变电站一键顺控不停电校核应用

王 亮

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102）

0 引言

随着电网智能化的发展，一键顺控功能已广泛应用于各电压等级变电站[1]，满足了调度运行管理由经验型向逻辑型、智能型转变的要求。对于新建变电站，一键顺控功能可以有充足的时间进行功能验证，但是运行中的变电站由于受停电计划和安措部署的限制[2]，一键顺控功能验证工作存在时间长、风险大的困难。一键顺控不停电校核，应用先进的自动控制技术、传感和物联网技术、状态自动识别和智能判断技术，以当前实时数据库断面数据为基础，采用不停电校核工具和设备状态手动判别方式对模拟数据库进行更新，完成对待校核顺控操作票的逐条验证工作。该校核方式的应用将减少运行中的变电站一键顺控功能验证工作的时间及风险，减少人力投入，从而提高一键顺控功能在变电站的使用率。

本文对一键顺控不停电校核流程、CRC校验码巡视、操作票校核文件导出和校核记录等进行设计，并通过仿真案例对不停电校核进行功能验证。

1 一键顺控

变电站一键顺控是智能变电站高级应用之一，是推进现代信息技术与电网技术深度融合、构建智能运检体系的关键技术[3]。应用一键顺控功能可将繁琐、复杂、易误操作的传统人工倒闸操作模式转变为操作项目软件预制、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[4]、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行的一键顺控模式，减少无效劳动，降低误操作风险，提升倒闸操作效率。

2 一键顺控操作票状态转换

一键顺控操作票库由做票人员根据用户提供的操作票定义文档在操作票编辑工具中进行编制，刚编制完成的票是未校核票；未校核票经不停电方式或停电方式校核成功后，其状态变为已校核。在操作票编辑工具中打开操作票修改保存或一键重命名后，其状态变为未校核。操作票校核工具巡视已校核票时，若CRC校验码发生改变，其状态变为校核失败。3种状态的转换关系如图1所示。

图1 顺控操作票状态转换图

变电站一键顺控和调度顺控只允许调用已校核的顺控操作票。运行中的变电站监控系统升级，所有操作票在投运前已校核通过，升级后原有操作票应通过操作票校核工具置为已校核状态，扩建间隔新增的操作票初始应为未校核状态。

3 不停电校核功能设计

3.1 校核流程

一键顺控不停电校核流程如图2所示。一键顺控不停电校核以操作票校核工具作为人机交互入口，启动模拟校核界面。模拟校核过程中监控主机能够正常监视全站设备状态。一键顺控不停电校核时，监控主机和智能防误主机交互。智能防误主机在不接收监控主机发送操作票文件的情况下，直接对单步操作项目进行防误校验。一键顺控不停电校核时，子站闭锁主站下发的顺控操作和变电站内的遥控、顺控操作，保证子站遥控的唯一性。

图2 一键顺控不停电校核流程

3.2 校核工具

在监控后台设置操作票校核工具启动入口，启动时进行用户权限验证，具备权限的用户才允许进入操作票校核工具界面。权限校验可采用单因子或双因子方式，满足电力系统安全审计要求。操作票校核工具除了具备一键顺控操作票校核功能外，还有变电站常用运维管理功能，例如进行全站操作票CRC校验码巡视、导出全站操作票校核文件等。

3.3 模拟校核

选中操作票校核工具的“不停电校核”菜单项，进入模拟校核界面。模拟校核界面基于现有一键顺控界面进行功能扩展，通过单步模拟置数的方式模拟操作项目执行结果。模拟校核时，变电站监控主机为一键顺控发起方，并与智能防误主机、测控装置交互[5]。模拟校核流程包括生成任务、指令执行，如图3所示。

图3 一键顺控模拟校核流程

1）启动模拟校核流程时首先进行用户权限校验，权限校验通过后，自动生成操作任务。生成操作任务时不停电校核程序自动将操作对象置为该操作任务要求的当前状态。

2）指令执行过程包括启动指令执行、操作条件检查、执行前当前设备状态核实、顺控闭锁信号判断、全站事故总判断、单步执行前条件判断、单步监控系统内置防误闭锁校验、单步智能防误主机防误校核、单步模拟置数、单步确认条件判断等环节，全部环节完成后才可确认指令执行完毕。

3）指令执行时采用单步执行方式，监控主机向测控装置发送遥控选择命令，遥控选择返回后，监控主机向测控装置发送遥控撤销命令。每一步操作指令执行结束后弹出提示对话框，由校核人员检查确认，对每一步操作内容、操作对象、操作结果进行人工判断，确认后再继续执行下一步操作。

