基于一鍵順控技術(shù)在企業(yè)變電站中的應(yīng)用研究

蔡志全，劉連凱，田冬明，劉 捷

（1.唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北唐山 063200；2.首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，河北唐山 063000；3.灤南縣工業(yè)和信息化局，河北唐山 063500）

引言

電力系統(tǒng)安全對企業(yè)而言至關(guān)重要，直接影響企業(yè)的正常運行。高壓開關(guān)設(shè)備是變配電系統(tǒng)中非常重要的設(shè)備，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行起到承上啟下的作用。在電力系統(tǒng)操作過程中步驟繁多，為更好地保證操作的安全準(zhǔn)確性，對高壓開關(guān)設(shè)備刀閘、斷路器等設(shè)備的現(xiàn)場確認(rèn)環(huán)節(jié)必不可少。傳統(tǒng)的確認(rèn)環(huán)節(jié)由操作人員到現(xiàn)場高壓開關(guān)設(shè)備前進行確認(rèn)，存在著操作過程不規(guī)范問題，很可能會導(dǎo)致走錯間隔、漏項檢查、誤操作等問題的發(fā)生。

隨著智能化變電站普及和無人化變電站的推廣，目前，大型工礦企業(yè)在變電站建設(shè)過程中越來越多的使用智能化設(shè)備，各種新技術(shù)也隨之應(yīng)用在變電站建設(shè)之中，尤其是集控操作管理系統(tǒng)與智能監(jiān)控客戶端的配合使用，大大提高了勞動效率。

為更好地發(fā)揮集控操作管理系統(tǒng)與工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺的先進性，提高現(xiàn)場操作準(zhǔn)確率，簡化操作步驟，減少操作過程中勞動力支出，系統(tǒng)將二維碼技術(shù)引用到電氣操作過程中，強化視頻聯(lián)動操作確認(rèn)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)智能變電站電氣設(shè)備一鍵順控操作。

1 變電站一鍵順控系統(tǒng)

一鍵順控技術(shù)采用計算機控制、視頻監(jiān)控、圖像處理、設(shè)備運行狀態(tài)辨識等技術(shù)，替代傳統(tǒng)的人工分合閘操作模式［1］。

一鍵順控系統(tǒng)由三部分組成：集控操作管理系統(tǒng)、工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺和高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動顯示單元。其系統(tǒng)模型見圖1。

圖1 一鍵順控系統(tǒng)模型

2 集控操作管理系統(tǒng)

集控操作管理系統(tǒng)由智能操作票開票系統(tǒng)和一鍵順控系統(tǒng)組成，具有人機交互、數(shù)據(jù)分析及操作指令下達(dá)功能［1］，用于電氣操作開票、執(zhí)行和數(shù)據(jù)分析及存儲。見圖2。

圖2 智能操作票管理系統(tǒng)

集控操作管理系統(tǒng)中的智能操作票開票系統(tǒng)針對電氣操作任務(wù)提供智能開票、圖形開票、人工手動開票模式。使用智能開票模式，系統(tǒng)結(jié)合操作票的開票規(guī)則和當(dāng)前的運行方式自動開票；系統(tǒng)提供圖形開票模式，操作人員對照系統(tǒng)圖進行操作票的開票［1］；系統(tǒng)還提供人工手動開票模式，操作人員可按照傳統(tǒng)開票模式進行操作票的開票操作；操作票開票完成后上傳到本地數(shù)據(jù)庫，開票人員可以從數(shù)據(jù)庫調(diào)閱操作票，并對操作票進行審核、模擬操作校驗等；當(dāng)操作票校驗無誤后，操作票上傳到調(diào)度側(cè)，調(diào)度側(cè)結(jié)合當(dāng)前運行方式對操作票進行二次模擬操作校驗［2］，校驗通過后所述順控操作系統(tǒng)部分依照電氣操作票指令執(zhí)行一鍵順控操作［3］。見圖3。

圖3 一鍵順控操作系統(tǒng)

順控操作系統(tǒng)包括智能視頻聯(lián)動、保護壓板投退、順控監(jiān)控、設(shè)備狀態(tài)檢查、刀閘斷路器控制等功能，在執(zhí)行順控過程中，系統(tǒng)啟動智能視頻聯(lián)動系統(tǒng)與工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺進行聯(lián)動，實現(xiàn)現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視；在后臺順控操作系統(tǒng)即可完成保護壓板投退操作；設(shè)備狀態(tài)檢查由順控系統(tǒng)進行在線監(jiān)視與分析，結(jié)合五防邏輯判斷操作項次的安全可行性［3］；刀閘斷路器控制則實現(xiàn)對設(shè)備的遠(yuǎn)程操作；順控監(jiān)控界面提供良好的人機畫面，提高一鍵順控執(zhí)行效率［2］；一鍵順控的實現(xiàn)依托于計算機系統(tǒng)，按照程序自動執(zhí)行操作票的遙控操作和狀態(tài)檢查。

