蔡志全，劉連凱，田冬明，劉 捷

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北唐山 063200；2.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063000；3.灤南縣工業(yè)和信息化局，河北唐山 063500）

引言

電力系統(tǒng)安全對(duì)企業(yè)而言至關(guān)重要，直接影響企業(yè)的正常運(yùn)行。高壓開關(guān)設(shè)備是變配電系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，對(duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行起到承上啟下的作用。在電力系統(tǒng)操作過程中步驟繁多，為更好地保證操作的安全準(zhǔn)確性，對(duì)高壓開關(guān)設(shè)備刀閘、斷路器等設(shè)備的現(xiàn)場確認(rèn)環(huán)節(jié)必不可少。傳統(tǒng)的確認(rèn)環(huán)節(jié)由操作人員到現(xiàn)場高壓開關(guān)設(shè)備前進(jìn)行確認(rèn)，存在著操作過程不規(guī)范問題，很可能會(huì)導(dǎo)致走錯(cuò)間隔、漏項(xiàng)檢查、誤操作等問題的發(fā)生。

隨著智能化變電站普及和無人化變電站的推廣，目前，大型工礦企業(yè)在變電站建設(shè)過程中越來越多的使用智能化設(shè)備，各種新技術(shù)也隨之應(yīng)用在變電站建設(shè)之中，尤其是集控操作管理系統(tǒng)與智能監(jiān)控客戶端的配合使用，大大提高了勞動(dòng)效率。

為更好地發(fā)揮集控操作管理系統(tǒng)與工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)的先進(jìn)性，提高現(xiàn)場操作準(zhǔn)確率，簡化操作步驟，減少操作過程中勞動(dòng)力支出，系統(tǒng)將二維碼技術(shù)引用到電氣操作過程中，強(qiáng)化視頻聯(lián)動(dòng)操作確認(rèn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)智能變電站電氣設(shè)備一鍵順控操作。

1 變電站一鍵順控系統(tǒng)

一鍵順控技術(shù)采用計(jì)算機(jī)控制、視頻監(jiān)控、圖像處理、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)辨識(shí)等技術(shù)，替代傳統(tǒng)的人工分合閘操作模式［1］。

一鍵順控系統(tǒng)由三部分組成：集控操作管理系統(tǒng)、工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)和高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動(dòng)顯示單元。其系統(tǒng)模型見圖1。

圖1 一鍵順控系統(tǒng)模型

2 集控操作管理系統(tǒng)

集控操作管理系統(tǒng)由智能操作票開票系統(tǒng)和一鍵順控系統(tǒng)組成，具有人機(jī)交互、數(shù)據(jù)分析及操作指令下達(dá)功能［1］，用于電氣操作開票、執(zhí)行和數(shù)據(jù)分析及存儲(chǔ)。見圖2。

圖2 智能操作票管理系統(tǒng)

集控操作管理系統(tǒng)中的智能操作票開票系統(tǒng)針對(duì)電氣操作任務(wù)提供智能開票、圖形開票、人工手動(dòng)開票模式。使用智能開票模式，系統(tǒng)結(jié)合操作票的開票規(guī)則和當(dāng)前的運(yùn)行方式自動(dòng)開票；系統(tǒng)提供圖形開票模式，操作人員對(duì)照系統(tǒng)圖進(jìn)行操作票的開票［1］；系統(tǒng)還提供人工手動(dòng)開票模式，操作人員可按照傳統(tǒng)開票模式進(jìn)行操作票的開票操作；操作票開票完成后上傳到本地?cái)?shù)據(jù)庫，開票人員可以從數(shù)據(jù)庫調(diào)閱操作票，并對(duì)操作票進(jìn)行審核、模擬操作校驗(yàn)等；當(dāng)操作票校驗(yàn)無誤后，操作票上傳到調(diào)度側(cè)，調(diào)度側(cè)結(jié)合當(dāng)前運(yùn)行方式對(duì)操作票進(jìn)行二次模擬操作校驗(yàn)［2］，校驗(yàn)通過后所述順控操作系統(tǒng)部分依照電氣操作票指令執(zhí)行一鍵順控操作［3］。見圖3。

圖3 一鍵順控操作系統(tǒng)

順控操作系統(tǒng)包括智能視頻聯(lián)動(dòng)、保護(hù)壓板投退、順控監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)檢查、刀閘斷路器控制等功能，在執(zhí)行順控過程中，系統(tǒng)啟動(dòng)智能視頻聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)與工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視；在后臺(tái)順控操作系統(tǒng)即可完成保護(hù)壓板投退操作；設(shè)備狀態(tài)檢查由順控系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)視與分析，結(jié)合五防邏輯判斷操作項(xiàng)次的安全可行性［3］；刀閘斷路器控制則實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作；順控監(jiān)控界面提供良好的人機(jī)畫面，提高一鍵順控執(zhí)行效率［2］；一鍵順控的實(shí)現(xiàn)依托于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，按照程序自動(dòng)執(zhí)行操作票的遙控操作和狀態(tài)檢查。

