廣西電網(wǎng)電力調度控制中心 李光明 潘連榮 謝代鈺 周智成

當前，隨著我國電網(wǎng)智能化水平的不斷提升，電力系統(tǒng)調度自動化和變電站自動化技術也快速提高。現(xiàn)階段，隨著對電網(wǎng)安全的要求越來越高，兩大電網(wǎng)（國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)）也將調控一體化工作深入開展。為確保電網(wǎng)調度安全，各級調度、生產技術、安全監(jiān)管等部門制定印發(fā)了安規(guī)、調規(guī)及操規(guī)等一系列操作規(guī)范和管理規(guī)定。由于電網(wǎng)本身的特殊性、復雜性，在操作過程中，依然存在安全操作事故。所以，進一步實現(xiàn)變電站自動化操作的任務迫在眉睫。

本文針對上述問題，提出了變電站設備程序化操作方式，該方式充分利用各類自動控制技術，將煩瑣、復雜的人工倒閘操作步驟固化到計算機自發(fā)完成所有的遙控操作，并且能夠自動校正操作是否正確，更加確保操作安全、無誤。程序化操作已經(jīng)由“人工逐項操作”向“計算機遠程自動操作”發(fā)生了轉變，該轉變提高了應急處理能力、降低了操作風險、全方位地提高了操作效率[1]。

1 總體設計和系統(tǒng)組成

程序化操作是變電站倒閘操作的新模式，具備操作項目軟件預制、操作任務模塊式搭建、設備狀態(tài)自動判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟一鍵啟動和操作過程自動順序執(zhí)行等功能[2]。程序化操作系統(tǒng)主要由主站端和變電站端構成，主站端位于電力調度中心，能夠實現(xiàn)對各個變電站的線路進行綜合調度，包含了信息處理、監(jiān)視和控制。程序化操作的操作票存儲在調度中心，用于程序化操作的操作序列包含當前設備狀態(tài)、操作對象、操作條件等。

1.1 程序化操作實現(xiàn)目標

變電站程序化操作可實現(xiàn)由所控制的主設備一鍵操作控制，實現(xiàn)組合式電氣三種狀態(tài)的轉換，該狀態(tài)包括設備運行、熱備用、冷備用，實現(xiàn)主變中性點和倒母、變電站電源切換。

1.2 主站端：調度中心

調度中心是整個程序化操作的“心臟”，其能夠根據(jù)系統(tǒng)當前運行狀態(tài)和預計的變化進行判斷、決策和指揮，在程序化操作系統(tǒng)中通過綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)向變電站端下發(fā)相關操作調度指令[3]。

1.3 變電站端

變電站是接受調度指令的終端，由一次設備雙確定裝置、中間設備與智能五防主機等共同完成，能夠實現(xiàn)與調度中心程序化操作主機信息交互。五防主機在得到調度中心的一鍵操作指令后，配合完成保護、測控、防誤閉鎖工作，電能量計量系統(tǒng)和故障錄波信息管理系統(tǒng)主要對遙測、遙信得到電能量進行測量記錄，以及在電網(wǎng)發(fā)生故障時正確地分析事故評價保護，發(fā)現(xiàn)保護和斷路器存在的問題，最大限度減少原因不明事故。信息管理區(qū)域的各輔助設備與防誤主機程序化操作單元配合進行站端各一、二次設備的監(jiān)控輔助，通過圖像識別單元對變電站內電氣設備狀態(tài)進行識別，將圖像信息分析處理結果反饋。防誤主機依據(jù)圖像識別結果和遙信采集的電信號結果，進行非同源信號確認。監(jiān)控主機和智能防誤主機同時確認無誤后順控系統(tǒng)開始下一步操作。

變電站端調度中心程序化操作主機與智能五防主機間信息交互過程：信息交互由程序化操作主機發(fā)起，包含兩個過程，模擬預演階段操作票全過程防誤校驗與操作執(zhí)行階段單步防誤校驗。模擬預演時，程序化操作主機執(zhí)行預演指令，然后由智能五防主機根據(jù)其智能進行操作票全過程防誤核對，并將核對結果反映到操作主機。當程序化操作主機執(zhí)行預演指令時，智能五防主機根據(jù)操作主機發(fā)送的單步控制指令，進行單步防誤核對，并將核對結果反映操作主機，在模擬預演階段校驗和操作指令執(zhí)行過程中，程序化操作主機和智能防誤主機進行防誤雙校核，校核一致可以繼續(xù)執(zhí)行指令，不一致則終止操作。

