楊三根，周 東，汪亞茜，田國穩(wěn)，肖 齊，韓旭光，陳武恝

（1.國網(wǎng)江西省電力有限公司超高壓分公司，江西南昌 330000；2.國網(wǎng)江西省電力有限公司，江西南昌 330077）

0 引言

隨著新一輪信息技術(shù)革命的蓬勃發(fā)展，電網(wǎng)也愈加智慧化、數(shù)字化、現(xiàn)代化，一鍵順控操作已成為“智慧變電站”的基本需求之一[1-3]。根據(jù)國家電網(wǎng)《變電站一鍵順控改造技術(shù)規(guī)范（試行）》定義，一鍵順控為變電站倒閘操作新模式，可實現(xiàn)操作項目軟件預制、操作任務(wù)模塊式搭建、設(shè)備狀態(tài)自動判別、防誤聯(lián)鎖智能校核、操作步驟一鍵啟動、操作過程自動順序執(zhí)行，可大幅減少運檢人員工作量，顯著提升倒閘操作效率與安全性[4]。在國內(nèi)特高壓換流變電站，一鍵順控操作成為了直流操作的必要手段[5-7]。根據(jù)導則要求，在運變電站應(yīng)逐步通過技術(shù)改造實現(xiàn)一鍵順控功能。

針對一鍵順控改造技術(shù)路線和內(nèi)容，文獻[8]分別以智能站與常規(guī)站為例，對順控改造方案與關(guān)鍵環(huán)節(jié)進行了分析，提出了未來建設(shè)需要思考的問題。文獻[9]詳解了《變電站一鍵順控改造技術(shù)規(guī)范》，并以500 kV變電站為例提出典型變電站一鍵順控操作實施方案。現(xiàn)有文獻大多數(shù)研究了一鍵順控改造內(nèi)容及流程，未對一鍵順控改造調(diào)試工作做出詳細介紹。一鍵順控改造調(diào)試工作主要存在以下問題：1）順控主機遙控點表與監(jiān)控后臺機遙控點表無法實現(xiàn)自動校對；2）停電調(diào)試范圍大，停電調(diào)試時間過長。目前，各省一鍵順控改造調(diào)試方法主要采取停電的方式，即將所調(diào)試間隔設(shè)備進行停電處理，停電范圍可以根據(jù)各地實際情況分為全站、單個電壓等級、單間隔。該方法存在停電范圍大、耗時長、工作強度大、協(xié)調(diào)難度高等問題，根據(jù)各省一鍵順控調(diào)試經(jīng)驗，一座500 kV變電站一鍵順控改造全部調(diào)試完畢需要2-3年，嚴重影響了一鍵順控的使用率和運維人員對一鍵順控使用的積極性[10]。

文中介紹了一鍵順控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了一種不停電調(diào)試方法，通過研制一種模擬間隔層測控及保護裝置軟件，實現(xiàn)一鍵順控操作票驗證。為了確保一鍵順控準確無誤的安全上線，實施完不停電調(diào)試后，再進行停電調(diào)試，實現(xiàn)一鍵順控準確性的“雙重化”保證。最后，以厚田500 kV變電站為例，驗證了一鍵順控調(diào)試方法。

1 一鍵順控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

變電站一鍵順控功能在站端實現(xiàn)，部署于安全I區(qū)，由站控層設(shè)備（監(jiān)控主機、智能防誤主機、I區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機）、間隔層設(shè)備（測控裝置）及一次設(shè)備傳感器（視頻識別系統(tǒng)）共同實施[4]。一鍵順控系統(tǒng)支持變電站端和運維班端（集控）兩種操作模式，站端模式具體由一鍵順控主機實現(xiàn)相關(guān)功能，調(diào)用提前預制的操作票，經(jīng)智能防誤主機和一鍵順控主機防誤雙校核后，由一鍵順控主機將操作指令通過間隔層裝置下發(fā)至現(xiàn)場一、二次設(shè)備完成各項操作任務(wù)，實現(xiàn)變電站端一鍵順控操作。運維班（集控）端模式通過I區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機采用DL/T634.5104 通信協(xié)議，調(diào)用變電站端一鍵順控服務(wù)實現(xiàn)運維班（集控）端一鍵順控操作[4]。具體結(jié)構(gòu)及信息流圖如圖1所示。

圖1 變電站一鍵順控典型結(jié)構(gòu)及信息流圖

目前，針對500 kV 在運變電站一鍵順控改造工程，其刀閘第二判據(jù)絕大多數(shù)選擇視頻識別方式。攝像機采集刀閘位置信息之后，上送至視頻智能分析主機；視頻分析主機對信息進行分析后輸出數(shù)字信號，并采用IEC60870-5-104 規(guī)約與一鍵順控主機通信，為一鍵順控刀閘位置確認提供判據(jù)。一鍵順控主機操作設(shè)備時與攝像機聯(lián)動，采用UDP通信協(xié)議。

