刍议电力运行程序化操作在变电站中实现的几个关键问题

甘泽凤

摘  要：变电站采用程序化操作是实现无人值班的关键，变电站采用程序化操作具有很多的优点，能减少人工操作时的误操作，对于简化流程、提高效率具有重要意义。我国目前的变电站能实现程序化操作的多是110 kV变电站，且一般采用特殊工程来实现，采用整套系统方案来解决的很少，还处于发展的起步阶段，需要解决的问题很多。

关键词：程序化操作;变电站自动化;问题;思考

中图分类号：TM764     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）06-0089-01

变电站采用程序化操作能提高自动化的水平，可以减少相关人员的配备，提高工作的效率，对于事故下的电网恢复能迅速及时，对于电网的管理具有很重要的作用。在本文中，对程序化操作在变电站中实现的几个关键问题进行了阐述，并在技术分析的基础上做出了可实现的方案。

1  如何实现程序化操作及其目标

从原始态到目标态的实现方式为程序化操作实现的最佳方式，操作人员利用一条操作命令即可轻松实现，整个过程由智能电子设备来自动完成，无须人工参与，能实现真正的“一键操作”。程序化操作中的一些要求如下：①在站内和调度端都能实现程序化的操作;②在执行的过程中遇到问题时，应能发出提示，让相关人员停止命令或是继续执行;③程序化操作应可以对不同间隔的设备进行;④保护装置的定值区通过程序化操作能进行切换;⑤操作过程应从原始态到目标态的整个过程。

下面以110 kV的为例，程序化操作流程中四种状态的切换如图1所示。

2  程序化操作的发展趋势

已经实现程序化操作的变电站多是低于220 kV的变电站，这些变电站的程序化操作一般是以一次设备的操作为主，二次设备的操作一般不涉及。执行程序化操作的一般是在变电站内，几乎没有在调度端执行的，程序化操作的范围不广。其发展趋势应涵盖整个一次设备和二次设备的操作、能进行间隔操作、变电站内和调度端的操作都能实现。要实现这种全方位的程序化操作，就需要解决以下技术上的问题，关键在于站内通信协议和程序化操作方案的解决。

3  程序化操作在变电站中实现的几个关键问题

3.1  站内通信协议在变电站程序化操作中的要求

①程序化操作的命令和获得开关和模拟量信息应由其来实现传递，能实现在间隔层装置间横向通信。

②程序化操作的结果信息应由其来负责承载，如：操作进度如何，是否出现了操作失败的情况，失败的原因，是否需要人工修复等等。

③目前，一个变电站采用一个生产厂家的设备还存在较大困难，可以考虑采用不同厂家的设备时，如何让这些设备实现不同厂家的程序化操作。

3.2  关于程序化操作票的模式

一般来说，程序化操作票在目前有两种模式被广泛应用：①典型票模式。这种操作票的模式是事先编制典型票，将典型票通过传动试验，然后在变电站中应用这些典型票进行操作。缺点是典型票不能包含变电站操作的全部，优点是操作票在事前已经经过传动试验，操作可靠，技术要求较低，其应用较广泛;②非典型票。这种模式也是在事前进行编制程序化操作票，然后进行仿真校验，最后由设备来执行操作票，这与传统的人工来执行操作票的方式有着极大的不同，由于操作票的临时编制性，不可避免的存在着一些编制失误。

这两种方式单独使用时都不可能实现对变电站的全方位程序化操作。在实际的应用中，可以根据实际情况采用不同的模式，将两者结合也是很好的办法。

3.3  程序化操作方案

程序化操作一般有三个方案。

①程序化操作在后台和调度主站之间的实现。这种方案要解决的是调度端和后台之间的操作票运行，指令的执行和发出由间隔层装置来实现。本方案的优点是不需要改动间隔层设备，简单的结构，灵活的编制，对于不同厂家的相互操作，也可方便进行。本方案的缺点是，通信信息来源必须可靠，必须有通信中断时的应急处理措施，程序化操作的可靠性较差。

②在变电站内部以间隔内操作票为基础，实施独立的程序化操作服务器。在程序化操作服务器中，以间隔为单位将已经编制好的典型票存放其中，间隔层装置依照命令执行从原始态到目标态的程序即可，不需要改动。本方案的优点是不需对间隔层设备做任何改动，架构简单，运行可靠，维护也相对简单，能很好地解决间隔对变电站扩建的影响。其缺点是程序化操作服务器在其中担负重要的职责，责任重大。

③程序化操作由间隔层设备和站控层程序化服务器合作完成。跨间隔的操作由程序化服务器来实现，间隔内的操作由监控装置来实现。本方案的优点是操作在间隔内的执行，快速、可靠。其缺点是：对于跨间隔的操作，因为较复杂，比较难实现。

3.4  调度端和集控中心程序化操作的实现。

变电站程序化操作的终极目标是在调度端或是在集控中心实现程序化操作，目前我国各个厂家对于程序化操作因为没有统一的标准，在实现的方法上各异，因此要想实现在调度端或集控中心的完全自动化，存在着较大的困难。较可行的方案是在变电站内完成对操作票的编制，然后，变电站内部的操作票由调度端或是集控中心来进行召唤和显示，并由其来进行组织、监控进展情况。目前的传动协议对操作票不具有传输功能，不能承载操作信息，不能进行人為命令的干预，不能进行保护信息的定值传送，所以在调动端或是监控中心实现程序化操作必须先对远动协议进行修改和扩充。

3.5  程序化操作在运行管理方面的要求

在进行程序化操作的过程中，不论是当地监控后台还是调度中心，操作在进行中可能因为分合设备的不到位或是不满足联闭锁条件等，都会中断。如果中断了，对其现场的处理，在相关的制度和条例中应有明确的体现。因此，实现程序化操作，变电站无人值班的情况下，必须完善科学的运行管理制度。

3.6  程序化操作保障正确性的措施

在程序化操作的过程中，应采取合理的措施来保证期运行的正确性和可控性。操作票在执行的过程过程中，其每一步都必须保证有着严格的执行条件。对于判据采用二元法，执行结果信息能够及时提供，对电气开关柜采用合理的防误手段等。采取这些合理的措施防止程序化操作在执行的过程中出现误差。

4  结  语

采用程序化操作对变电站的意义重大，分析和研究程序化操作在变电站中实现的关键问题，并在技术的层次上找到实现的方案，对于无人值班变电站的发展具有十分重要的作用。

参考文献：

[1] 唐涛.电力系统厂站自动化技术的发展与展望[J].电力系统自动化，2008，（28）.

[2] 郑博明，吴奕，杨洪，等.变电程序化操作的设计与实现[J].电力系统自动化，2010，（30）.

[3] 罗钦，段斌，肖红光，等.基于IEC61850控制模型的变电站防误操作分析与设计[J].电力系统自动化，2009，（30）.