調度中心程序化操作主機與間隔層設備間信息交互過程：同樣由程序化操作主機發(fā)起，由間隔層設備下達操作指令完成設備操作并返回設備操作后狀態(tài)變位。

1.4 一次設備和二次設備的狀態(tài)

一次設備狀態(tài)包含設備運行、熱與冷備用、檢修狀態(tài)，本文主要研究前三種狀態(tài)。二次設備狀態(tài)包含投入狀態(tài)和退出狀態(tài)，程序化操作可實現(xiàn)變電站一次設備三種狀態(tài)之間的轉換。

2 程序化操作結構圖

智能變電站中的程序化操作功能如下：由調度中心存儲操作票，發(fā)送操作命令，由變電站監(jiān)控主機實時接收和執(zhí)行本地及遠方下發(fā)的程序化操作指令，包括任務調取、模擬預演、指令執(zhí)行及操作記錄的功能。其中，模擬預演和指令執(zhí)行過程中應使用一體化五防的防誤邏輯校驗模塊進行防誤校核，如監(jiān)控主機程序化操作模塊在模擬預演時宜將預演指令發(fā)送給智能防誤系統(tǒng)，智能防誤系統(tǒng)同步模擬預演并將結果返回至監(jiān)控主機程序化操作模塊[4-5]。結構圖如圖2所示。

程序化操作指令執(zhí)行流程圖如圖3所示。

程序化操作系統(tǒng)是一種更加安全可靠的智能變電站綜合自動化系統(tǒng)，通過調度主機和防誤主機進行雙五防校驗，進一步提升了變電站操作的可靠性。

3 實例分析

程序化操作系統(tǒng)目前已經(jīng)應用于南方電網(wǎng)和國家電網(wǎng)。為了驗證程序化操作系統(tǒng)的優(yōu)越性與可靠性，本文根據(jù)某變電站工作計劃開展了一次單間隔的程序化操作。

單間隔程序化操作較簡單，該操作選擇將10kV 701斷路器由運行轉檢修的操作，具體操作如圖4所示。

進入間隔分圖，可以看到“遠方/就地”、遙測數(shù)據(jù)、相關設備狀態(tài)的相關數(shù)據(jù)。在圖4中表示10kV饋線目前處在檢修狀態(tài)，701開關同樣處在檢修狀態(tài)，操作人員在這個界面進行操作，操作順序見表1。

表1 程序化操作步驟

為進一步驗證程序化操作的優(yōu)越性，筆者梳理出傳統(tǒng)操作方式的步驟與耗時，兩者進行對比，得出如下結論：程序化操作大幅度減少操作時間，提升了操作效率。表2為傳統(tǒng)操作時間和程序化操作時間統(tǒng)計（運行轉冷備用）。

表2 傳統(tǒng)操作步驟及耗時統(tǒng)計

從表2和表3可以看出，程序化操作與傳統(tǒng)操作相比，節(jié)約了13.5min。極大提高了工作效能，節(jié)約了人力資源成本。

表3 程序化操作步驟及耗時統(tǒng)計

為了更加直觀地看出程序化操作的優(yōu)越性，筆者利用220kV某變電站主變檢修操作進行對比。

從表4和表5可以看出，程序化操作與傳統(tǒng)操作相比，節(jié)約了69min。表明，操作越復雜，節(jié)約的時間成本就越高。

表4 復雜操作傳統(tǒng)操作步驟及耗時統(tǒng)計

表5 復雜操作程序化操作步驟及耗時統(tǒng)計

4 結語

程序化操作作為目前已經(jīng)應用到實際操作中，尤其對于兩大電網(wǎng)來說具有非常重要的意義。該技術對變電站運維起著積極的作用，不僅能夠提高工作效率，還能夠極大保護變電站運維人員安全，防止人為誤操作或誤入間隔，為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供可靠保障。