李寒怡

【摘 要】本文针对光伏变电站结构以及运维特点提出了一种光伏电站运维安全防误管控系统方案，该系统由光伏发电侧安全管控系统和升压站侧电气防误管控系统两个子系统组成，分别对光伏发电侧和升压站侧电气过程进行防误管理。应用案例表明该解决方案对光伏变电站电气设备操作进行有效地防误管理，保障光伏变电站人身和设备安全。

【关键词】光伏电站;巡维;逻辑闭锁;防误管控

光伏电站建设周期短使用年限长，只需半年便建成却可安全运行25年时间。光伏发电发展时间短，国内外对光伏发电运维经验较为缺乏，特别是在我国运维的水平远远没有跟上光伏发展的速度。因此，如何对光伏发电进行高效、安全运维成为学者专家研究的热门课题，并已取得了一定成果。文献对光伏生产运维过程中的造成安全事故的原因进行了分析，其中因防误手段以及逻辑闭锁的缺失造成生产过程中人为误操作的事故在光伏发电事故中占比超过10%;因人为误操作损失赔偿金额占比高达30%，在各种因素中占比最高。但针对光伏变电站设备操作的防误研究的文献，却较为少见。

本文针对光伏变电站的结构以及光伏运维的特点，提出一种光伏电站运维安全防误管控系统方案，该方案基于常规变电站微机防误闭锁的同时，对光伏发电侧箱变、逆变器等设备进行系统管理，在开票、解闭锁等操作上实施技术管控，达到减轻运维人员的工作压力，保障人员的生命安全目的。

1 光伏运维安全防误管控系统

1.1 系统介绍

光伏电站运维安全管控系统包含光伏发电侧安全管控系统和升压站侧电气防误管控系统2个模块。在光伏电场建设一套综合防误管理系统，将升压站的倒闸操作、操作票管理和发电侧的箱变检修、巡视维护等业务集成到同一个平台上，对现场的一次设备、高压室门、低压室门、高压操作室门、检修门、逆变器门等实施强制闭锁，从而实现从光伏设备组件的检修维护到变电倒闸操作的一个全方位立体的全面安全管理。

1.2 系统配置

1.2.1 硬件配置

防误主机：搭建防误系统平台，具备防误逻辑控制功能，现场作业管控功能，电脑钥匙任务授权管理功能，同时还可以与监控系统对接做到对现场设备状态实时监控的一个功能。

通信适配器：支持防误管控主机向电脑钥匙传送操作票和回传电脑钥匙操作信息，同时可以对电脑钥匙进行充电。

电脑钥匙：本套系统的操作执行设备，负责防误锁具的解锁、操作过程管理和记录，此外还有操作错误报警提示功能。同时还兼容验电系统的使用，安装高压带电显示装置，实时验电，防止误入带电间隔引发事故。

防误锁具及相关附件：主要由机械编码锁及其附件等组成，用于对现场设备的防误闭锁。

1.2.2 软件配置

光伏发电侧安全管控系统包含图形专家系统，实现软件防误、模拟预演、数据编辑、工作票管理等功能。具有“黑匣子”功能，记录解锁操作的相关信息，包括操作时间、操作设备的名称等信息，方便查阅管理。

升压侧电气防误管控系统包含图形专家系统，实现软件防误、模拟预演、数据编辑、打印编辑操作票等功能;可实现多组任务并行操作;实现防误管控系统和监控系统的对接;实现现场设备状态的实时监测。

2 光伏发电侧安全管控

2.1 主要架构及原理

当工作人员进行巡视或者检修作业时，系统根据已设定的设备操作逻辑和工作票内容，逐项对每一步操作进行逻辑判断，只有按照正确的操作顺序或者正确实施安措布防之后，才能进行下一步作业，如果操作顺序错误，电脑钥匙会驳回操作，拒绝解锁，工作人员将无法进行下一步操作。以此对于已设定操作逻辑的光伏发电侧逆变器和箱变检修巡视作业提供了可靠保障。

