变电站智能电子化操作解决方案

变电站智能电子化操作解决方案

0智能识别和操作防误随着区块自动化技术的发展，程序化操作已成为区块自动化系统的基本和高级应用功能。变电站程序化操作实现了设备运行状态切换的一键式操作,从而提高了操作执行效率,杜绝人为误操作,节约了运行成本,提高了变电站运行的安全稳定性。程序化操作是变电站自动化技术的发展趋势。目前,国内部分地区已开展了程序化操作试点工作,但大多数试点工程仅实现了间隔内的程序化操作。在实现倒母线和母线停役等跨间隔操作时,程序化操作步骤无法根据现场的具体情况进行智能识别,而且五防逻辑校验不够完备,影响了一键式程序化操作的推广和应用。因此,智能识别和操作防误是程序化操作亟需解决的问题。目前程序化操作根据固定的操作项进行操作,操作项内容对应实际的操作。操作的执行功能虽然强大,但均为固定操作,不能灵活识别现场实际运行情况,不具备智能水平。若在程序化操作中引入脚本语言,可组合现有的程序组件,获取实际运行状况,实现操作的智能识别。脚本语言是一种动态语言,通常以文本格式保存,只在被调用时进行解释或编译,适用于需要智能判断的场景。目前程序化操作已实现了功能组件,为引入脚本语言实现智能程序化操作奠定了基础。本文在分析程序化操作需求、总结试点变电站运行经验的基础上,提出基于脚本语言的智能识别和五防系统在线校验程序化操作的设计方案,解决一键式程序化操作问题。1模块化操作服务器实现方案实现程序化操作有2种方案:单独采用程序化操作服务器实现的方案(简称方案1);采用间隔层设备与程序化操作服务器共同实现的方案(简称方案2)。1.1选择程序票在变电站内设置程序化操作服务器,站内所有操作票都存放在其中。程序化操作时,运行人员根据命令要求选择操作票,然后由服务器根据操作票向间隔层设备依次下发控制命令,达到程序化操作的目的。程序化操作服务器在变电站有以下4种部署模式。1提供后台监视器或远程检测器监视这2种模式下的程序化操作服务器,可使用监控后台或远动机的采集数据和命令来控制通道。2独立的数据采集和命令控制远动机与监控后台相互独立,但程序化操作服务器需要独立的数据采集和命令控制功能,因此,该模式相当于新增加了一套远动系统或后台系统,增加了系统调试工作量。3监控后台和远程动机的同时请求具备部署在监控后台机或远动机的优点,也节省了独立服务器的硬件投资,但需要实时检查程序化配置的一致性。1.2跨装置模块化操作程序化操作按照操作对象可以分为单装置和跨装置2类。单装置程序化操作是指所有操作都在本测控装置或测控一体化装置中完成。例如10kV线路的一次状态(运行、热备、冷备、检修)转换的程序化操作等。跨装置程序化操作是指多个装置参与的操作,例如10kV母线停役等。单装置的程序化操作票存储在相应的间隔层装置中,所有装置内的程序化操作均由间隔层智能电子设备实现。跨装置的程序化操作票存储在程序化操作服务器中,跨装置的程序化操作由程序化操作服务器控制完成。方案2中程序化操作服务器部署方式与方案1部署方式完全相同。比较方案1和方案2可得,方案2实现间隔层装置内的程序化操作,提高了操作速度,减少了系统交互环节。方案2包含方案1的全部功能。基于以上优点,目前国内大部分厂家采用方案2。本文基于方案2来讨论程序化操作中相关问题,并提出可行的解决方法。2制度化操作问题2.1软压板操作目前的程序化操作采用间隔层设备与程序化操作服务器共同实现操作功能。程序化操作服务器的程序化控制功能模块或间隔层装置的程序化操作功能模块(简称程序化操作系统)支持的操作项有6种:①遥控操作项,完成一次设备的遥控操作;②提示操作项,提示操作人员进行操作的确认或需要人工参与的操作;③软压板操作项,完成装置运行软压板的投退;④定值区切换操作项,完成装置定值区的切换操作;⑤定值区检查操作项,检查装置运行定值区;⑥程序化操作票项,既可以是单装置的程序化操作票,也可以是跨装置的程序化操作票,但只有程序化操作服务器的操作票才能添加本操作票项。