智能变电站二次设备特有逻辑校验软件研究及应用

张艺渊, 颜育奇, 曾志宏, 易孝峰

(国网漳州供电公司, 福建 漳州 363000)

0 引 言

近年来随着经济增长,漳州地区负荷增长十分迅速,新投产的变电站大都是智能变电站,截止2019年漳州地区一共有110 kV级以上电压等级智能变电站41座。随着智能变电站比重越来越大,站内智能二次设备数量也逐级递增,二次设备工作人员的检修工作量也逐渐变大。同时,电网供电可靠性要求不断提高,对变电站停电检修时间要求越来越高。在智能变电站停电检修中,二次智能设备数量多,回路相对常规变电站不直观[1],保护逻辑复杂,需要检验的项目多,是停电检修时间长的主要原因[2]。

智能变电站二次设备的特有逻辑校验指调试时智能二次设备的检修状态、光纤状态等改变对智能二次设备电压、电流采样或开入量的影响[3]。现有研究中针对智能变电站特有逻辑校验方法的研究很少[4]。

本文介绍一种智能变电站二次设备特有逻辑校验软件,对智能变电站二次设备按照特有逻辑校验项目进行分类,采用问答表和循环判断法进行设计,适用于各种类型的智能化设备,软件界面简洁,操作方便,检修人员只需按照软件的步骤进行试验,输入试验结果,就能完整地进行智能设备特有逻辑校验。最后,软件具备自动填写表格,生成福建电网标准格式的试验报告功能。

1 智能变电站特有逻辑校验现状调查

1.1 智能变电站特有逻辑校验项目

针对智能设备特有逻辑校验项目,依据《国网福建电力调控中心关于下发福建电网变电站继电保护及综自系统检验作业指导书的通知(调继〔2017〕164号)》文,进行分类总结,按照检验项目分类,所有智能二次设备可分为三大类,按检验项目分类智能二次设备如表1所示。

1.2 智能变电站特有逻辑校验现状

一次智能变电站检修中,需检验项目繁多,如智能设备特有逻辑调试、保护装置调试、出口及防跳试验等。5次例检各项调试项目时间所占比例如图1所示,110 kV恒苍变全站综合检修不同类型智能设备调试时间统计如表2所示。

表1 按检验项目分类智能二次设备

表2 110 kV恒苍变全站综合检修不同类型智能设备调试时间统计

经过检修结果得出三点结论:① 智能变电站检修特有逻辑校验是智能检修设备调试时间长的关键原因之一;② 各种类型的智能设备检修都需要进行特有逻辑的校验,且特有逻辑的校验在各类智能设备的检修时间占比很大;③ 特有逻辑的校验项目多,同一个项目需进行多次校验,是特有逻辑校验时间长的原因之一。

2 软件设计思路及实施

2.1 软件设计思路

根据检修情况结果分析,得出影响特有逻辑校验时间长的原因有三点:①调试设备种类多,调试项目不清晰,经常缺项漏项;②同一设备调试项目多,重复率高;③现场记录调试报告内容多,检修结束后需花很多时间整理成正式报告。

本软件主要通过归类、简洁、一键式导出三要素设计:

(1)对所有智能设备根据特有逻辑校验项目进行重新归类。

(2)设计一种简单易上手的调试方式保证不会缺项漏项。

(3)调试时能够实时记录调试结果,并且判断结果正确性;特有逻辑调试结束后自动生成标准格式的试验报告。

2.2 软件使用逻辑框图

软件使用流程如图2所示。

2.3 调试策略

按照特有逻辑检验项目分类,将智能二次设备分为三大类。以功能最复杂的保护装置、测控装置、保测一体、合智一体的GOOSE检修逻辑为例。根据本装置和对侧装置的检修位不同,一共有4种情况8种状态。GOOSE检修情况分析如表3所示。

标准作业指导书对试验结果有硬性要求,项目小组采取循环判断方式设计特有逻辑辅助调试策略。软件根据对侧装置数量生成一个循环判断N次的问答表(对每一台对侧装置生成一个问答表),问答表中将4种情况的8种状态依次进行检验和判断,保证不会缺项漏项。