針對新建變電站一鍵順控建設(shè)，其刀閘第二判據(jù)采用微動開關(guān)，在分閘、合閘位置各安裝1 只微動開關(guān)，對于分相操作機構(gòu)，采用三相位置串聯(lián)方式。輔控系統(tǒng)（視頻分析）提供視頻聯(lián)動、圖像拍攝等服務(wù)，不參與判據(jù)，輔助操作人員復核現(xiàn)場刀閘位置。

2 一鍵順控調(diào)試方法

變電站一鍵順控需要安全可靠地對全站一、二次設(shè)備進行操作，在運變電站一鍵順控改造后，涉及全站運行設(shè)備，只有安全可靠的保證一鍵順控系統(tǒng)各遙控操作點位及所有順控操作票的準確性，一鍵順控系統(tǒng)才能正常投入使用。因此，一鍵順控系統(tǒng)調(diào)試工作成為了重中之重，調(diào)試的正確性也是一鍵順控投入的前提條件。為了減小停電范圍，降低調(diào)試風險，提高一鍵順控的改造效率，一鍵順控調(diào)試工作采用不停電調(diào)試+停電驗證的調(diào)試策略。

2.1 不停電調(diào)試

不停電調(diào)試能夠快速地驗證一鍵順控遙控點位是否正確和一鍵順控操作票是否正確，是一鍵順控調(diào)試的關(guān)鍵步驟。不停電調(diào)試方法利用模擬仿真軟件，實現(xiàn)遙控、遙信連續(xù)置位，并將站內(nèi)備用監(jiān)控機從站控層網(wǎng)絡(luò)離線處理，然后接入一鍵順控系統(tǒng)，與智能五防、一鍵順控主機組成局域網(wǎng)。模擬軟件為一個鏡像系統(tǒng)，不用實時采集站內(nèi)數(shù)據(jù)，可取得變電站一個實時斷面或者人工設(shè)置一個斷面開始模擬，遙控命令由仿真系統(tǒng)執(zhí)行，并把執(zhí)行結(jié)果發(fā)送給后臺監(jiān)控系統(tǒng)，由于鏡像系統(tǒng)的測點和測控裝置一致，可以驗證操作票的正確性，從而不需要借助實際的測控裝置模擬。圖2為一鍵順控不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖。

圖2 一鍵順控不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖

不停電調(diào)試主要是利用仿真系統(tǒng)模擬現(xiàn)場測控與保護，與一鍵順控主機等設(shè)備組成局域網(wǎng)，形成不停電調(diào)試網(wǎng)絡(luò)?？梢詫崿F(xiàn)在不停電的情況下，完成一鍵順控主機、智能防誤主機、仿真系統(tǒng)之間的開關(guān)和刀閘遙控點號及位置點號、遙控分合令、五防邏輯表（順控主機內(nèi)置一體式五防和智能防誤主機五防）的完整校核。一鍵順控主機執(zhí)行順控票程序，模擬軟件連續(xù)置位，備用監(jiān)控主機、智能防誤主機接收到相應(yīng)的置位信息，檢查備用監(jiān)控主機變位信息及報文信息是否與一鍵順控主機執(zhí)行信息一致，同時與智能防誤主機進行防誤邏輯校驗。

按照不停電調(diào)試結(jié)構(gòu)圖，將視頻識別系統(tǒng)、一鍵順控主機、智能防誤主機、離線監(jiān)控主機進行搭建組網(wǎng)，完成相關(guān)網(wǎng)絡(luò)通訊，開啟模擬仿真軟件，完成安全措施情況監(jiān)測及初始預置位置獲取。之后，模擬五防對位命令發(fā)送，進行模擬對位，發(fā)布五防校驗申請，發(fā)布遙分遙合命令，實現(xiàn)一鍵順控與智能防誤主機之間的校核及驗證。圖3為一鍵順控不停電調(diào)試流程圖，一鍵順控操作任務(wù)開始后，同時向模擬仿真軟件及視頻分析系統(tǒng)發(fā)送指令，視頻分析系統(tǒng)立即調(diào)用相應(yīng)攝像機進行拍攝，以大于2次/s的速度進行定點圖像采集，開始圖像分析，同時對模擬仿真軟件進行置位。對第一、第二判據(jù)進行比對，若比對結(jié)果保持3 s不變，將結(jié)果上傳至一鍵順控主機，核對備用監(jiān)控主機變位信息及報文信息是否與一鍵順控主機執(zhí)行信息一致，并將執(zhí)行下一步操作。若比對結(jié)果不一致，則終止操作，給出相應(yīng)提示。

