時接收和執(zhí)行本地及調(diào)控機構(gòu)遠方下發(fā)的一鍵順控指令，完成生成任務(wù)、模擬預(yù)演、指令執(zhí)行、防誤校核及操作記錄等操作，并上送執(zhí)行結(jié)果。

智能防誤主機應(yīng)采用與監(jiān)控主機不同原理的防誤邏輯，預(yù)先編入并存儲防誤規(guī)則，可接收監(jiān)控主機的操作請求，同時將防誤校核結(jié)果回傳給監(jiān)控主機。

一鍵順控功能采用防誤雙校核和設(shè)備狀態(tài)雙確認機制，確保操作控制安全可靠。防誤雙效核交互流程圖如圖1所示。

圖1 防誤雙效核交互流程圖

3 常規(guī)變電站一鍵順控改造方案

3.1 監(jiān)控系統(tǒng)改造

對監(jiān)控主機進行如下改造：增加一鍵順控功能模塊的配置，配合變電站監(jiān)控系統(tǒng)和運維站實現(xiàn)一鍵順控功能，完成一鍵順控操作票的存儲、預(yù)演、執(zhí)行等，對運維站的一鍵順控命令進行身份認證。

對智能防誤主機進行如下改造：配置獨立的智能防誤主機柜或?qū)⒄緝?nèi)已配置的五防主機進行改造。智能防誤主機的防誤邏輯與監(jiān)控主機的防誤邏輯應(yīng)相互獨立，兩套防誤邏輯共同實現(xiàn)防誤雙校核功能。

對Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機進行如下改造：將一鍵順控數(shù)據(jù)通信功能集成在通信網(wǎng)關(guān)機內(nèi)。通信網(wǎng)關(guān)機對運維站和變電站監(jiān)控主機之間的一鍵順控過程進行信息交互。調(diào)控/集控站端通過站內(nèi)Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機調(diào)用站端一鍵順控功能，并接收一鍵順控執(zhí)行情況的相關(guān)信息。

對測控裝置進行如下改造：由于雙確認需增加采集輔助判據(jù)的遙信信息，如果站內(nèi)已配置的測控裝置無多余的遙信開入量供新增遙信信息的接入，則需增加測控裝置以滿足新增遙信信息的采集。

3.2 一次設(shè)備雙確認改造

（1）斷路器雙確認改造

配置三相電壓互感器：110kV及以上電壓等級各間隔及主變進線間隔配置三相電壓互感器，提高輔助判據(jù)可靠性的同時，可提高二次回路可靠性并適應(yīng)遠期結(jié)算關(guān)口的調(diào)整。

配置高壓帶電顯示裝置：若已建變電站由于條件限制間隔內(nèi)無法裝設(shè)三相電壓互感器，應(yīng)增設(shè)三相高壓帶電顯示裝置，以帶電顯示裝置反饋的有電、無電信號作為輔助判據(jù)。

（2）隔離開關(guān)雙確認改造

增加微動開關(guān)：在分閘、合閘位置各安裝1只微動開關(guān)。對于三工位開關(guān)，隔離開關(guān)、接地開關(guān)各安裝2只微動開關(guān)，對于分相操作機構(gòu)，采用三相位置串聯(lián)方式。微動開關(guān)安裝位置應(yīng)固定，保證后期更換、檢修時，其與機構(gòu)的相對位置及角度不變。

視頻與操作聯(lián)動實現(xiàn)方案：配置視頻分析終端，基于深度學(xué)習(xí)算法進行圖像識別，實現(xiàn)一鍵順控雙確認輔助判據(jù)。配置視頻分析終端布置于變電站安全Ⅳ區(qū)，一鍵順控下發(fā)的聯(lián)動信號經(jīng)正向隔離裝置轉(zhuǎn)給配置視頻分析終端，配置視頻分析終端根據(jù)接收到的聯(lián)動信號實現(xiàn)視頻聯(lián)動與刀閘位置圖像識別，識別結(jié)果最終通過硬接點或文件方式返回給I區(qū)。視頻攝像頭考慮與視頻系統(tǒng)共用。

從目前技術(shù)設(shè)備現(xiàn)狀，各地的視頻、安保、消防接入獨立綜合監(jiān)控系統(tǒng)平臺，廠站端也是以獨立的通道（10/100M以太網(wǎng)口）與系統(tǒng)平臺互聯(lián)成網(wǎng)，調(diào)控大廳（運維站）設(shè)置綜合監(jiān)控終端，可對變電站進行視頻查看。

智能輔助系統(tǒng)接入Ⅱ區(qū)MMS網(wǎng)交換機，一方面以DL/T860格式上傳環(huán)境參數(shù)、輔助系統(tǒng)各類報警信息，納入全景數(shù)據(jù)，另一方面，可以在MMS上獲取GOOSE報文。視頻/圖像監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)（包括控制信令數(shù)據(jù)及音、視頻數(shù)據(jù)）以另外獨立通道和壓縮編碼格式與綜合應(yīng)用服務(wù)器相連。

Ⅰ區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機解析操作票并將遙控命令通過MMS網(wǎng)傳送給間隔層測控裝置，同時以GOOSE報文發(fā)給智能輔助系統(tǒng)主機。

智能輔助系統(tǒng)主機當(dāng)發(fā)現(xiàn)GOOSE事件更新后，根據(jù)已建立的映射關(guān)系，攝像機可轉(zhuǎn)到預(yù)制位。在設(shè)備操控時，實時顯示被操作對象的圖像信息。

打開照明（夜間）、啟動錄像、切換視頻通道，將視頻圖像傳到調(diào)控大廳（運維站）設(shè)置綜合監(jiān)控終端，實現(xiàn)聯(lián)動。

調(diào)度端將采集設(shè)備操作的視頻分析結(jié)果作為順控操作步驟判別的依據(jù)。操作步驟根據(jù)現(xiàn)場視頻圖像可控、在控，具備急停功能。

4 二次設(shè)備融入一鍵順控中

常規(guī)變電站已實現(xiàn)順控功能中一般不包括二次設(shè)備程序化控制，或只是包含少量的控制內(nèi)容。智能變電站二次設(shè)備大部分采用軟壓板，取消硬壓板，例如：微機保護的投退由操作軟壓板取代常規(guī)的硬壓板和切換開關(guān)實現(xiàn)；并可以遠方調(diào)閱保護定值，以及遠方進行保護定值區(qū)切換；對于繼電保護出口自保持回路，其動作的復(fù)歸可以遠方遙控；所有繼電保護和測控裝置均可遠方進行信號復(fù)歸。

結(jié)論：一鍵順控與傳統(tǒng)變電站非程序化操作相比，一鍵順控具有更大的實施范圍不僅可以實現(xiàn)一次設(shè)備的程序化操作，還可以實現(xiàn)二次功能元件的程序化操作。一鍵順控采用防誤雙校核和設(shè)備狀態(tài)雙確認機制，確保操作控制安全可靠。智能化變電站網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為一鍵順控提供了良好的技術(shù)支撐，可實現(xiàn)與圖像監(jiān)控系統(tǒng)的互動、實現(xiàn)跨間隔信息的可靠傳輸，一鍵順控的可靠性更高。一鍵順控操作采用程序化自動執(zhí)行倒閘操作較傳統(tǒng)操作更為簡單便捷。實施一鍵順控后運行成本、故障引起的中斷供電損失成本等都將會有較大減少。較非程序化操作變電站，程序化操作站LCC總體成本將大大降低，提高了電網(wǎng)安全水平和運行效率。