智能變電站中綜合防誤的研究與實現(xiàn)

廣東電網有限責任公司佛山供電局 楊文琛 姜美玲

隨著我國科學技術的發(fā)展和計算機技術進步，變電站的數量不僅越來越多，而且分布也越來越廣泛，巨大的電力需求使傳統(tǒng)的變電站工作方式無法滿足供電需求，因此智能變電站應運而生。智能變電站可以依賴高速發(fā)展的人工智能技術對變電站進行全方位自動化管理，降低了變電站運行過程中的人力成本消耗。與此同時，智能變電站對各個設備的調控和操作精度要求也較高。在智能變電站的使用過程中，經常存在由于開關誤觸造成的變電站故障現(xiàn)象，嚴重影響了變電站的正常運行。

相關研究人員研究了變電站運行過程中可能出現(xiàn)的誤觸問題，研究表明倒閘操作是變電站運行中出現(xiàn)誤觸事故最多的工作，雖然目前眾多變電站中都設置了倒閘的操作規(guī)則，但由于倒閘等事故產生的變電站人員傷亡問題仍然時有出現(xiàn)。智能變電站是電網運行的基礎，集合了各種各樣的業(yè)務流，因此為了保證智能變電站的實際工作需求，變電站內部的設備往往添加了監(jiān)測功能，設置了相應的防誤方式。

但在智能變電站的實際工作過程中，經常受到人員或設備的影響導致安全問題，出現(xiàn)安全事故。利用計算機進行變電站智能化管理對提高變電站的綜合能力有重要作用，在管理中可能會受運維開關誤觸現(xiàn)象影響導致變電站的運行失穩(wěn)，因此研究了變電站綜合防誤及實現(xiàn)。首先分析智能變電站的綜合防誤技術，其次提出綜合防誤內容及防誤規(guī)則，最后闡述了綜合防誤的實現(xiàn)路徑，為維護智能變電站運行可靠作貢獻。

1 智能變電站中綜合防誤技術

在智能變電站運行過程中，為了避免誤觸現(xiàn)象導致的運行失穩(wěn)問題需要研究綜合防誤技術，提高變電站運行的穩(wěn)定性：

第一種是運維主動綜合防誤技術。該技術是一種變電站設備組合技術，可以根據設備綜合原則設計相應的防誤告警系統(tǒng)，應用該系統(tǒng)可以對目前變電站的實際運行狀態(tài)進行評估，及時監(jiān)控可能會出現(xiàn)的綜合防誤問題，因此該技術主要具有兩個特征：第一個特征是智能運維監(jiān)控特征，可以通過智能化操作評估監(jiān)控實現(xiàn)；第二個特征是變電站的覆蓋特征，受技術特性影響，該技術的適用范圍較廣，能對范圍內智能變電站的各種設備進行保護，實現(xiàn)全面防誤，因此在該技術實際使用過程中應該根據變電站的實際運行狀態(tài)，設計符合邏輯的解決方案，為后續(xù)的保護做基礎，還需要積極檢查綜合防誤設備，提高誤差因素的檢定效果，增加該技術與綜合防誤的匹配性。

第二種是硬壓板防誤技術。該技術主要是針對智能變電站中的誤投問題設計的，因此其在實際使用過程中可以利用硬壓板來完成誤投問題的處理。在智能變電站工作過程中，需要工作人員利用該技術積極對硬壓板進行維護檢測，避免出現(xiàn)操作系統(tǒng)閉鎖現(xiàn)象，降低危險事故發(fā)生的概率，除此之外，硬壓板的具體位置也與智能變電站的穩(wěn)定狀態(tài)相關，因此需要實時監(jiān)測硬壓板的狀態(tài)，進行全方位斷路器檢修，保證目前的正常運行。還可以為硬壓板設計專屬的風險評估機制，降低實際風險發(fā)生的概率，還可以設計補救方案，及時進行風險預警實現(xiàn)智能變電站的綜合防誤。

第三種是運維裝置隔離防誤技術。應用該技術進行綜合防誤時，需要將整個保護器和變電站監(jiān)控系統(tǒng)隔開，避免受到故障影響導致的系統(tǒng)失穩(wěn)問題，應用該技術可以進行二次回路連接，進行SV和GOOSE處理，保證二次回路的虛擬化狀態(tài)，開始進行處理時一定要注意隔離問題導致的處理不確定性，產生處理順序錯亂問題，因此需要根據智能變電站的實際狀態(tài)增加操作可視化界面，設置系統(tǒng)的操作級別，方便智能變電站進行綜合防誤及轉換，實現(xiàn)穩(wěn)定運維。

