智能调度的设备可视化及远方操作分析

李鑫婧，王哲，杨俊

(国网湖南省电力公司长沙供电分公司，湖南长沙410015)

智能调度的设备可视化及远方操作分析

Analysis of visualized equipment and remote operation for smart power grid dispatching

李鑫婧，王哲，杨俊

(国网湖南省电力公司长沙供电分公司，湖南长沙410015)

随着电网规模的日益扩大，变电站数量迅速增加，有效提高调度端运行维护效率及突发事件的应急能力成为当务之急。文章结合变电站监控系统、继电保护二次系统的技术特点，就远方智能调度操作的实现方式进行了研究，并就防误及双信息确认等关键技术问题提出了解决方案。

智能调度，远方操作，双信息确认

随着电网的快速发展，如何进一步有效提高设备运行维护效率及突发事件的应急能力，已成为电力调度行业面临的一项新课题。传统方式一般只能对单个断路器 (或隔离开关)进行远方遥控操作，操作效率低下。如何高效、可靠地对电网一、二次设备开展全方位的调度远方操作，充分提高电网设备性能和运行效率，成为提高电网调度智能化水平的一项重要任务，智能调度日益成为当前电网新技术发展的一个方向〔1〕。

1 现状调查

调度远方操作一般覆盖调控主站、变电站和数据传输通道三部分内容。采用调度数据网作为调控主站和变电站之间的数据传输通道。目前，变电站一般采用DL/T634.5104规约 (以下称104规约)实现与调度端的 “三遥”(遥控、遥信、遥测)通信，对站内设备状态、开关量信息、保护信号、电流电压数据等进行动态监视，并通过对断路器的遥控操作，实现断路器的远方分合，以及电网运行方式的转换。其体系架构如图1所示〔2〕。

当需要对变电站进行综合倒闸操作，如将设备由运行转冷备用 (检修)，涉及对断路器、隔离开关、保护功能投退的一系列操作，受现场技术条件限制，仍需依靠现场运行人员实地进行，依据调度指令逐项执行，难以发挥调控远程一体化操作优势。

图1 调度远方操作体系架构

2 实施方案

2.1 实现模式

为进一步提高调度智能化操作水平，一个可行的思路是在具备条件的变电站 (隔离开关需具备电操机构、保护装置内相关软压板可作为遥信点上传)对相关远动机及保护设备进行程序升级〔3〕:

1)采用远动规约的遥控业务实现继电保护和安全自动装置功能软压板远方投退操作。

2)采用程序化顺序控制倒闸程序，仅需通过单一操作指令，实现断路器由一种状态倒换为另一种状态。

2.2 技术要点

1)操作位置实现 “双信息确认”。依据规程要求，继电保护远方操作后应有2个及以上的指示，且所有的指示均已同时发生对应变化，才能确认该设备已操作到位〔2〕。远方操作必须满足该项要求。本方案通过监控端操作画面图形及遥信指示，以及现场装置内相关功能充电状态指示的上传，实现对操作位置信号的 “双确认”要求。

2)实现远方程序化操作调度可视化，提高一次设备操作可控性。常规调度端程序化操作通过一键式操作，通过远方遥控命令，调取变电站端就地程序化顺控逻辑，经五防逻辑判断无误后，实现远方程序化顺控操作〔4〕。当操作中出现问题无法继续进行时，由于调度端无法实时监视操作过程中操作指令执行情况，故障必须依赖现场人员进行查找和定位。本方案在实施设备的程序化操作的同时，将数控执行过程中已经执行的步骤数、是否成功、失败原因等以标志信息的形式上送到主站，当操作过程中任何环节出现问题，调度端可迅速准确定位，排除故障点〔5〕。同时可上传顺控票和操作日志，使得远方主站任何时刻都可调阅站内所有的顺控票及日志记录，做到对站内顺控信息了如指掌，进而实现远方程序化操作的调度可视化，可极大提高调度端程序化操作执行效率。

3 具体实例

以长沙110 kV谭石变电站为试点。目前长沙电网远动信息子站通过远动管理机或调度数据网以“104规约”接入到远动信息主站。为实现调度端远方程序化操作，首先应在变电站端完善相关顺序控制操作逻辑，调度端通过远方遥控命令，调取变电站端就地顺控逻辑，从而顺利实现远方程序化顺控操作。另一方面，结合当前设备实际运行状况，基于远动信息子站模式，将保护软压板作为遥控对象，通过远动 “104规约”实现远方投退，并判断、监视其状态。