圖3 一鍵順控不停電調(diào)試流程圖

2.2 停電調(diào)試

一鍵順控不停電調(diào)試利用仿真系統(tǒng)驗證了五防邏輯、順控票及操作點位的正確性。由于未停電，刀閘位置處于合位，不停電調(diào)試工作未驗證視頻智能分析系統(tǒng)對刀閘位置的判斷。但是，實際順控票的執(zhí)行時，需要遙控到現(xiàn)場實際測控裝置及保護裝置相對應(yīng)的一二次設(shè)備，為了確保一鍵順控系統(tǒng)準確無誤地安全上線，防止誤遙控出口的情況發(fā)生，需要做好相關(guān)的停電實操驗證，將回路相關(guān)的遙控回路傳動一遍，確保一鍵順控的正確性。因此，停電驗證時，順控主機啟動順控操作，在高壓設(shè)備區(qū)處核對開關(guān)、刀閘的實際動作情況，驗證智能分析系統(tǒng)對刀閘位置分析的正確性，同時核對順控主機、監(jiān)控主機、間隔層測控裝置、保護裝置的信號一致性，完成對一二次設(shè)備操作的正確性，完善順控主機對站內(nèi)數(shù)據(jù)采集、處理。停電調(diào)試流程與不停電調(diào)試類似，將一鍵順控主機內(nèi)模擬軟件關(guān)閉，接入站控層網(wǎng)絡(luò)。

考慮現(xiàn)在智能變電站形式不一致，保護裝置既有GOOSE跳閘（含智能終端），也有非GOOSE跳閘（不含智能終端）。因此停電調(diào)試時所需布置安全措施也不同，文中列舉了集中安全措施布置情況。圖4 為含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖，開關(guān)、刀閘、地刀遙控經(jīng)過測控裝置、智能終端，后經(jīng)遙控出口硬壓板出口。圖5 為不含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖，開關(guān)、刀閘、地刀遙控經(jīng)過測控裝置，后經(jīng)遙控出口硬壓板出口。圖6 為軟壓板遙控出口示意圖，軟壓板經(jīng)過保護裝置遠方操作硬壓板和遠方投退軟壓板后出口。

圖4 含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖

圖5 不含智能終端一次設(shè)備遙控回路示意圖

圖6 軟壓板遙控回路示意圖

為嚴防誤遙控出口，應(yīng)確保非順控操作的斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘均布置雙重安全措施，確保全站隔間間隔安全措施布置到位，根據(jù)圖4、圖5、圖6遙控回路示意圖，做相應(yīng)安全措施，如表1、表2、表3所示。

表1 含智能終端安全措施表

表2 不含智能終端安全措施表

表3 軟壓板安全措施表

3 調(diào)試案例分析

以國網(wǎng)江西檢修500 kV 厚田變電站改造為例，介紹具體調(diào)試工作。

厚田500 kV變電站于2019年投運，1 000 MVA主變壓器2組，500 kV、220 kV系統(tǒng)測控裝置單套配置，35 kV系統(tǒng)采用多合一裝置。500 kV及主變高壓側(cè)智能終端雙重化配置，主變本體配置單套智能終端，220 kV側(cè)智能終端、合并單元雙重化配置，35 kV不配置智能終端及合并單元。

厚田500 kV變電站一鍵順控調(diào)試采用不停電+停電調(diào)試策略，根據(jù)不停電原理及流程，完成順控操作票份數(shù)352份，396個操作點位，并將一鍵順控主機與離線監(jiān)控后臺機運行報文導出比對，驗證順控操作票的正確性。圖7為一鍵順控調(diào)試界面；圖8為不停電調(diào)試報文比對，其中（a）為一鍵順控主機報文，（b）為離線監(jiān)控主機報文。

圖7 一鍵順控調(diào)試界面

圖8 不停電調(diào)試報文比對

完成不停電調(diào)試后，在厚田500 kV 變電站選取8個間隔開展一鍵順控系統(tǒng)停電實操驗證。分別在站端、運維站進行設(shè)備“冷備用”、“熱備用”、“運行”三種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，現(xiàn)場安全措施為非順控間隔測控切換至就地。經(jīng)過現(xiàn)場驗證，一鍵順控操作邏輯正確，刀閘遙控結(jié)果無誤，能夠順利完成一鍵順控操作任務(wù)。圖9為順控停電驗證圖像，圖像識別系統(tǒng)完全正確。

圖9 順控停電驗證圖像

4 結(jié)語

隨著電網(wǎng)智能化的發(fā)展趨勢，數(shù)字技術(shù)應(yīng)用推廣，一鍵順控的使用率也將越來越高，根據(jù)國家電網(wǎng)《變電站一鍵順控技術(shù)導則》要求，在運變電站應(yīng)逐步通過技術(shù)改造實現(xiàn)一鍵順控功能。因此，一鍵順控調(diào)試手段也將越來越成熟。文中提出了一鍵順控不停電調(diào)試方法，基于現(xiàn)有變電站站控層通信規(guī)約，研制了一套模擬仿真軟件，該模擬軟件能夠模擬間隔層測控及保護裝置，實現(xiàn)與站控層通訊，完整模擬現(xiàn)場遙控操作過程，實現(xiàn)一鍵順控改造調(diào)試工作能夠在不停電的情況下進行。該方法能夠避免停電給電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響，有效防范調(diào)試風險，提高改造效率，該方法在后續(xù)變電站一鍵順控調(diào)試過程中有很好的應(yīng)用價值和推廣意義。