2 智能變電站中綜合防誤內容及規(guī)則

2.1 智能變電站綜合防誤內容

在智能變電站的實際工作運行過程中，受操作系統(tǒng)的影響可能隨時會出現(xiàn)執(zhí)行性問題，需要設置相應的運維防護和安全解決措施進行解決，為后續(xù)的運維設備檢修提供基礎，因此在運維防護保護的過程中需要記錄各個設備之間的聯(lián)系[1]。在檢修初期進行隔離，檢修后再根據設備之間的聯(lián)系進行恢復，基于此原則，本文研究了智能變電站綜合防誤的內容。

運維功能壓板的實際狀態(tài)與運維保護操作有重要關系，因此智能變電站綜合防誤分為兩個部分：第一部分是功能分位壓板的處理，指的是將分位壓板根據斷路器保護原則進行投入，再使用隔離刀進行母線保護，整個過程均使用SOOSE進行操作，增加了壓板的投入及退出效率；第二部分是硬壓板的處理，首先需要將變電站內部的電壓電流連片切斷，進行回路閉鎖閘重組，斷開其與智能終端的聯(lián)系，實現(xiàn)硬壓板的檢修。

整個變電站的保護步驟均需要參考現(xiàn)有的Q/GDW1396繼電保護原則，將保護設備與軟壓板聯(lián)合實現(xiàn)綜合保護及測控，再利用GOOSE進行母差及主動保護接收，以此來降低軟壓板維護的復雜度，提高智能變電站的綜合維護效率，在維護過程中必須保證軟壓板始終處于正常狀態(tài)，避免軟壓板誤投導致的運維問題[2]。在智能變電站的常規(guī)維護過程中，需要根據實際站控層的報文進行裝置信息化處理，還設置了相關的GOOSE和SV規(guī)范，提高test處理效率，整個智能變電站運維過程中的重要問題就是保證運維邏輯的準確性，進行正確的運維計算。

根據上述的綜合防誤內容，本文也提出了綜合防誤過程中相關的注意事項，即在進行檢修前，必須確定相關功能壓板的狀態(tài)與實際檢修狀態(tài)擬合，避免保護裝置連接錯誤引起的維護失誤現(xiàn)象，產生二次回路失靈故障；其次，如果在設備檢修過程中存在一次停電問題，需立即退出內部的保護SV軟壓板，設置合并單元檢修間隔回路，實現(xiàn)閉鎖保護。

在設備運行過程中經常呈帶電狀態(tài)，因此在維護過程中需要將單元間隔進行雙重化處理，加入合并檢修壓板，保證保護裝置處于合理狀態(tài)，母線電壓異常經常會導致電壓合并異常，因此在處理時需要不斷更換繼電保護裝置，保證維護效果，還需要額外配置綜合維護中的智能終端，保證終端硬壓板處于正確位置，從而完成壓板的檢修。

2.2 智能變電站綜合防誤規(guī)則

根據智能變電站的綜合防誤內容，以及智能變電站的實際運行狀態(tài)，可以設置智能變電站的綜合防誤規(guī)則，首先根據智能變電站的內部設備狀態(tài)設置相應的防誤規(guī)則，受設備閉鎖因素的影響，在變電站內部操作時必須預先經過設備校驗，避免設備防誤閉鎖導致的設備拒動現(xiàn)象，智能變電站必須遵循設備二次防誤規(guī)則及設備匹配規(guī)則。

可以簡單地將一次設備的防誤規(guī)則與二次防誤規(guī)則進行擬合，在變電站綜合防誤過程中需要防止斷路器、帶負荷隔離開關、接地線、帶電間隔誤入等引起嚴重的事故，因此在變電站綜合防誤的過程中需要根據壓板順序原則進行GOOSE/SV保護操作進行軟壓板的接收，在實際操作時首先需要利用功能軟壓板接收實際的防誤指令，然后投入GOOSE/SV進行功能保護，接下來退出GOOSE/SV完成軟壓板的接收。

