變電站一鍵順控不停電校核應(yīng)用

王 亮

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引言

隨著電網(wǎng)智能化的發(fā)展，一鍵順控功能已廣泛應(yīng)用于各電壓等級(jí)變電站[1]，滿足了調(diào)度運(yùn)行管理由經(jīng)驗(yàn)型向邏輯型、智能型轉(zhuǎn)變的要求。對(duì)于新建變電站，一鍵順控功能可以有充足的時(shí)間進(jìn)行功能驗(yàn)證，但是運(yùn)行中的變電站由于受停電計(jì)劃和安措部署的限制[2]，一鍵順控功能驗(yàn)證工作存在時(shí)間長、風(fēng)險(xiǎn)大的困難。一鍵順控不停電校核，應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)控制技術(shù)、傳感和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、狀態(tài)自動(dòng)識(shí)別和智能判斷技術(shù)，以當(dāng)前實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫斷面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用不停電校核工具和設(shè)備狀態(tài)手動(dòng)判別方式對(duì)模擬數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，完成對(duì)待校核順控操作票的逐條驗(yàn)證工作。該校核方式的應(yīng)用將減少運(yùn)行中的變電站一鍵順控功能驗(yàn)證工作的時(shí)間及風(fēng)險(xiǎn)，減少人力投入，從而提高一鍵順控功能在變電站的使用率。

本文對(duì)一鍵順控不停電校核流程、CRC校驗(yàn)碼巡視、操作票校核文件導(dǎo)出和校核記錄等進(jìn)行設(shè)計(jì)，并通過仿真案例對(duì)不停電校核進(jìn)行功能驗(yàn)證。

1 一鍵順控

變電站一鍵順控是智能變電站高級(jí)應(yīng)用之一，是推進(jìn)現(xiàn)代信息技術(shù)與電網(wǎng)技術(shù)深度融合、構(gòu)建智能運(yùn)檢體系的關(guān)鍵技術(shù)[3]。應(yīng)用一鍵順控功能可將繁瑣、復(fù)雜、易誤操作的傳統(tǒng)人工倒閘操作模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴僮黜?xiàng)目軟件預(yù)制、操作任務(wù)模塊式搭建、設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)判別、防誤聯(lián)鎖智能校核[4]、操作步驟一鍵啟動(dòng)、操作過程自動(dòng)順序執(zhí)行的一鍵順控模式，減少無效勞動(dòng)，降低誤操作風(fēng)險(xiǎn)，提升倒閘操作效率。

2 一鍵順控操作票狀態(tài)轉(zhuǎn)換

一鍵順控操作票庫由做票人員根據(jù)用戶提供的操作票定義文檔在操作票編輯工具中進(jìn)行編制，剛編制完成的票是未校核票；未校核票經(jīng)不停電方式或停電方式校核成功后，其狀態(tài)變?yōu)橐研：?。在操作票編輯工具中打開操作票修改保存或一鍵重命名后，其狀態(tài)變?yōu)槲葱：?。操作票校核工具巡視已校核票時(shí)，若CRC校驗(yàn)碼發(fā)生改變，其狀態(tài)變?yōu)樾：耸　?種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖1所示。

圖1 順控操作票狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖

變電站一鍵順控和調(diào)度順控只允許調(diào)用已校核的順控操作票。運(yùn)行中的變電站監(jiān)控系統(tǒng)升級(jí)，所有操作票在投運(yùn)前已校核通過，升級(jí)后原有操作票應(yīng)通過操作票校核工具置為已校核狀態(tài)，擴(kuò)建間隔新增的操作票初始應(yīng)為未校核狀態(tài)。

3 不停電校核功能設(shè)計(jì)

3.1 校核流程

一鍵順控不停電校核流程如圖2所示。一鍵順控不停電校核以操作票校核工具作為人機(jī)交互入口，啟動(dòng)模擬校核界面。模擬校核過程中監(jiān)控主機(jī)能夠正常監(jiān)視全站設(shè)備狀態(tài)。一鍵順控不停電校核時(shí)，監(jiān)控主機(jī)和智能防誤主機(jī)交互。智能防誤主機(jī)在不接收監(jiān)控主機(jī)發(fā)送操作票文件的情況下，直接對(duì)單步操作項(xiàng)目進(jìn)行防誤校驗(yàn)。一鍵順控不停電校核時(shí)，子站閉鎖主站下發(fā)的順控操作和變電站內(nèi)的遙控、順控操作，保證子站遙控的唯一性。

圖2 一鍵順控不停電校核流程

3.2 校核工具

在監(jiān)控后臺(tái)設(shè)置操作票校核工具啟動(dòng)入口，啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行用戶權(quán)限驗(yàn)證，具備權(quán)限的用戶才允許進(jìn)入操作票校核工具界面。權(quán)限校驗(yàn)可采用單因子或雙因子方式，滿足電力系統(tǒng)安全審計(jì)要求。操作票校核工具除了具備一鍵順控操作票校核功能外，還有變電站常用運(yùn)維管理功能，例如進(jìn)行全站操作票CRC校驗(yàn)碼巡視、導(dǎo)出全站操作票校核文件等。

