智能变电站调控一体化改造方案研究

王华龙

摘 要：智能电网由发电、变电、输电、调度、配电、用电这六个主要环节组成。其中变电站是变电环节的关键支撑点，是连接发电和用电的枢纽，是整个电网安全、可靠运行的重要组成部分。变电站自动化技术迄今为止经历了传统综合自动化变电站——数字化变电站——智能变电站三个发展阶段。本文重点对智能变电站进行研究，对智能变电站运行调控新模式进行分析，阐述了调控一体化的优势以及在实际应用过程中的改造方案，进而针对改造方案提出了相应的风险防控措施，并提出未来的改进方向。本文首先分析了智能变电站运行管理模式，并结合调控一体化运行管理模式特征，最后探讨了基于调控一体化的智能变电站运行管理模式。

关键词：智能变电站;调控一体化;调度端;运维班

中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）12-0187-02

随着网络新技术的开发和应用，协议变得更加的全面，在线可以对一次设备实施全面监测、变电站全景电力数据平台和电力信息接口等技术的飞速发展，推动了变电站一、二次设备技术的融合以及变电站运行方式的变革，由此逐渐形成了完备的智能变电站技术体系[1]。与传统的变电站相比，智能变电站在技术上具有先进性和可靠性，并且其占地少、成本低、维护方便、环境友好等诸多优势，因此，智能变电站建设将逐渐成为变电站的主流，智能变电站建设的调度一体化改造也显得越发重要。

调控一体化是智能变电站运行管理的一种创新模式，调控一体化模式也更符合当前我国电力企业智能电网建设的目标[2]。智能变电站结合全站信息数字化、通信平台网络化以及信息共享标准化要求，通过系统集成优化，实现运行监视、控制以及操作、智能警告以及运行管理等功能。基于调控一体化的智能变电站运行管理模式的应用能够大大提升变电站的运行管理水平。

1 智能变电站调控一体化目标

智能变电站调控一体化相较于传统变电站具有的优势：

（1）有效提高智能电网调度系统的电网控制能力，实现持续、安全、稳定、可靠的运行。

（2）能够有效提高智能电网电控一体化运行管理模式的系统性，可以有效提高电网调控一体化运行的安全性和稳定性。

（3）可以有效保证电网安全稳定运行的前提下，积极稳妥地推进各级调控一体化工作，实现调度运行和设备监控的融合，缩短业务流程，强化电网运行管理、提高工作效率和电网事故快速处置能力，使电网调度运行控制适应电网快速发展的要求。

2 系统组成模块

调控一体化是使用更加安全可靠的一键顺控主机、智能防误主机，将传统人工检查用一种操作项目软件替代。这种模式是一种能够实现操作票预制、操作任务模块式搭建、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行的操作模式。

调控一体化主要是实现变电站主设备状态转换的一键顺控操作的功能，具体能够实现组合式电器的“运行、热备用、冷备用”三种状态间的转换操作，空气绝缘开关柜的“运行、热备用”两种状态间的转换操作，实现倒母线、主变中性点切换、终端变电站电源切换的操作。

2.1 一体化监控系统

一体化监控系统纵向贯通调度、生产等主站系统，横向联通变电站内各自动化设备，是智能变电站自动化的核心部分。

智能变电站一体化监控系统直接采集站内电网运行信息和二次设备运行状态信息，通过标准化接口与输变电设备状态检测、辅助应用、计量等进行信息交互，实现变电站全景数据采集、处理、监视、控制运行管理等功能。监控系统的应用功能结构分为三个层次：数据采集和统一存储、数据消息总线和统一访问接口、五类应用功能。应用功能主要包括：运行监视、操作与控制、信息综合分析与智能告警、运行管理、辅助应用。

2.2 一次设备

一次设备是电网的基本单元，一次设备智能化（或称智能设备）是智能电网的重要组成部分，也是区别传统电网的主要标志之一。利用传感器对关键一次设备的运行状况进行实时监控、进而实现电网设备可观测、可控制和自动化是智能设备的核心任务和目标。其中，关键设备断路器应具备遥控操作功能，其位置信号的采集应采用双辅助接点遥信。母线和各间隔应装设三相电压互感器，不具备三相电压互感器时应增加具备遥信功能的三相带电显示装置。隔离开关应具备遥控操作功能，其位置信号的采集应采用双辅助接点遥信。在一次设备组件中，将相关测量、控制、计量、监测、保护进行一体化融合设计，实现一、二次设备的融合，是未来发展的重点研究方向。

2.3 防误系统

智能防误主机可与原防误主机合并，由新增的智能防误主机实现智能调控校核功能及原防误主机所有功能。所谓的防误闭锁就是模拟预演和指令执行过程中采用双套防误机制校核的原则，一套为顺控主机内置的防误逻辑闭锁，另一套为独立智能防误主机的防误逻辑校验，以防止发生误操作。

