楊三根，周 東，汪亞茜，田國穩(wěn)，肖 齊，韓旭光，陳武恝

（1.國網(wǎng)江西省電力有限公司超高壓分公司，江西南昌 330000；2.國網(wǎng)江西省電力有限公司，江西南昌 330077）

0 引言

隨著新一輪信息技術(shù)革命的蓬勃發(fā)展，電網(wǎng)也愈加智慧化、數(shù)字化、現(xiàn)代化，一鍵順控操作已成為“智慧變電站”的基本需求之一[1-3]。根據(jù)國家電網(wǎng)《變電站一鍵順控改造技術(shù)規(guī)范（試行）》定義，一鍵順控為變電站倒閘操作新模式，可實(shí)現(xiàn)操作項(xiàng)目軟件預(yù)制、操作任務(wù)模塊式搭建、設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟一鍵啟動(dòng)、操作過程自動(dòng)順序執(zhí)行，可大幅減少運(yùn)檢人員工作量，顯著提升倒閘操作效率與安全性[4]。在國內(nèi)特高壓換流變電站，一鍵順控操作成為了直流操作的必要手段[5-7]。根據(jù)導(dǎo)則要求，在運(yùn)變電站應(yīng)逐步通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)一鍵順控功能。

針對一鍵順控改造技術(shù)路線和內(nèi)容，文獻(xiàn)[8]分別以智能站與常規(guī)站為例，對順控改造方案與關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行了分析，提出了未來建設(shè)需要思考的問題。文獻(xiàn)[9]詳解了《變電站一鍵順控改造技術(shù)規(guī)范》，并以500 kV變電站為例提出典型變電站一鍵順控操作實(shí)施方案?，F(xiàn)有文獻(xiàn)大多數(shù)研究了一鍵順控改造內(nèi)容及流程，未對一鍵順控改造調(diào)試工作做出詳細(xì)介紹。一鍵順控改造調(diào)試工作主要存在以下問題：1）順控主機(jī)遙控點(diǎn)表與監(jiān)控后臺(tái)機(jī)遙控點(diǎn)表無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)校對；2）停電調(diào)試范圍大，停電調(diào)試時(shí)間過長。目前，各省一鍵順控改造調(diào)試方法主要采取停電的方式，即將所調(diào)試間隔設(shè)備進(jìn)行停電處理，停電范圍可以根據(jù)各地實(shí)際情況分為全站、單個(gè)電壓等級、單間隔。該方法存在停電范圍大、耗時(shí)長、工作強(qiáng)度大、協(xié)調(diào)難度高等問題，根據(jù)各省一鍵順控調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，一座500 kV變電站一鍵順控改造全部調(diào)試完畢需要2-3年，嚴(yán)重影響了一鍵順控的使用率和運(yùn)維人員對一鍵順控使用的積極性[10]。

文中介紹了一鍵順控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種不停電調(diào)試方法，通過研制一種模擬間隔層測控及保護(hù)裝置軟件，實(shí)現(xiàn)一鍵順控操作票驗(yàn)證。為了確保一鍵順控準(zhǔn)確無誤的安全上線，實(shí)施完不停電調(diào)試后，再進(jìn)行停電調(diào)試，實(shí)現(xiàn)一鍵順控準(zhǔn)確性的“雙重化”保證。最后，以厚田500 kV變電站為例，驗(yàn)證了一鍵順控調(diào)試方法。

1 一鍵順控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站一鍵順控功能在站端實(shí)現(xiàn)，部署于安全I(xiàn)區(qū)，由站控層設(shè)備（監(jiān)控主機(jī)、智能防誤主機(jī)、I區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)）、間隔層設(shè)備（測控裝置）及一次設(shè)備傳感器（視頻識別系統(tǒng)）共同實(shí)施[4]。一鍵順控系統(tǒng)支持變電站端和運(yùn)維班端（集控）兩種操作模式，站端模式具體由一鍵順控主機(jī)實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，調(diào)用提前預(yù)制的操作票，經(jīng)智能防誤主機(jī)和一鍵順控主機(jī)防誤雙校核后，由一鍵順控主機(jī)將操作指令通過間隔層裝置下發(fā)至現(xiàn)場一、二次設(shè)備完成各項(xiàng)操作任務(wù)，實(shí)現(xiàn)變電站端一鍵順控操作。運(yùn)維班（集控）端模式通過I區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)采用DL/T634.5104 通信協(xié)議，調(diào)用變電站端一鍵順控服務(wù)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維班（集控）端一鍵順控操作[4]。具體結(jié)構(gòu)及信息流圖如圖1所示。

