论电力变电无人值班运行管理模式及特点框架构建

论电力变电无人值班运行管理模式及特点框架构建

苗姣玲

国网 太原供电公司 山西太原 030001

摘要：过去数十年以来，变电站一直依赖于有人值班，需要工作人员全天二十四小时轮班值守，工作任务繁重，效率低下。随着自动化、信息化的发展，变电站运行管理模式正在从有人值班转向无人值班，不仅降低了工作人员的任务量，而且提升了变电管理的效率。本文将探讨变电无人值班运行管理模式及其特点，希望本文可以为电力系统的同行提供一些有价值的参考。  　　关键词：电力变电；无人值班；运行管理模式；特点  　　一、变电无人值班运行管理模式及其特点  　　（一）变电无人值班  　　随着时代的发展，电网运行的要求越来越高，越来越复杂，传统的有人值班已经难以适应变电管理的要求。因此，各级电力调度中心采用远程控制技术、通信技术、数据分析与处理技术，采用无人值守的形式取代人工操作。电力调度中心采用无人值班的形式，可以实时掌握电网与变电站运行状态，降低变电站误操作率，提高电网运行的稳定性，并且节约大量人力成本，提高人力资源利用率[1]。  　　早在一九九〇年代末，美国便应用计算机技术对国内所有大型变电站进行了全面改造，实现了无人化管理。德国在二〇〇三年开始全面建设无人化、智能化电网；法国225kV变电站全部实现无人值守；日本275kV以下的变电站全部实现无人值班，占全国变电站总数的97%。  　　（二）变电无人值班运行管理模式及其特点  　　2.1 分层分布式模式  　　电力调度中心通过集控站采集变电站的实时信息，向集控站下达电力调度命令。集控站负责监控各个变电站的运行，并对一次设备实施远程操作；操作队对无人值班运行电站进行巡视，并手工操作变电站的二次设备。  　　该模式的优点是：实现了无人值守与有人巡视、操作的统一，具有极高的管理效能；该模式的缺点是：监控中心缺乏操作权限，操作队在操作二次设备时又需要通过监控中心与调度中心联系，流程较长，消耗的时间过多。  　　2.2 集中式模式  　　由一个集控站对所有运行中的变电站实行集中的监控，采集它们的实时信息并实行统一管理，根据电网运行的情况进行灵活的电力调度，操作队在集控站的远程指挥下操作二次设备。  　　该模式的优点是：减少了不必要的中间层级，缩短了信息传递的流程与时间，提高了远程操作的效率。该模式的缺点是：对于操作人员的素质要求较高；若操作人员没有丰富的工作经验，往往难以进行远程操作[2]。  　　二、无人值班变电站设计要求  　　（一）计算机控制系统  　　计算机控制系统采取分层分布式构架，应具有遥控功能；该系统可对变电站全部设备进行不间断监控，统一采集实时信息，并进行统一处理；该系统可应用交流采样方式采集模拟量；该系统采集的数据可直接上传；为防止误操作，该系统还须设置自动闭锁功能。该系统的时钟必须与变電站的时钟保持同步。  　　（二）监测范围  　　无人值班需要监测的对象包括模拟量、状态量、脉冲量、保护量等等。  　　模拟量包括：电量数据，包括各母线段的电压、电流、有功、无功、频率、功率因数，相位等等；这些电量数据使用交流采集。采集电量数据时须使用精密小型CT、PT，并采用傅氏算法，以提高采样精度[3]。非电量数据，包括变压器的温度、压力、瓦斯值等等；非电量数据使用智能压力变送器加数模变换方式采集。  　　状态量包括：断路器分/合、隔离开关分/合、接地刀闸分/合，变压器分接头位置等等。对这些状态量，可采用光电隔离方法的开关量进行中断采集。  　　继电保护数据，包括：保护状态、保护动作信号、保护定值等。  　　脉冲量采集：直接采集电能表脉冲。  　　（三）控制范围  　　控制范围，主要包括：断路器、主变压器、载调压开关。  　　（四）系统网络架构  　　4.1 站控层  　　站控层设置计算机控制系统，负责收集、处理、显示、监视各个变电站一切电气设备的数据、信息（包括各设备状态、切换开关位置等）。  　　4.2 间隔层  　　间隔层由智能开关保护单元、操作出口回路、测控装置与变压器保护组成，负责对变电站电气设备进行测量、保护、控制。  　　4.3 设备层  　　主要包括变电站内的变压器、断路器、隔离开关、辅助设备等。  　　三、无人值班运行模式未来的发展趋势  　　（一）人工智能化  　　目前，人工智能技术发展迅猛，相信在不久后的未来，人工智能技术将广泛应用于变电站无人值班运行。人工智能可对电网的运行情况、设备情况、薄弱环节进行全面分析，并根据电网运行的历史数据建立模型，进行科学预测，提前估计哪些用户的电力需求可能会出现增长（如春节期间酒店的用电量会上升），哪些用户的电力需求会出现下降（如学校在寒暑假期间的用电量会减少），制定电力调度预案，进行合理错峰。当电网中某个客户的用电突然出现急增时，人工智能技术还可通过模糊算法迅速计算出最佳方案，及时进行合理的电力调度，补上用电负荷的缺口[4]。  　　（二）完全无人化  　　目前，国内变电站虽然推广无人值班，但实际上还是难以真正做到完全无人值守。造成这一现象的原因是多方面的：一些变电站设备老化，自动化程度不高，远程监控人员无法在第一时间进行操作，也难以及时排除故障；在对一次设备（如开关）进行远程操作时，需要有人在现场检查确认设备的操作状态；保护操作无法实现远程遥控；许多人员观念老化，不敢相信自动化系统的可靠性。反观发达国家，绝大多数变电站已经完全实现无人化，有的变电站虽然配备了一两名值班人员，但他们主要负责安全值守。——由此可见，无人值班运行模式还有很大的上升空间，必将走向完全无人化。 