3.1 保护远方操作改造

对远动数据库进行修改、配置，增加继电保护及安全自动装置软压板遥控、遥信信息量。修改远动数据库前应进行备份，修改完毕所有的组态、配置文件需要与备份文件进行核对无误。数据库加工完成后，对后台机及远方监控画面进行完善，加入相关重合闸以及备自投功能压板投退画面。

1)对于重合闸 (备自投)软压板的远方操作，应在间隔图中设置重合闸 (备自投)功能软压板及对应的第2个确认信号 “重合闸 (备自投)充电完成” 信号，软压板具备 “投入” 和 “退出”2种状态，“重合闸 (备自投)充电完成”状态指示具有 “已充电”和 “未充电”2种状态。

2)对于除重合闸、备自投外的功能软压板的远方操作，应在间隔图中设置保护装置功能软压板及对应的第2个确认信号，软压板具备 “投入”和 “退出”2种状态，第2个确认信号具备 “功能投入”和 “功能退出”2种状态。

3.2 程序化操作改造

要实现线路或间隔的程序化操作，首先需要确定对象的所有运行状态，然后根据运行状态间的转换关系，配置顺控票。以110 kV出线为例，该线路共有运行 (R)、热备用 (W)、冷备用 (C)、检修 (S)4种状态，因此各个状态间的切换可以有12种操作:R→W，R→W→C，R→W→C→S，W→C，W→C→S，C→S，W→R，C→W→R，S→C→W→R，C→W，S→C→W，S→C。分别对应着12个顺控票，包含了从初始状态到目标状态的所有操作指令。负责程序化控制执行的远动装置接收到从本地后台监控或者远方主站发来的顺控启动指令后，根据具体的顺控指令及当前的运行状态调出对应的顺控票配置文件，读取文件中每一步操作步骤内容，依次向站内保护测控装置发出遥控指令，直到该票中所有步骤执行完成。程序化操作逻辑如图2所示。

图2 远方程序化操作逻辑

采用程序化控制首要考虑的是操作的可靠性，远动装置通过如下手段保证顺控操作平稳顺利的执行:

1)后台在定义完顺控票后，使用带校验的内部通信规约将票传输到远动装置中，远动在收到后需要重新检验语法及数据对象，保证两地顺控逻辑严格一致；2)顺控票在执行过程中，只有当前一步操作成功，才能进行下一步操作；

3)每步操作前，都要判别预先在顺控票中所定义的该步操作的五防条件逻辑或其他条件是否得到满足，只有满足方可开始该步操作；

4)执行完成后还要判断该步执行的结果逻辑是否正确，并将每一步执行成功或失败的过程信息送到本地监控系统或远方主站，供值班员参考；

5)对于诸如刀闸等机构执行较慢的一次设备，所在步骤可设置较长的超时等待时间，超过等待时间仍未成功，则判该步骤操作失败；

6)提供了顺控急停和暂停功能，为了防止误发顺控命令或者顺控执行过程中出现其他意外情况，值班员可以紧急叫停执行中的顺控操作。

4 效果检查

经在110 kV谭石变电站现场试验验证，保护重合闸及备自投功能压板远方投退无误，压板投入退出信号、相关充电状态信号均顺利上传至远方。远方可顺利实现主变由运行至热备用，110 kV断路器由运行至检修任意状态的转换操作。全部测试经调度端验收合格。

5 结束语

随着智能电网技术的推广和智能变电站的全面建设，变电站程序化操作等高级应用功能逐步成熟，并日渐成为电网新技术发展的一个趋势，将程序化操作、远方压板投退等智能变电站高级应用功能在调度端实现可视化，使调度值班人员可直接进行上述高级应用，将极大地提升电网调度工作效率及突发事件的应急处理能力，减轻现场运维人员工作压力、缩短工作时间，为调度操作实现智能化打下坚实基础。

〔1〕廖鹏，林少华，易仕敏，等.适应电网快速发展的调度远方操作研究 〔J〕.广东电力，2013，26(4):39-42.

〔2〕国家电网公司.继电保护和安全自动装置远方操作技术规范〔Z〕.2015.

〔3〕黄立文，蒋传文，刘海洋.电网继电保护远方操作的工程应用 〔J〕.江苏科技信息，2015(19):59-60.

〔4〕冯宗琮.变电站自动化改造中的五防与遥控 〔J〕.电工技术，2010(10):26-27.

〔5〕丁泉.变电站程序化操作及远东装置执行 〔J〕.电力自动化设备，2007，27(8):119-121.

TM734

B

1008-0198(2016)04-0033-02

10.3969/j.issn.1008-0198.2016.04.008

2015-10-13

国家电网湖南省电力公司群众性科技创新项目 (5216A115000D)