4）指令执行时采用双套防误机制校核，一套为监控主机内置的防误逻辑校验，另一套为独立智能防误主机的防误逻辑校验。

5）全部操作任务校核完毕后，检查目标状态并保存为已校核操作票。

3.4 CRC校验码巡视

全站操作票CRC校验码巡视可检查变电站已校核操作票是否被修改。巡视时，计算已校核操作票的CRC校验码，与数据库中记录的CRC校验码进行比较。

3.5 操作票校核文件导出

将全站操作票导出为文本文件，文件内容按照变电站、电压等级、间隔、操作票的层次排列。操作任务的序号后标识此操作票的校核状态、操作人、监护人。导出全站操作票校核文件时，若有操作票尚未校核，弹出对话框进行提示。

3.6 校核记录

模拟校核成功后生成校核记录文件，统一存放在固定目录下。校核记录文件内容包括校核人员信息和全部操作项目校核信息，操作项目校核信息即指令执行时提示对话框中的提示内容。

4 不停电校核验证

4.1 程序介绍

本文设计的不停电校核程序实现了不停电校核功能。选用典型的220 kV线路间隔顺控操作票验证程序的正确性和合理性，2个仿真案例线路间隔初始状态均为冷备用状态。

4.2 仿真案例一

4.2.1 操作票编辑

典型的220 kV线路冷备用转运行操作票包括遥控合上母线侧隔离开关、遥控合上线路侧隔离开关、遥控合上线路断路器3个步骤。

4.2.2 不停电校核验证

本仿真案例线路初始状态与待校核操作票初始状态一致，程序直接将实时数据库断面数据更新到模拟数据库中。权限校验结束后程序直接进入不停电校核操作界面，然后通过手动触发方式将程序转入不停电校核验证阶段。

进入不停电校核验证阶段后，程序逐步执行待校核操作票。完成操作票步骤一的操作后，不停电校核工具界面弹出人工确认界面，提醒校核者对当前已执行步骤进行确认。校核者通过装置遥控报告获取待校核操作票遥控点，人为判断该遥控点是否与一次设备实际使用的遥控点一致。如果校核者判断二者一致则人工确认，程序继续下一步骤验证；如果校核者判断二者不一致则终止不停电校核验证，并排查问题。

操作票步骤一人工确认后，不停电校核程序将会继续验证操作票步骤二和步骤三。对于这两步操作，程序每完成一步，都会弹出人工确认界面，提醒校核者对当前步骤结果的正确性进行确认。

当待校核操作票完成所有操作步骤后，程序给出验证结果，经确认后将模拟数据库验证过的待校核操作票发布到实时数据库，并将待校核操作票保存为已校核操作票，完成整个不停电校核验证工作。

4.3 仿真案例二

4.3.1 操作票编辑

典型的220 kV线路运行转冷备用操作票包括遥控拉开线路断路器、遥控拉开线路侧隔离开关、遥控拉开母线侧隔离开关3个步骤。

4.3.2 不停电校核验证

本仿真案例线路初始状态与待校核操作票初始状态不一致，程序无法直接将实时数据库断面数据更新到模拟数据库中。在权限校验结束后程序提示当前初始状态不满足，需置为运行。经校核者确认后程序自动将模拟数据库中线路状态从冷备用置成运行。程序进入不停电校核操作界面后，本仿真案例的验证过程与仿真案例一相同。在完成每一步的操作和人工确认后，程序将模拟数据库验证过的待校核操作票发布到实时数据库，并将待校核操作票保存为已校核操作票，完成整个不停电校核验证工作。

5 不停电校核功能完全自动化

目前不停电校核在使用中存在人工确认环节，尚未完全实现自动化，并且对校核人员技能水平有一定要求。国内各电压等级变电站智能化水平越来越高，并将IEC 61850规约作为站控层通信规约[6]。该规约遥控命令结构体中有一个test标志位，当客户端下发的遥控命令中该标志位是true时，服务端设备应当只做通信上的测试并反馈结果给客户端，服务端设备并不真正出口。因此，如果服务端设备能够支持test位的使用，不停电校核程序可下发带test标志位的遥控命令，服务端设备在收到后，只进行通信层面上的肯定回复，并不真正出口，这样不停电校核无需人工确认，实现了完全自动化。

6 结语

不停电校核的应用进一步推动了一键顺控功能在变电站中的应用。对于运行中的变电站而言，一键顺控功能验收涉及的停电计划和安措部署都是繁琐且易出错的工作，给变电站的运行带来风险。一键顺控不停电校核以当前实时数据库断面数据为基础，采用不停电校核工具和设备状态手动判别方式对模拟数据库进行更新，完成对待校核顺控操作票的逐条验证工作，有效降低了变电站运行风险。