四 电力变电无人值班运行管理模式应用的注意事项  　　目前电力变电无人值班运行管理模式在应用的过程中，仍存在操作人员警惕性低、调度应急方案不健全、信息应用效率低、指令混乱等问题，严重削弱电力变电无人值班运行管理模式的时效性，所以在探索电力变电无人值班运行管理模式的过程中，应有意识的对此运行管理模式现阶段存在的问题进行避免，所以对以下注意事项予以关注。  　　1强化监控巡视等队伍建设  　　在无人值班运行管理模式应用的过程中，对监控巡视人员的专业性、职业道德等方面提出了更高的要求，所以在此模式应用的过程中，应系统的对相关人员展开培训，使其在准确掌握无人值班流程的同时，明确工作重点和注意事项等，以此提升工作效率和反应速度。  　　2优化调度系统  　　在分层分布式运行管理模式中，对调度中心的工作质量具有较高的依赖性，直接决定区域电力故障能否得到有效的控制，所以变电站在应用此运行管理模式的过程中，必须有意识的结合自身情况，建立健全、统一的调度系统，及时、有效的发布故障处理命令，避免操作失误或命令下传滞后等问题的发生。  　　3提升信息管理水平  　　在无人值班的过程中，监控系统会采集大量的设备、电路运行信息，为保证在电网发生故障后，操作人员可以在大量信息中準确、快速的使用相关的信息，进而对事故进行有效的处理，降低电网事故的影响，需要对采集的大量信息进行分类和整理，所以应有意识的对变电站的信息管理水平进行优化，引入更加先进的信息处理技术，如电视监控系统、数字库等。  　　4完善指令模式  　　在系统运行的过程中，要将指令模式划分成巡视、操作、基础技术管理、技术性保留、管理五个既独立存在又存在联动关系的部分，在电网发生故障或需要现场处理的情况下，系统将相应的指令向相关的人员第一时间下达，可以保证无人值班运行管理模式下操作人员的反应速度和电网运行的可靠性，降低电网故障的实际影响。  　　结束语  　　实行变电无人值班运行模式，适应了信息时代的发展趋势，有利于减少电力管理人员的数量，推动电网智能化进步，提升电网运行的可靠性与稳定性。因此，我们应当在变电管理中积极发展无人值班模式。  　　参考文献：  　　[1]李小平.无人值班变电站运维管理模式及其应用发展探讨[J] .建材与装饰， 2018（46）：232-233 .  　　[2]叶烨.无人值班变电站设备状态监测的实时信息分析与管理[J] .低碳世界， http：//kns.cnki.net/kcms 2018（11）：154-155 .  　　[3]刘军.浅析变电站变电运行管理问题以及技术措施[J] .中国设备工程， 2018（17）：150-151 .  　　[4]姜继刚.无人值班方式下运维人员如何提高事故处理能力[J] .数字通信世界， 2017（11）：238 .