2.2双财产切换操作目前的方案解决了变电站间隔内的设备状态切换,运行操作人员仅需选择切换的目标状态就可以完成间隔设备状态的切换操作。然而,当运行操作人员进行双母线间隔倒闸和母线停役操作时,程序化操作服务器却不能正确地选择操作步骤。例如某变电站220kV母线的接线方式为双母线,如图1所示。正常情况下时,母线可以并列运行,也可以分裂运行。若线路1需要从Ⅰ母倒闸到Ⅱ母运行,服务器不能正确选择操作步骤。2.3程序化操作的防误功能防止电气误操作是保证电力系统安全运行的基本要求。现阶段程序化操作的防误功能集中在程序化操作票及其票项上。从变电站电气防误角度上看,程序化操作的执行流程缺少了操作票的预演环节,操作过程存在安全隐患。3智能工业化操作的设计方案3.1智能操作场景分析为解决智能识别的问题,本文提出一种基于sequencescript脚本语言的方案。方案新增脚本智能操作项,可根据设备运行状态智能生成实际操作项。添加脚本智能操作项后,程序化操作需要添加如下3个支撑功能:①脚本语言编译器,将脚本智能操作项转化成机器能够识别的中间码;②脚本语言模拟运行器,运行脚本智能操作项的中间码;③脚本语言调用的系统函数,组合系统的功能,分析程序化操作的交互场景。程序化操作系统提供如下系统函数:获取设备运行状态系统函数、获取“四遥”实时值函数、添加遥控操作项函数、添加提示操作项函数、添加软压板操作项函数、添加定值区切换操作项函数、添加定值区检查操作项函数、添加程序化操作票项函数。以间隔倒母线智能识别问题为例,说明智能操作方案如何解决类似问题。线路间隔1倒母线操作票如下。若间隔1倒母线操作时,母线处于分裂运行状态,倒母线的程序化操作票智能识别如下所示。1)母联间隔由分裂运行切换到并列运行。2)投入母差互联硬压板。3)断开母联断路器跳闸线圈电源。4)合上间隔1的Ⅱ母隔离刀闸。5)拉开间隔1的Ⅰ母隔离刀闸。6)合上母联断路器跳闸线圈电源。7)退出母差互联硬压板。8)母联间隔由并列运行切换到分裂运行。若间隔1倒母线操作时,母线处于并列运行状态,倒母线的程序化操作票智能识别如下所示。1)投入母差互联硬压板。2)断开母联断路器跳闸线圈电源。3)合上间隔1的Ⅱ母隔离刀闸。4)拉开间隔1的Ⅰ母隔离刀闸。5)合上母联断路器跳闸线圈电源。6)退出母差互联硬压板。可以看出,sequencescript脚本语言解决了程序化操作过程中的智能识别问题,实现了变电站的智能程序化操作。3.2避免智能操作过程操作的错误为消除智能程序化操作中的安全隐患,本方案采用二元法进行冗余校验。该校验方法的设计思想如下。1系统进行部分预演者为票程序化操作开始时五防系统先预演校验程序化操作票,预演正确后才允许程序化操作系统进行程序化操作。每项步骤操作前,五防系统必先校验操作步骤,五防系统允许后,操作才能继续进行。2防锁的判断二元法是指通过2种基于不同原理的判据进行判断。五防系统根据电气设备间的拓扑关系实现设备操作的五防闭锁。程序化操作系统使用配置的防误规则进行防误闭锁。3.3系统操作启动智能程序化操作执行流程如图2所示。运行人员根据操作要求选择执行的智能操作票,程序化操作系统根据智能操作票生成实际操作票,并将实际操作票发送给五防系统进行预演。通过五防系统预演后,程序化操作系统将实际操作票上传给运行人员审核,审核通过后下发程序化操作执行命令,程序化操作系统开始执行操作。程序化操作系统判断执行前条件是否满足。若不满足将退出操作;若满足则将操作项发送给五防系统进行防误校验。若五防系统不允许操作将退出;若五防系统允许则执行操作。执行操作完成后,程序化操作系统判断操作确认条件是否满足。若不满足将退出操作;若满足则本步操作完成。最后判断本操作是否为最后一步。若为最后一步则程序化操作任务完成;若不为最后一步,将继续执行下一步操作。4在线校验功能本文提出的基于脚本语言的智能程序化操作方案,与已实现的程序化操作方案相比,增加了程序化操作的智能识别