3 工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)

工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)由安裝在設(shè)備現(xiàn)場高清攝像頭、智能監(jiān)控客戶端組成，其主要功能用于現(xiàn)場監(jiān)控及后臺(tái)數(shù)據(jù)上傳。

工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)同操作管理系統(tǒng)進(jìn)行二次信息的交互，在一鍵順控操作系統(tǒng)下達(dá)操作指令時(shí)，智能監(jiān)控客戶端根據(jù)電氣操作指令信息按照預(yù)置的電氣設(shè)備定位規(guī)則自動(dòng)調(diào)整現(xiàn)場高清攝像頭的位置，通過高清攝像頭為后臺(tái)提供現(xiàn)場實(shí)時(shí)畫面和捕捉電氣設(shè)備上的開關(guān)、刀閘二維碼信息。智能監(jiān)控客戶端在電氣操作過程中接收、分析通過高清攝像頭捕捉到的二維碼信息，并為一鍵順控操作過程提供信息數(shù)據(jù)，以便一鍵順控操作系統(tǒng)過程中操作狀態(tài)的確認(rèn)。

4 高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動(dòng)顯示單元

高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動(dòng)顯示單元用于反映現(xiàn)場刀閘、斷路器位置狀態(tài)信息［4］。在操作開關(guān)設(shè)備本體刀閘、斷路器過程中，開關(guān)設(shè)備本體刀閘、斷路器的機(jī)械聯(lián)動(dòng)位置會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)的二維碼會(huì)跟隨變化，為工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)提供二維碼信息。

5 一鍵順控系統(tǒng)控制流程（見圖4）

圖4 一鍵順控系統(tǒng)控制流程

集控操作管理系統(tǒng)接收到調(diào)度側(cè)下發(fā)的操作任務(wù)后，智能操作票開票系統(tǒng)啟動(dòng)，供操作員選擇開票模式，見圖5。當(dāng)執(zhí)行智能操作票生成任務(wù)時(shí)，開票系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運(yùn)行方式自動(dòng)生成相應(yīng)的操作票。如果開票成功，則存檔，見圖6。如果開票不成功則在開票系統(tǒng)顯示報(bào)警信息。

圖5 智能操作票制作

圖6 智能操作票出票

開票人員在開票結(jié)束后，對(duì)操作票進(jìn)行模擬操作校驗(yàn)，驗(yàn)證所開出票的正確性，如校驗(yàn)不成功，則報(bào)警，如成功則發(fā)送到調(diào)度側(cè)。調(diào)度側(cè)接收到操作票文件后，再次進(jìn)行模擬操作校驗(yàn)，此時(shí)系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前運(yùn)行方式、刀閘、斷路器位置、五防邏輯［5］等內(nèi)容進(jìn)行校驗(yàn)，當(dāng)校驗(yàn)準(zhǔn)確無誤后審核通過，下發(fā)順控操作指令執(zhí)行電氣操作票，如校驗(yàn)不成功，則報(bào)警。

在執(zhí)行一鍵順控操作過程中，電氣操作票按步驟執(zhí)行［5］，在進(jìn)行一鍵順控操作過程中，工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)與之進(jìn)行二次信息的交互，工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)程序遙控高清攝像頭自動(dòng)調(diào)整對(duì)焦距離和清晰度，捕捉當(dāng)前設(shè)備上所顯示的二維碼圖像并上傳。智能監(jiān)控客戶端對(duì)上傳的二維碼進(jìn)行解析，二維碼信息數(shù)據(jù)被發(fā)送到所述集控操作管理系統(tǒng)。

一鍵順控操作系統(tǒng)將工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)上傳的二維碼信息數(shù)據(jù)植入操作票中與當(dāng)前操作步驟刀閘、斷路器位置內(nèi)容進(jìn)行校對(duì)，如刀閘、斷路器位置吻合［6］，則完成了一個(gè)操作步驟的視頻聯(lián)動(dòng)，繼續(xù)進(jìn)行下一步操作或者結(jié)束操作，如視頻校驗(yàn)不成功則終止操作并報(bào)警。

后臺(tái)操作人員還可借助所述智能監(jiān)控客戶端捕捉的實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面查看現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)指示儀狀態(tài)，以再次確認(rèn)操作，見圖7。

圖7 智能操作票歸檔

6 結(jié)語

高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控系統(tǒng)，以集控操作管理系統(tǒng)基礎(chǔ)，集合工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺(tái)和高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動(dòng)顯示單元實(shí)現(xiàn)了高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控操作。高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控系統(tǒng)的使用，不僅強(qiáng)化了變電站智能化操作水平，還提高了電氣確認(rèn)環(huán)節(jié)的工作效率，規(guī)范了電氣操作確認(rèn)環(huán)節(jié)，促進(jìn)了智能電力調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展。