3.3 模擬校核

選中操作票校核工具的“不停電校核”菜單項(xiàng)，進(jìn)入模擬校核界面。模擬校核界面基于現(xiàn)有一鍵順控界面進(jìn)行功能擴(kuò)展，通過單步模擬置數(shù)的方式模擬操作項(xiàng)目執(zhí)行結(jié)果。模擬校核時(shí)，變電站監(jiān)控主機(jī)為一鍵順控發(fā)起方，并與智能防誤主機(jī)、測控裝置交互[5]。模擬校核流程包括生成任務(wù)、指令執(zhí)行，如圖3所示。

圖3 一鍵順控模擬校核流程

1）啟動(dòng)模擬校核流程時(shí)首先進(jìn)行用戶權(quán)限校驗(yàn)，權(quán)限校驗(yàn)通過后，自動(dòng)生成操作任務(wù)。生成操作任務(wù)時(shí)不停電校核程序自動(dòng)將操作對(duì)象置為該操作任務(wù)要求的當(dāng)前狀態(tài)。

2）指令執(zhí)行過程包括啟動(dòng)指令執(zhí)行、操作條件檢查、執(zhí)行前當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)核實(shí)、順控閉鎖信號(hào)判斷、全站事故總判斷、單步執(zhí)行前條件判斷、單步監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)置防誤閉鎖校驗(yàn)、單步智能防誤主機(jī)防誤校核、單步模擬置數(shù)、單步確認(rèn)條件判斷等環(huán)節(jié)，全部環(huán)節(jié)完成后才可確認(rèn)指令執(zhí)行完畢。

3）指令執(zhí)行時(shí)采用單步執(zhí)行方式，監(jiān)控主機(jī)向測控裝置發(fā)送遙控選擇命令，遙控選擇返回后，監(jiān)控主機(jī)向測控裝置發(fā)送遙控撤銷命令。每一步操作指令執(zhí)行結(jié)束后彈出提示對(duì)話框，由校核人員檢查確認(rèn)，對(duì)每一步操作內(nèi)容、操作對(duì)象、操作結(jié)果進(jìn)行人工判斷，確認(rèn)后再繼續(xù)執(zhí)行下一步操作。

4）指令執(zhí)行時(shí)采用雙套防誤機(jī)制校核，一套為監(jiān)控主機(jī)內(nèi)置的防誤邏輯校驗(yàn)，另一套為獨(dú)立智能防誤主機(jī)的防誤邏輯校驗(yàn)。

5）全部操作任務(wù)校核完畢后，檢查目標(biāo)狀態(tài)并保存為已校核操作票。

3.4 CRC校驗(yàn)碼巡視

全站操作票CRC校驗(yàn)碼巡視可檢查變電站已校核操作票是否被修改。巡視時(shí)，計(jì)算已校核操作票的CRC校驗(yàn)碼，與數(shù)據(jù)庫中記錄的CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行比較。

3.5 操作票校核文件導(dǎo)出

將全站操作票導(dǎo)出為文本文件，文件內(nèi)容按照變電站、電壓等級(jí)、間隔、操作票的層次排列。操作任務(wù)的序號(hào)后標(biāo)識(shí)此操作票的校核狀態(tài)、操作人、監(jiān)護(hù)人。導(dǎo)出全站操作票校核文件時(shí)，若有操作票尚未校核，彈出對(duì)話框進(jìn)行提示。

3.6 校核記錄

模擬校核成功后生成校核記錄文件，統(tǒng)一存放在固定目錄下。校核記錄文件內(nèi)容包括校核人員信息和全部操作項(xiàng)目校核信息，操作項(xiàng)目校核信息即指令執(zhí)行時(shí)提示對(duì)話框中的提示內(nèi)容。

4 不停電校核驗(yàn)證

4.1 程序介紹

本文設(shè)計(jì)的不停電校核程序?qū)崿F(xiàn)了不停電校核功能。選用典型的220 kV線路間隔順控操作票驗(yàn)證程序的正確性和合理性，2個(gè)仿真案例線路間隔初始狀態(tài)均為冷備用狀態(tài)。

4.2 仿真案例一

4.2.1 操作票編輯

典型的220 kV線路冷備用轉(zhuǎn)運(yùn)行操作票包括遙控合上母線側(cè)隔離開關(guān)、遙控合上線路側(cè)隔離開關(guān)、遙控合上線路斷路器3個(gè)步驟。