3 工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺

工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺由安裝在設(shè)備現(xiàn)場高清攝像頭、智能監(jiān)控客戶端組成，其主要功能用于現(xiàn)場監(jiān)控及后臺數(shù)據(jù)上傳。

工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺同操作管理系統(tǒng)進行二次信息的交互，在一鍵順控操作系統(tǒng)下達(dá)操作指令時，智能監(jiān)控客戶端根據(jù)電氣操作指令信息按照預(yù)置的電氣設(shè)備定位規(guī)則自動調(diào)整現(xiàn)場高清攝像頭的位置，通過高清攝像頭為后臺提供現(xiàn)場實時畫面和捕捉電氣設(shè)備上的開關(guān)、刀閘二維碼信息。智能監(jiān)控客戶端在電氣操作過程中接收、分析通過高清攝像頭捕捉到的二維碼信息，并為一鍵順控操作過程提供信息數(shù)據(jù)，以便一鍵順控操作系統(tǒng)過程中操作狀態(tài)的確認(rèn)。

4 高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動顯示單元

高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動顯示單元用于反映現(xiàn)場刀閘、斷路器位置狀態(tài)信息［4］。在操作開關(guān)設(shè)備本體刀閘、斷路器過程中，開關(guān)設(shè)備本體刀閘、斷路器的機械聯(lián)動位置會發(fā)生變化，相應(yīng)的二維碼會跟隨變化，為工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺提供二維碼信息。

5 一鍵順控系統(tǒng)控制流程（見圖4）

圖4 一鍵順控系統(tǒng)控制流程

集控操作管理系統(tǒng)接收到調(diào)度側(cè)下發(fā)的操作任務(wù)后，智能操作票開票系統(tǒng)啟動，供操作員選擇開票模式，見圖5。當(dāng)執(zhí)行智能操作票生成任務(wù)時，開票系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前電網(wǎng)的運行方式自動生成相應(yīng)的操作票。如果開票成功，則存檔，見圖6。如果開票不成功則在開票系統(tǒng)顯示報警信息。

圖5 智能操作票制作

圖6 智能操作票出票

開票人員在開票結(jié)束后，對操作票進行模擬操作校驗，驗證所開出票的正確性，如校驗不成功，則報警，如成功則發(fā)送到調(diào)度側(cè)。調(diào)度側(cè)接收到操作票文件后，再次進行模擬操作校驗，此時系統(tǒng)結(jié)合當(dāng)前運行方式、刀閘、斷路器位置、五防邏輯［5］等內(nèi)容進行校驗，當(dāng)校驗準(zhǔn)確無誤后審核通過，下發(fā)順控操作指令執(zhí)行電氣操作票，如校驗不成功，則報警。

在執(zhí)行一鍵順控操作過程中，電氣操作票按步驟執(zhí)行［5］，在進行一鍵順控操作過程中，工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺與之進行二次信息的交互，工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺程序遙控高清攝像頭自動調(diào)整對焦距離和清晰度，捕捉當(dāng)前設(shè)備上所顯示的二維碼圖像并上傳。智能監(jiān)控客戶端對上傳的二維碼進行解析，二維碼信息數(shù)據(jù)被發(fā)送到所述集控操作管理系統(tǒng)。

一鍵順控操作系統(tǒng)將工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺上傳的二維碼信息數(shù)據(jù)植入操作票中與當(dāng)前操作步驟刀閘、斷路器位置內(nèi)容進行校對，如刀閘、斷路器位置吻合［6］，則完成了一個操作步驟的視頻聯(lián)動，繼續(xù)進行下一步操作或者結(jié)束操作，如視頻校驗不成功則終止操作并報警。

后臺操作人員還可借助所述智能監(jiān)控客戶端捕捉的實時監(jiān)控畫面查看現(xiàn)場開關(guān)狀態(tài)指示儀狀態(tài)，以再次確認(rèn)操作，見圖7。

圖7 智能操作票歸檔

6 結(jié)語

高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控系統(tǒng)，以集控操作管理系統(tǒng)基礎(chǔ)，集合工業(yè)電視集中監(jiān)控平臺和高壓開關(guān)設(shè)備狀態(tài)信息二維碼聯(lián)動顯示單元實現(xiàn)了高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控操作。高壓開關(guān)設(shè)備電氣操作一鍵式順控系統(tǒng)的使用，不僅強化了變電站智能化操作水平，還提高了電氣確認(rèn)環(huán)節(jié)的工作效率，規(guī)范了電氣操作確認(rèn)環(huán)節(jié)，促進了智能電力調(diào)度系統(tǒng)的發(fā)展。