顺控操作在常规变电站中的应用

顺控操作在常规变电站中的应用

万武

（国网随州供电公司湖北随州441300）

摘要：智能变电站将是未来变电站的发展方向和必然趋势。本文对传统的程序化操作进行了分析，设计了一种应用于智能变电站一键式顺序控制系统。系统完善了传统的操作票开票方式，并提出智能开票的概念，对顺控操作票的操作内容进行标准化建模，并引入了智能操作票模板到实例的映射方法。提出了顺序化控制与监控中心、调度中心的互动，增加保护软压板的控制和保护定值区切换等保护信息管理管理功能，并在顺序控制引入智能视频系统的接入，实现了顺序控制可视化。研究结果在国内多个智能变电站示范工程中得到应用，对推广智能变电站调控一体化有积极意义。

关键词：一键式顺控；智能开票；调度互动；可视化；智能变电站

0引言

智能变电站为智能电网提供支撑，是智能电网的重要组成部分。智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能。

顺序控制（以下简称顺控）是智能变电站高级应用的基本功能之一。顺控也称程序化操作，是指在变电站原有标准化操作的前提下，由变电站自动化系统自动按照操作票规定的顺序执行相关运行方式变化的操作任务，一次性地自动完成多个控制步骤的操作。顺序控制系统，其在传统程序化操作的基础上进行了完善和扩展，包括建立基于IEC61850标准的顺序控制接口；增加与变电站内的视频监控系统或智能视频系统的互动，增加控制端的可视化操作；增加与监控中心、调度中心的协同互动，实现调度主站端对顺序控制的实时监视，并能够控制整个顺序控制的过程；根据网络拓扑和操作规则智能生成顺控操作任务，减轻顺序控制的组态调试工作量等，并且增加了二次设备的遥控和保护定值相关的控制操作，尽可能地减少人工操作，从而达到一键式顺序控制的目的。

1传统的程序化操作分析

传统程序化操是指操作人员从当地后台或监控中心发出一条操作指令，该指令可以按照程序预先设定好的控制逻辑去操作多个控制对象[8]。随着国网公司建设具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网的发展目标，对信息的可靠性和准确性有了更高的要求。传统的程序化操作的缺点越来越明显，主要表现在以下方面：

（1）传统程序化操作的操作票是由人工方式开票为主，开票数量多，压力大，不能满足智能变电站的需求。

（2）顺序控制应能实现统一化、标准化的数据建模、通信方式。智能变电站要求以IEC61850标准作为变电站通讯网络标准，作为站内不同厂家设备和系统的通讯规范。传统程序化操作不支持IEC61850规范。

（3）顺序控制与调度主站或监控中心的协同互

动。调控一体化和变电站无人值守的逐步推行需要在调度主站或监控中心进行顺序控制，传统程序化化操作尚未建立支持调度主站的顺序控制，没有形成与调度协同互动的统一标准。

（4）顺序控制操作母线保护需投软压板，投单母、投充电、投过流、保护定值区切换等。传统程序化控制不支持保护相关功能的控制。

（5）顺序控制进行刀闸操作后，需要检查现场机械指示。例如：电机传动的主杆、分杆连接是否完好。受一次设备影响，如果电机传动的主杆、分杆连接分离，单间隔可能造成刀闸未合开关先合上；倒母线可能造成带负荷拉母线刀闸。顺控受制于一次设备及其辅助接点可靠性的影响。传统程序化操作对于该信号无法识别上送。

综上所述，亟待解决的问题是，传统程序化操作功能单一，智能化程度不高，无法满足智能变电站的需求。

1.2顺控操作的应用

针对上述问题，我们设计了一种应用于智能变电站的一键式顺序化控制系统。如图1所示：本系统主要包括顺控操作票组态模块和一键式顺控执行两个模块。

顺控操作票组态模块用于顺控操作票的编辑，生成顺控操作顺序，本系统在沿用了传统程序化操作的手工开票和图形开票方式，满足了传统变电站运行人员的操作习惯，并设计了一种智能开票技术，解决传统程序化操作开票数量多，压力大的问题。生成的操作票保存至操作票系统数据库，供一键式顺控系统调用执行。