2.2 实现功能

2.2.1 发电侧状态切换功能

运行、检修、停运箱变的3种状态的切换

2.2.2 发电侧柜门操作规则管理

发电侧柜门设计逻辑门规则，在操作过程中必须按照规则来进行柜门操作，防止操作过程中随意打开柜门。

逻辑门操作规则：箱变只有在检修状态下，才可以对逻辑门进行操作，授权门不受限制。检修门要打开时，必须低压室、高压操作室门回路全部断开才可以。高压操作室门打开时，必须低压室门回路断开。低压室门回路断开时，除检查测控装置外，其他工作必须断开A、B 逆变器门回路。高压室门回路断开时，与其相连的 35 kV 开关柜必须停电，“接地开关”合上，且低压室门、高压室操作门回路断开。

2.2.3 发电侧柜门台账管理

逻辑门管理：高压室门、低压室门、检修门、高压操作室门。

授权门管理：汇流箱门、并网逆变器柜门。

2.3 逻辑闭锁方案

采用机械编码锁闭锁，通过闭锁网（柜）门、箱门的方式进行强制闭锁，使用电脑钥匙进行解锁操作。对于难以进行闭锁改造的现场操作机构，可以将其对应的柜门或者室门进行改造，将设备的操作逻辑关联到门上，以达到同样的安全防误管控效果。

闭锁范围：箱变（高压室门、低压室门、检修门、高压室操作门）、逆变器柜门、汇流箱等。

3 升压侧电气防误管控

3.1 主要架构及工作原理

除了常规变电站應该具有的防误主机、通信装置、电脑钥匙和锁具之外，还可以选择性加装智能地线管理系统，有效管控挂、拆地线，实时监控地线取用和归还记录;加装钥匙管理机，实现钥匙的授权使用、超期未归等自动化管理，既规范了钥匙的存取行为，又提高了工作效率。如图3所示是光伏电站升压侧主要架构图。

3.2 实现功能

3.2.1 完备的“五防”功能

系统预先对变电站设备的操作规则进行存储，通过对一次设备加装锁具对其实施强制闭锁，只有在经过模拟预演检验无误后以正确顺序进行的操作方可进行解锁操作，从而实现“五防”功能，满足部颁“五防”要求。

3.2.2 模拟预演及设备对位

在防误主机进行图形模拟预演操作，检验倒闸操作票，对正确的操作予以通过，对错误的操作发出智能语音报警，以汉字形式给出报警提示，指示运行人員复归并选择正确的操作，达到防止各类误操作的目的。

倒闸操作完毕，电脑钥匙插回通信适配器，将现场设备状态及操作情况反馈给防误主机，实现系统设备状态与现场一致。

3.3 逻辑闭锁方案

3.3.1 断路器闭锁

有监控操作、测控屏操作、现场就地操作 3 种方式。

监控操作：防误管控系统通过与监控系统的通信，实现遥控软闭锁。

测控屏操作：测控屏及35 kV和10 kV的开关柜处操作均采用电气编码锁闭锁。

现场就地操作：采用机械编码锁闭锁断路器机构箱门的方式进行强制闭锁。

3.3.2 隔离开关闭锁

电动刀闸：监控操作、汇控柜、刀闸机构箱。

监控操作：防误闭锁系统通过与监控系统的通信，实现遥控软闭锁。

汇控柜：电气编码锁闭锁。

刀闸机构箱：采用机械编码锁强制闭锁刀闸机构箱门。

手动刀闸：机械编码锁闭锁。接地刀闸在条件允许下可与线路验电关联闭锁。

3.3.3 网柜门闭锁

采用机械编码锁进行强制闭锁，使用电脑钥匙进行解锁操作。可与带电显示装置配合使用。关联闭锁，防止误入带电间隔。

4 结束语

本文提出的光伏电站运维安全防误管控技术，从发电侧和升压侧两方面出发，就发电侧的柜门进行逻辑管理，对升压侧的变电站进行防误管控，有效规避了因人为操作不当而引发事故的可能性，为日常运维的安全操作提供了有效地技术手段;对提升光伏发电运维水平，保证光伏发电安全、可靠运行，具有重要意义。

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（作者单位：南方电网综合能源有限公司）