圖1 變電站一鍵順控典型結(jié)構(gòu)及信息流圖

目前，針對500 kV 在運(yùn)變電站一鍵順控改造工程，其刀閘第二判據(jù)絕大多數(shù)選擇視頻識別方式。攝像機(jī)采集刀閘位置信息之后，上送至視頻智能分析主機(jī)；視頻分析主機(jī)對信息進(jìn)行分析后輸出數(shù)字信號，并采用IEC60870-5-104 規(guī)約與一鍵順控主機(jī)通信，為一鍵順控刀閘位置確認(rèn)提供判據(jù)。一鍵順控主機(jī)操作設(shè)備時(shí)與攝像機(jī)聯(lián)動(dòng)，采用UDP通信協(xié)議。

針對新建變電站一鍵順控建設(shè)，其刀閘第二判據(jù)采用微動(dòng)開關(guān)，在分閘、合閘位置各安裝1 只微動(dòng)開關(guān)，對于分相操作機(jī)構(gòu)，采用三相位置串聯(lián)方式。輔控系統(tǒng)（視頻分析）提供視頻聯(lián)動(dòng)、圖像拍攝等服務(wù)，不參與判據(jù)，輔助操作人員復(fù)核現(xiàn)場刀閘位置。

2 一鍵順控調(diào)試方法

變電站一鍵順控需要安全可靠地對全站一、二次設(shè)備進(jìn)行操作，在運(yùn)變電站一鍵順控改造后，涉及全站運(yùn)行設(shè)備，只有安全可靠的保證一鍵順控系統(tǒng)各遙控操作點(diǎn)位及所有順控操作票的準(zhǔn)確性，一鍵順控系統(tǒng)才能正常投入使用。因此，一鍵順控系統(tǒng)調(diào)試工作成為了重中之重，調(diào)試的正確性也是一鍵順控投入的前提條件。為了減小停電范圍，降低調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，提高一鍵順控的改造效率，一鍵順控調(diào)試工作采用不停電調(diào)試+停電驗(yàn)證的調(diào)試策略。

2.1 不停電調(diào)試

不停電調(diào)試能夠快速地驗(yàn)證一鍵順控遙控點(diǎn)位是否正確和一鍵順控操作票是否正確，是一鍵順控調(diào)試的關(guān)鍵步驟。不停電調(diào)試方法利用模擬仿真軟件，實(shí)現(xiàn)遙控、遙信連續(xù)置位，并將站內(nèi)備用監(jiān)控機(jī)從站控層網(wǎng)絡(luò)離線處理，然后接入一鍵順控系統(tǒng)，與智能五防、一鍵順控主機(jī)組成局域網(wǎng)。模擬軟件為一個(gè)鏡像系統(tǒng)，不用實(shí)時(shí)采集站內(nèi)數(shù)據(jù)，可取得變電站一個(gè)實(shí)時(shí)斷面或者人工設(shè)置一個(gè)斷面開始模擬，遙控命令由仿真系統(tǒng)執(zhí)行，并把執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，由于鏡像系統(tǒng)的測點(diǎn)和測控裝置一致，可以驗(yàn)證操作票的正確性，從而不需要借助實(shí)際的測控裝置模擬。圖2為一鍵順控不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖。