一键式顺序控制执行系统在以下技术上取得了突破：

（1）设计了基于IEC61850标准的通讯接口，解决了顺序化控制不同厂家接口规范的问题，实现了各种异型数据的无缝融合。

（2）系统引入了与视频监控系统和智能巡视系统的联动，执行顺序控制的过程中，可以通过智能巡视系统对开关、刀闸执行操作后的图像信息或真实的开关变位信息反馈给操作员。解决了一次设备机械指示真实状态检查的问题。

（3）系统集成了保护信息管理接口，在顺序控制过程中实现保护信息管理功能，解决了保护软压板的投退、保护定值区修改的问题。

（4）系统实现了变电站与调度主站或监控中心的协同互动流程，满足了调控一体化和变电站无人值守的需求。执行顺序化控制时，顺控系统接收调度端或本地后台下发的顺控任务，读取操作票并执行该票，完成操作票内容。

2顺控系统设计与实现

本系统通过预先设定的程序对变电站设备进行系列化操作，系统发出的操作指令指明控制的目的状态，根据设备的遥测、遥信、甚至遥视的相应变化来判断操作是否到位，只有确认该步操作到位的情况下才进行下一步操作。每个控制对象同一时刻只允许以一种方式控制。为防止程序化控制过程中出现各种异常情况，在操作过程中自动化系统提供了暂停、继续、以及紧急停止、取消操作等应急处理措施。

2.1智能开票系统

变电站倒闸顺控操作票由于数量庞大，编辑这些操作耗费了运行人员大量的工作量。智能开票功能可以有效的提高顺控票开票的效率。

2.2基于IEC61850的顺序控制

IEC61850标准用了面向对象的方法对一次设备、二次设备的逻辑功能进行了数据的建模；定义了和具体的通讯实现分开的通讯服务；并且定义了通用配置语言；实现了设备间的开放无缝的互联。顺序控制系统以IEC61850标准作为变电站内的通信标准，包括符合IEC61850标准的测控设备、保护设备、通信接口设备、数据通信及处理单元等。实现了对跨间隔、跨装置的顺序控制，通过在后台系统或集控中心下发一个综合遥控令，即可按照要求顺序完成断路器、隔离刀闸、接地刀闸的分（合）功能。

2.3与调度和当地监控系统后台的协同互动

智能变电站的顺控系统须满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求，可接收和执行监控中心、调度中心和本地自动化系统发出的控制指令，经安全校核正确后，自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制。

2.4顺序控制保护信息管理设计

当前很多智能变电站设置了保护功能软压板。在保护逻辑（即保护算法中）中该软压板逻辑上与保护功能硬压板为“串联”关系，即当软、硬压板状态均投入时，保护功能才投入，当软、硬压板有一个退出时，相应的保护功能退出。正常运行时保护功能硬压板处于投入状态，运行时保护功能的投退或在一键式顺序化控制过程中保护功能的投退均通过投退软压板来实现。

2.5顺序控制的转负

“一键式”转负荷是利用配电自动化系统顺控模块，预先编制合环转负荷操作步骤，操作时只需选中预置的操作方案一键开始，系统自动执行操作步骤，耗时短效率高，且预先编制合环转负荷操作步骤，当遇到遥控操作较多的情况时，可有效避免配调值班员的遥控误操作。此次顺利应用配电自动化顺控模块“一键式”转移大武口变521南环线负荷，不但减少了配网运维人员的工作量、也极大的提高了合环转负荷操作效率、提升了配网线路供电可靠性、为配电自动化系统顺控模块的持续应用奠定了良好开端。

3结语

顺序控制作为智能变电站的基本高级应用之一，本文开发的智能变电站一键式顺序化控制系统顺应国网公司提出的具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展目标。体现了集成一体化、信息标准化、协同互动化发展的智能变电站特征。一键式顺序化控制系统已经在国内第一批智能变电站试点项目的多个工程中得到应用，对国网公司推广调控一体化的发展方向具有积极的推动作用。

参考文献：

[1]刘振亚.2009年国家电网公司2009年年中会议上的讲话[N].国家电网报，2009-07-21，

[2]《智能电网中智能后台的功能实现》舒逸石，马丽丽，于培杰.电工技术2011，0618-19

[3]Q/GDW383-2009，智能变电站技术导则[S].北京：国家电网公司.

[4]Q/GDW393-2010，110（66）kV-220kV智能变电站设计规范[S].北京：国家电网公司.

[5]《110kV智能变电站设计方案初探》吴罡，李琳，李翔等.江苏电机工程2011-02