在检修时,检修人员根据试验结果在问答表中勾选选项。当选项结果错误时软件弹窗提示“试验错误,请检查试验状态”。选择正确时,软件后台会记录试验结果,从而保证试验结果实时记录和结果的正确性。

由于问答表采用循环判断方式,只要未校验完所有对侧装置,当前问答表下方按钮都显示“下一个设备”,到对侧最后1台装置校验时,表最下方按钮变成“完成,返回主菜单并生成校验报告”,自动生成报告。

2.4 软件设计工具

由于是现场使用的软件,力求不同技能熟练度的检修人员都能熟练使用,软件界面应当越简洁易上手越好。故选用Java语言进行编写软件,开发和编译简单易上手,软件界面简洁清晰,运行对系统配置要求很低,可以封包成执行文件在任何一台普通的电脑上使用[5]。

3 软件性能评价指标

现状调查针对2018年漳州地区近5次智能变电站检修数据进行统计,漳州地区近5次智能变电站检修特有逻辑校验项目数据统计如表4所示。从表4可分析得出,5次例检智能设备特有逻辑校验中,平均单套智能设备特有逻辑校验时间达到15.18 min,而最优仅需11.33 min。

根据式(1)计算,误差率达到25.36%,优化空间很大。如果能将时间误差率缩小,就能达到减少特有逻辑检验时间的效果。

设定使用软件后的性能评价目标:将平均单套智能设备的特有逻辑校验时间减少到12 min以内。

智能设备例检误差率:

(1)

表4 漳州地区近5次智能变电站检修特有逻辑校验项目数据统计

式中:Tmean——5次例检平均单套设备特有逻辑校验时间;

Tbest——5次例检最优单套设备特有逻辑校验时间。

4 工程应用及效益分析

4.1 工程应用

分别在4月、11月和12月选取3个智能变电站进行特有逻辑校验测试,分别对应软件使用前、软件调试阶段和软件完成阶段。并在12月的青阳变2号主变例检中,使用智能设备特有逻辑辅助软件校验效果进行测试,4月、11月和12月特有逻辑校验结果统计结果如图3所示。性能指标达成情况如图4所示。

青阳变2号主变例检各项调试时间统计情况如图5所示。从图5可以看出,特有逻辑校验时间仅占20.00%,已经不再是影响智能设备调试时间长的最大因素,使用辅助软件前后对比效果显著。

结论:配合辅助软件进行智能设备特有逻辑校验后,效果良好,完全达到了项目预期的效果,目标圆满完成,并且使用了辅助软件后特有逻辑校验不再是影响智能设备调试时间长的最大因素。

4.2 效益分析

单套智能设备特有逻辑平均校验时间减少了(15.18-10.12) min=5.06 min。在智能变电站智能设备检修时,设备越多效益越大,以青阳变2号主变例检及三侧开关为例,一共有25套智能设备,能够节约126.5 min的停电检修时间。按一条110 kV线路每小时9 MW传输功率,平均售电电价0.5元/kWh计算,一次例检可以产生9 487.5元的效益。如果每年安排20次例检,一年可以产生18.98万元的效益。

同时班组成员在例检结束后,填写试验报告仅需复制生成的标准格式表格即可。按照以前文字记录再录入电脑一份报告按5 min来计算,单次例检就可以节约班组成员125 min的时间,减少了班组成员的工作时间。按照每年平均每个人需要写100篇报告来算,共可以节约500 min时间。

5 结 语

本文介绍的智能变电站二次设备特有逻辑校验软件适用于110 kV智能变电站、220 kV智能变电站的二次设备特有逻辑校验工作,提高检修单位的检修水平,高效进行智能化设备的特有逻辑校验,减少电网停电时间,提高系统运行稳定性,保证供电的可靠性。

此软件已在二次检修班组中得到推广应用,后续在220 kV银塘变、220 kV油田变、220 kV格林变、110 kV霞寨变、110 kV陈岱变等智能变电站二次设备停电检修中得到验证推广,据不完全统计,已创造效益15万余元。