3 设计方案

3.1 网络结构设计

在变电站部署顺控主机、独立智能防误主机、刀闸状态采集装置、空开控制装置、压板状态采集装置、地线状态采集装置和运检网关机（备用），独立智能防误主机与順控主机内置防误逻辑，实现双套防误校核，通信网关机为与调度的数据通信通道，也可与顺控主机通信。运检网关机为调控机构远方智能调控提供通道。

3.2 交互流程设计

第一项是操作准备。操作人员接到调控人员的操作任务，对人员分工进行准备。

第二项是在运维班接受调控指令。

第三项是填写顺控操作票。操作人员填写顺控操作票，确认操作任务，顺控操作票由原来144项简化到12项。（填顺控票特写、操作票精简的变化特写）。

第四项是生成操作任务。按照操作票内容，生成操作任务，原先已预置并经过调试的操作项目自动弹出。（播音后出顺控界面、复诵同期声：新建操作任务—操作对象—当前状态—目标状态—生成操作任务）。

第五项是预演。正式操作前再次核对操作步骤正确。

第六项是“一键”执行。原144项操作步骤自动执行。

第七项是操作复核。操作人员复查顺控操作执行情况，检查操作设备状态变化正确。

第八项是向值班调度人员汇报操作情况，完成本次操作并做好相关记录。

4 具体实施

4.1 调度端改造方案及操作方式

4.1.1改造内容

调度端设备及网络结构均不作任何改变，仅需在主站系统中扩展顺序控制模块，实施简单，具体改造内容如下：

（1）在现有OPEN3000系统中新增顺序控制模块，完善相关通信协议。

（2）调试接入京山运维班的一键顺控业务数据，验证调度远方顺控功能。

4.1.2操作方式

（1）调度端操作时，由调控人员在主站选择被控设备、初始状态及目标状态，确定操作任务，召喚站端主机中存储的典型操作票，并按步骤预演、执行。

（2）执行顺控操作的人员应经过专门培训，熟悉主站顺控程序的操作方法。

（3）一旦顺控操作因故中断，应立即停止操作，通知运维人员进站巡视，必要时通知检修专业班组处理。

（4）若顺控操作中一次设备机构故障，应立即制定负荷转移措施，隔离故障设备。

4.2 运维班改造方案及操作方式

4.2.1 改造内容

在京山运维班平面建设运维班工作站，集中开展所辖变电站一键顺控业务。运维班集中对所辖无人值守变电站的主辅设备运行信息全面采集、集中监控、状态判断、远方操作、一键顺控和运检作业全流程管控，切实承担设备主人职责。具体改造内容如下：

（1）新增运维班工作站一台，经纵向加密装置接入路由器，并通过SDH设备接入Ⅰ区调度数据网[3];

（2）调试运维班工作站与调度主站间的通信功能，验证相关顺控数据及交互流程，并验证运维班远方顺控功能。

4.2.2操作方式

（1）运维班操作时，运维人员在驻地工作站中选择被控设备、初始状态及目标状态，确定操作任务，召唤站端主机中存储的典型操作票，并按步骤预演、执行[3]。

（2）执行顺控操作的人员应经过专门培训，熟悉站内顺控程序的操作方法。

（3）一旦顺控操作因故中断，应立即停止操作，汇报调度，并立即赶赴现场处理，必要时通知检修专业班组处理。

（4）在运维人员赶赴现场过程中，调度人员应密切监视站内信号，并按事故风险制定负荷转移措施，隔离故障设备。

4.3 风险处理原则

（1）事故反映迅速，及时掌握现状。发生事故时，当班运行人员第一时间到现场检查设备运行情况，并及时向调度和公司领导汇报事故发生的简况。

（2）迅速限制事故的发展。事故发生初期，现场事故处理人员应积极采取有效的自救措施，努力排除险情，抢救人员、设备及财产，防止事故蔓延、扩大，尽量减少损失。

（3）保障站用电和直流系统正常运行。在处理事故过程中，首先应保证站用电和直流的安全运行和正常供电，当系统或有关设备事故造成站用电或直流停电事故时，应首先处理和恢复站用电及直流的运行。

（4）迅速恢复供电，重要用户优先。尽快恢复容易造成较大社会影响的重要线路、保电线路、防汛线路等供电，防止事故进一步恶化。

5 结论

本文对智能调控系统的原理进行分析，给出了调度一体化系统的结构与模块组成，结合调度一体化系统的理论知识，设计了调度一体化系统的组成结构，并且给出各模块的改造实施方案，并给出了详细的改造内容与操作方式，最后结合实际经验，对改造过程中可能出现的问题提供了风险防范措施。

参考文献

[1] 吴永琴.电力调度监控一体化系统的告警信息优化研究[J].通信电源技术，2019，36（12）：17-19.

[2] 张振兴，程杨.电网调度监控一体化运行管理模式分析[J].科技风，2019（33）：101.

[3] 国网河南省电力公司郑州供电公司课题组.市县一体化智能电网调度控制系统应用[J].中国电力企业管理，2019（29）：58-59.