4.2.2 不停電校核驗(yàn)證

本仿真案例線路初始狀態(tài)與待校核操作票初始狀態(tài)一致，程序直接將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫斷面數(shù)據(jù)更新到模擬數(shù)據(jù)庫中。權(quán)限校驗(yàn)結(jié)束后程序直接進(jìn)入不停電校核操作界面，然后通過手動(dòng)觸發(fā)方式將程序轉(zhuǎn)入不停電校核驗(yàn)證階段。

進(jìn)入不停電校核驗(yàn)證階段后，程序逐步執(zhí)行待校核操作票。完成操作票步驟一的操作后，不停電校核工具界面彈出人工確認(rèn)界面，提醒校核者對(duì)當(dāng)前已執(zhí)行步驟進(jìn)行確認(rèn)。校核者通過裝置遙控報(bào)告獲取待校核操作票遙控點(diǎn)，人為判斷該遙控點(diǎn)是否與一次設(shè)備實(shí)際使用的遙控點(diǎn)一致。如果校核者判斷二者一致則人工確認(rèn)，程序繼續(xù)下一步驟驗(yàn)證；如果校核者判斷二者不一致則終止不停電校核驗(yàn)證，并排查問題。

操作票步驟一人工確認(rèn)后，不停電校核程序?qū)?huì)繼續(xù)驗(yàn)證操作票步驟二和步驟三。對(duì)于這兩步操作，程序每完成一步，都會(huì)彈出人工確認(rèn)界面，提醒校核者對(duì)當(dāng)前步驟結(jié)果的正確性進(jìn)行確認(rèn)。

當(dāng)待校核操作票完成所有操作步驟后，程序給出驗(yàn)證結(jié)果，經(jīng)確認(rèn)后將模擬數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證過的待校核操作票發(fā)布到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并將待校核操作票保存為已校核操作票，完成整個(gè)不停電校核驗(yàn)證工作。

4.3 仿真案例二

4.3.1 操作票編輯

典型的220 kV線路運(yùn)行轉(zhuǎn)冷備用操作票包括遙控拉開線路斷路器、遙控拉開線路側(cè)隔離開關(guān)、遙控拉開母線側(cè)隔離開關(guān)3個(gè)步驟。

4.3.2 不停電校核驗(yàn)證

本仿真案例線路初始狀態(tài)與待校核操作票初始狀態(tài)不一致，程序無法直接將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫斷面數(shù)據(jù)更新到模擬數(shù)據(jù)庫中。在權(quán)限校驗(yàn)結(jié)束后程序提示當(dāng)前初始狀態(tài)不滿足，需置為運(yùn)行。經(jīng)校核者確認(rèn)后程序自動(dòng)將模擬數(shù)據(jù)庫中線路狀態(tài)從冷備用置成運(yùn)行。程序進(jìn)入不停電校核操作界面后，本仿真案例的驗(yàn)證過程與仿真案例一相同。在完成每一步的操作和人工確認(rèn)后，程序?qū)⒛M數(shù)據(jù)庫驗(yàn)證過的待校核操作票發(fā)布到實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，并將待校核操作票保存為已校核操作票，完成整個(gè)不停電校核驗(yàn)證工作。

5 不停電校核功能完全自動(dòng)化

目前不停電校核在使用中存在人工確認(rèn)環(huán)節(jié)，尚未完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且對(duì)校核人員技能水平有一定要求。國內(nèi)各電壓等級(jí)變電站智能化水平越來越高，并將IEC 61850規(guī)約作為站控層通信規(guī)約[6]。該規(guī)約遙控命令結(jié)構(gòu)體中有一個(gè)test標(biāo)志位，當(dāng)客戶端下發(fā)的遙控命令中該標(biāo)志位是true時(shí)，服務(wù)端設(shè)備應(yīng)當(dāng)只做通信上的測試并反饋結(jié)果給客戶端，服務(wù)端設(shè)備并不真正出口。因此，如果服務(wù)端設(shè)備能夠支持test位的使用，不停電校核程序可下發(fā)帶test標(biāo)志位的遙控命令，服務(wù)端設(shè)備在收到后，只進(jìn)行通信層面上的肯定回復(fù)，并不真正出口，這樣不停電校核無需人工確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。

6 結(jié)語

不停電校核的應(yīng)用進(jìn)一步推動(dòng)了一鍵順控功能在變電站中的應(yīng)用。對(duì)于運(yùn)行中的變電站而言，一鍵順控功能驗(yàn)收涉及的停電計(jì)劃和安措部署都是繁瑣且易出錯(cuò)的工作，給變電站的運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。一鍵順控不停電校核以當(dāng)前實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫斷面數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用不停電校核工具和設(shè)備狀態(tài)手動(dòng)判別方式對(duì)模擬數(shù)據(jù)庫進(jìn)行更新，完成對(duì)待校核順控操作票的逐條驗(yàn)證工作，有效降低了變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。