基于程序化操作的变电站设备状态分析研究

2022-11-28广西电网电力调度控制中心李光明潘连荣谢代钰周智成

电力设备管理 2022年20期

广西电网电力调度控制中心李光明潘连荣谢代钰周智成

当前，随着我国电网智能化水平的不断提升，电力系统调度自动化和变电站自动化技术也快速提高。现阶段，随着对电网安全的要求越来越高，两大电网（国家电网、南方电网）也将调控一体化工作深入开展。为确保电网调度安全，各级调度、生产技术、安全监管等部门制定印发了安规、调规及操规等一系列操作规范和管理规定。由于电网本身的特殊性、复杂性，在操作过程中，依然存在安全操作事故。所以，进一步实现变电站自动化操作的任务迫在眉睫。

本文针对上述问题，提出了变电站设备程序化操作方式，该方式充分利用各类自动控制技术，将烦琐、复杂的人工倒闸操作步骤固化到计算机自发完成所有的遥控操作，并且能够自动校正操作是否正确，更加确保操作安全、无误。程序化操作已经由“人工逐项操作”向“计算机远程自动操作”发生了转变，该转变提高了应急处理能力、降低了操作风险、全方位地提高了操作效率[1]。

1 总体设计和系统组成

程序化操作是变电站倒闸操作的新模式，具备操作项目软件预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动和操作过程自动顺序执行等功能[2]。程序化操作系统主要由主站端和变电站端构成，主站端位于电力调度中心，能够实现对各个变电站的线路进行综合调度，包含了信息处理、监视和控制。程序化操作的操作票存储在调度中心，用于程序化操作的操作序列包含当前设备状态、操作对象、操作条件等。

1.1 程序化操作实现目标

变电站程序化操作可实现由所控制的主设备一键操作控制，实现组合式电气三种状态的转换，该状态包括设备运行、热备用、冷备用，实现主变中性点和倒母、变电站电源切换。

1.2 主站端：调度中心

调度中心是整个程序化操作的“心脏”，其能够根据系统当前运行状态和预计的变化进行判断、决策和指挥，在程序化操作系统中通过综合数据网向变电站端下发相关操作调度指令[3]。

1.3 变电站端

变电站是接受调度指令的终端，由一次设备双确定装置、中间设备与智能五防主机等共同完成，能够实现与调度中心程序化操作主机信息交互。五防主机在得到调度中心的一键操作指令后，配合完成保护、测控、防误闭锁工作，电能量计量系统和故障录波信息管理系统主要对遥测、遥信得到电能量进行测量记录，以及在电网发生故障时正确地分析事故评价保护，发现保护和断路器存在的问题，最大限度减少原因不明事故。信息管理区域的各辅助设备与防误主机程序化操作单元配合进行站端各一、二次设备的监控辅助，通过图像识别单元对变电站内电气设备状态进行识别，将图像信息分析处理结果反馈。防误主机依据图像识别结果和遥信采集的电信号结果，进行非同源信号确认。监控主机和智能防误主机同时确认无误后顺控系统开始下一步操作。

变电站端调度中心程序化操作主机与智能五防主机间信息交互过程：信息交互由程序化操作主机发起，包含两个过程，模拟预演阶段操作票全过程防误校验与操作执行阶段单步防误校验。模拟预演时，程序化操作主机执行预演指令，然后由智能五防主机根据其智能进行操作票全过程防误核对，并将核对结果反映到操作主机。当程序化操作主机执行预演指令时，智能五防主机根据操作主机发送的单步控制指令，进行单步防误核对，并将核对结果反映操作主机，在模拟预演阶段校验和操作指令执行过程中，程序化操作主机和智能防误主机进行防误双校核，校核一致可以继续执行指令，不一致则终止操作。

调度中心程序化操作主机与间隔层设备间信息交互过程：同样由程序化操作主机发起，由间隔层设备下达操作指令完成设备操作并返回设备操作后状态变位。

1.4 一次设备和二次设备的状态

一次设备状态包含设备运行、热与冷备用、检修状态，本文主要研究前三种状态。二次设备状态包含投入状态和退出状态，程序化操作可实现变电站一次设备三种状态之间的转换。

2 程序化操作结构图

智能变电站中的程序化操作功能如下：由调度中心存储操作票，发送操作命令，由变电站监控主机实时接收和执行本地及远方下发的程序化操作指令，包括任务调取、模拟预演、指令执行及操作记录的功能。其中，模拟预演和指令执行过程中应使用一体化五防的防误逻辑校验模块进行防误校核，如监控主机程序化操作模块在模拟预演时宜将预演指令发送给智能防误系统，智能防误系统同步模拟预演并将结果返回至监控主机程序化操作模块[4-5]。结构图如图2所示。

程序化操作指令执行流程图如图3所示。

程序化操作系统是一种更加安全可靠的智能变电站综合自动化系统，通过调度主机和防误主机进行双五防校验，进一步提升了变电站操作的可靠性。