圖2 一鍵順控不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖

不停電調(diào)試主要是利用仿真系統(tǒng)模擬現(xiàn)場測控與保護(hù)，與一鍵順控主機(jī)等設(shè)備組成局域網(wǎng)，形成不停電調(diào)試網(wǎng)絡(luò)?？梢詫?shí)現(xiàn)在不停電的情況下，完成一鍵順控主機(jī)、智能防誤主機(jī)、仿真系統(tǒng)之間的開關(guān)和刀閘遙控點(diǎn)號及位置點(diǎn)號、遙控分合令、五防邏輯表（順控主機(jī)內(nèi)置一體式五防和智能防誤主機(jī)五防）的完整校核。一鍵順控主機(jī)執(zhí)行順控票程序，模擬軟件連續(xù)置位，備用監(jiān)控主機(jī)、智能防誤主機(jī)接收到相應(yīng)的置位信息，檢查備用監(jiān)控主機(jī)變位信息及報(bào)文信息是否與一鍵順控主機(jī)執(zhí)行信息一致，同時(shí)與智能防誤主機(jī)進(jìn)行防誤邏輯校驗(yàn)。

按照不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖，將視頻識別系統(tǒng)、一鍵順控主機(jī)、智能防誤主機(jī)、離線監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行搭建組網(wǎng)，完成相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊，開啟模擬仿真軟件，完成安全措施情況監(jiān)測及初始預(yù)置位置獲取。之后，模擬五防對位命令發(fā)送，進(jìn)行模擬對位，發(fā)布五防校驗(yàn)申請，發(fā)布遙分遙合命令，實(shí)現(xiàn)一鍵順控與智能防誤主機(jī)之間的校核及驗(yàn)證。圖3為一鍵順控不停電調(diào)試流程圖，一鍵順控操作任務(wù)開始后，同時(shí)向模擬仿真軟件及視頻分析系統(tǒng)發(fā)送指令，視頻分析系統(tǒng)立即調(diào)用相應(yīng)攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，以大于2次/s的速度進(jìn)行定點(diǎn)圖像采集，開始圖像分析，同時(shí)對模擬仿真軟件進(jìn)行置位。對第一、第二判據(jù)進(jìn)行比對，若比對結(jié)果保持3 s不變，將結(jié)果上傳至一鍵順控主機(jī)，核對備用監(jiān)控主機(jī)變位信息及報(bào)文信息是否與一鍵順控主機(jī)執(zhí)行信息一致，并將執(zhí)行下一步操作。若比對結(jié)果不一致，則終止操作，給出相應(yīng)提示。

圖3 一鍵順控不停電調(diào)試流程圖

2.2 停電調(diào)試

一鍵順控不停電調(diào)試?yán)梅抡嫦到y(tǒng)驗(yàn)證了五防邏輯、順控票及操作點(diǎn)位的正確性。由于未停電，刀閘位置處于合位，不停電調(diào)試工作未驗(yàn)證視頻智能分析系統(tǒng)對刀閘位置的判斷。但是，實(shí)際順控票的執(zhí)行時(shí)，需要遙控到現(xiàn)場實(shí)際測控裝置及保護(hù)裝置相對應(yīng)的一二次設(shè)備，為了確保一鍵順控系統(tǒng)準(zhǔn)確無誤地安全上線，防止誤遙控出口的情況發(fā)生，需要做好相關(guān)的停電實(shí)操驗(yàn)證，將回路相關(guān)的遙控回路傳動(dòng)一遍，確保一鍵順控的正確性。因此，停電驗(yàn)證時(shí)，順控主機(jī)啟動(dòng)順控操作，在高壓設(shè)備區(qū)處核對開關(guān)、刀閘的實(shí)際動(dòng)作情況，驗(yàn)證智能分析系統(tǒng)對刀閘位置分析的正確性，同時(shí)核對順控主機(jī)、監(jiān)控主機(jī)、間隔層測控裝置、保護(hù)裝置的信號一致性，完成對一二次設(shè)備操作的正確性，完善順控主機(jī)對站內(nèi)數(shù)據(jù)采集、處理。停電調(diào)試流程與不停電調(diào)試類似，將一鍵順控主機(jī)內(nèi)模擬軟件關(guān)閉，接入站控層網(wǎng)絡(luò)。