在一二次設備進行綜合聯(lián)用時需要依據狀態(tài)匹配規(guī)則，即在操作過程中必須保證二次設備與一次設備的應用狀態(tài)實時匹配，因此在線路處理前需要利用線路間隔設置相應的維護終端，進行GOOSE/SV軟壓板操作完成線路的狀態(tài)保護。如果存在線路間隔關系需要立即進行母差保護，增加線路綜合防誤的可靠性，在電子檢修設備應用過程中需要設置相應的告警模塊，進行裝置保護實現(xiàn)運行處理。

3 智能變電站中綜合防誤的實現(xiàn)

根據上述研究的智能變電站綜合防誤技術及綜合防誤內容規(guī)則，研究了智能變電站綜合防誤的實現(xiàn)案例，選取某智能變電站進行研究，該變電站使用綜合接線方法進行接線，因此該變電站的回路完整，符合綜合防誤研究標準，該變電站的部分接線示意圖如圖1所示。

圖1 智能變電站接線示意圖

由圖1可知，該智能變電站研究部分的總線路共兩條，內部呈不規(guī)則變化，可以將該線路劃分為10個不同的接線故障段，此時故障發(fā)生的頻率及故障數量如下表1所示。

表1 接線故障段概況

由表1可知，選取的1～10個接線故障段中的故障發(fā)生頻率均較高，故障數量也較多，其中故障數量最多的是8段、故障數量最少的是6段。在現(xiàn)場實際模擬事故發(fā)生的過程中，需根據現(xiàn)有的安全規(guī)則進行檢修，保證線路處于正常運行的狀態(tài)，設置接地短路、保護動作變化情況作為初始故障，進行電流采樣，分析此時該變電站的防誤功能，在模擬過程中可以觀察該智能變電站的線路保護狀態(tài)，判斷該變電站的防誤需求。

根據實現(xiàn)過程中了解的設備實際情況，可以對其進行影響范圍劃分[3]?？梢栽O置一種設備運行檢查方法，避免存在運行誤差，在智能變電站的保護啟動后，可以利用變電站的信息采集通道獲取變電站內部的綜合信息，結合此時變電站內部的通訊回路完成誤觸可視化，一旦出現(xiàn)了誤觸現(xiàn)象，變電站內部的GOOS需要立即將誤觸信息的類型、時間等綜合信息輸送至保護功能壓板控制中心中，進行全方位監(jiān)控防止誤觸，有效安裝防誤閉鎖，實現(xiàn)綜合防誤。

受智能變電站的交互功能影響，在進行保護過程中需要根據現(xiàn)有的人機交互界面進行綜合調控和維護，降低操作難度，可以利用交互界面，設計與目前防誤相關的維護軟件完成綜合防誤[5]。但這種防誤方法的防誤效率較低，獲取防誤信息的方式也較困難，因此可以在保護裝置內增加防誤控制模塊，提高信息的聚集度，降低防誤信息的獲取難度，一旦出現(xiàn)誤觸現(xiàn)象，防誤模塊可由立即發(fā)送相關的指令，進行防誤判斷，及時對目前的變電站裝置進行保護，相關的運行人員還可以通過交互界面進行交互，完成誤觸信息的封鎖，傳統(tǒng)的誤觸保護模型已經逐漸無法滿足現(xiàn)有的防誤觸需求，因此在后續(xù)的交互過程中可以設置相關的誤觸監(jiān)控平臺完成設備的保護。

智能變電站受內部組裝模塊的影響，其承載的信息量較大，信息組成也較復雜，因此內部的信息收集和存取調用必須靈活，這就需要在變電站內部安裝網絡分析儀，一旦分析計算到可能的誤觸信息，立即對其進行評估，輸入內部的誤觸規(guī)則庫中實現(xiàn)誤觸邏輯的檢驗，為后續(xù)的誤觸處理提供基礎，也增加了綜合防誤的可靠性，實現(xiàn)高效綜合防誤。

綜上，受供電需求影響，智能變電站內部設備組成越來越復雜，傳統(tǒng)的人力管理方式已無法滿足目前的變電站工作需求，因此目前各個變電站都向智能化發(fā)展，在智能變電站的運行過程中，受智能設備的影響，可能經常會出現(xiàn)誤觸問題，因此本文根據國家繼電保護標準研究了智能變電站中的綜合防誤問題，為維護智能變電站運行安全作依據。