考慮現(xiàn)在智能變電站形式不一致，保護(hù)裝置既有GOOSE跳閘（含智能終端），也有非GOOSE跳閘（不含智能終端）。因此停電調(diào)試時(shí)所需布置安全措施也不同，文中列舉了集中安全措施布置情況。圖4 為含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖，開關(guān)、刀閘、地刀遙控經(jīng)過測控裝置、智能終端，后經(jīng)遙控出口硬壓板出口。圖5 為不含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖，開關(guān)、刀閘、地刀遙控經(jīng)過測控裝置，后經(jīng)遙控出口硬壓板出口。圖6 為軟壓板遙控出口示意圖，軟壓板經(jīng)過保護(hù)裝置遠(yuǎn)方操作硬壓板和遠(yuǎn)方投退軟壓板后出口。

圖4 含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖

圖5 不含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖

圖6 軟壓板遙控回路示意圖

為嚴(yán)防誤遙控出口，應(yīng)確保非順控操作的斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘均布置雙重安全措施，確保全站隔間間隔安全措施布置到位，根據(jù)圖4、圖5、圖6遙控回路示意圖，做相應(yīng)安全措施，如表1、表2、表3所示。

表1 含智能終端安全措施表

表2 不含智能終端安全措施表

表3 軟壓板安全措施表

3 調(diào)試案例分析

以國網(wǎng)江西檢修500 kV 厚田變電站改造為例，介紹具體調(diào)試工作。

厚田500 kV變電站于2019年投運(yùn)，1 000 MVA主變壓器2組，500 kV、220 kV系統(tǒng)測控裝置單套配置，35 kV系統(tǒng)采用多合一裝置。500 kV及主變高壓側(cè)智能終端雙重化配置，主變本體配置單套智能終端，220 kV側(cè)智能終端、合并單元雙重化配置，35 kV不配置智能終端及合并單元。

厚田500 kV變電站一鍵順控調(diào)試采用不停電+停電調(diào)試策略，根據(jù)不停電原理及流程，完成順控操作票份數(shù)352份，396個(gè)操作點(diǎn)位，并將一鍵順控主機(jī)與離線監(jiān)控后臺(tái)機(jī)運(yùn)行報(bào)文導(dǎo)出比對，驗(yàn)證順控操作票的正確性。圖7為一鍵順控調(diào)試界面；圖8為不停電調(diào)試報(bào)文比對，其中（a）為一鍵順控主機(jī)報(bào)文，（b）為離線監(jiān)控主機(jī)報(bào)文。

圖7 一鍵順控調(diào)試界面

圖8 不停電調(diào)試報(bào)文比對

完成不停電調(diào)試后，在厚田500 kV 變電站選取8個(gè)間隔開展一鍵順控系統(tǒng)停電實(shí)操驗(yàn)證。分別在站端、運(yùn)維站進(jìn)行設(shè)備“冷備用”、“熱備用”、“運(yùn)行”三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)場安全措施為非順控間隔測控切換至就地。經(jīng)過現(xiàn)場驗(yàn)證，一鍵順控操作邏輯正確，刀閘遙控結(jié)果無誤，能夠順利完成一鍵順控操作任務(wù)。圖9為順控停電驗(yàn)證圖像，圖像識別系統(tǒng)完全正確。

圖9 順控停電驗(yàn)證圖像

4 結(jié)語

隨著電網(wǎng)智能化的發(fā)展趨勢，數(shù)字技術(shù)應(yīng)用推廣，一鍵順控的使用率也將越來越高，根據(jù)國家電網(wǎng)《變電站一鍵順控技術(shù)導(dǎo)則》要求，在運(yùn)變電站應(yīng)逐步通過技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)一鍵順控功能。因此，一鍵順控調(diào)試手段也將越來越成熟。文中提出了一鍵順控不停電調(diào)試方法，基于現(xiàn)有變電站站控層通信規(guī)約，研制了一套模擬仿真軟件，該模擬軟件能夠模擬間隔層測控及保護(hù)裝置，實(shí)現(xiàn)與站控層通訊，完整模擬現(xiàn)場遙控操作過程，實(shí)現(xiàn)一鍵順控改造調(diào)試工作能夠在不停電的情況下進(jìn)行。該方法能夠避免停電給電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響，有效防范調(diào)試風(fēng)險(xiǎn)，提高改造效率，該方法在后續(xù)變電站一鍵順控調(diào)試過程中有很好的應(yīng)用價(jià)值和推廣意義。