摘要：本文主要分析了變電站程序化操控的模式，并對變電站程序化操控的策略以及程序化操控的功能設計和一些特殊功能要求進行了分析。

　　關鍵詞：變電站,程序化操控,操控模式,功能設計

　　隨著自動化技術的不斷發展，變電站無人值班工作的深入開展，現代化控制技術已積累了相當的經驗，為進一步深入應用自動化系統的功能提供了有效的實踐依據。而隨著運行人員數量與變電站數量不斷增加的矛盾日益突出，傳統的運行管理模式急需變革，探索現代電網下的新型監控模式，提高運行人員的生產效率成為必然，程序化變電站操控模式成為必然。程序化變電站打破傳統運行操作方式，通過倒閘操作程序化，在操作中盡量避免人為錯誤，達到減少或無需人工操作，減少人為誤操作，提高操作效率，為實現真正意義上的無人值班進而為應對人員缺少和變電站的日益增多的矛盾，提高變電站的安全運行水平，開辟了一條全新的出路。

　　二、變電站程序化操控的實現模式

　　總體而言，變電站程序化操控的實現模式有二種途徑，一種是間隔層保護或測控裝置直接實現程序化控制功能，即間隔層模式;再就是在主控制單元(遠動工作站)實現程序化控制功能的站控層模式。

　　1.間隔層程序化操作模式

　　將程序化操作模塊分別直接安裝于各間隔層裝置中，由于間隔層裝置采集本間隔的所有信息，因此其能很方便地實現本間隔的程序化操作。對于涉及到跨間隔的操作也是通過間隔層設備相互間的直接信息交換完成的。主要適用于間隔內操作居多的變電站，如110kV變電站，且受變電站今后改擴建的影響小。

　　優點：在間隔層的保護測控設備完成本間隔的順序控制，無通信上的延時，順控執行速度相對于通過通信協調順序控制速度更快[1];實現方便，各間隔間相互影響小或基本沒有影響，如出線間隔等擴建工程對原有程序化控制功能基本沒有影響。

　　缺點：要求間隔層設備必須具備防誤閉鎖和實現程序化控制的功能;間隔間的順序控制仍要放到總控單元執行，系統的離散性較大，結構相對復雜，而且由于保護測控設備的資源限制，裝置內的順控信息主要靠被操作的設備的狀態變位反映，進一步詳細的信息如邏輯出錯、條件非法等信息無法傳送，導致程序化控制透明度低。

　　2.站控層程序化操作模式

　　優點：結構清晰，既可以完成單元間隔的程序化控制，也可以完成跨間隔的程序化控制，保證全站順控庫的一致性，工程實施和維護都較為方便 。

　　缺點：在運行維護或工程擴建后，先前定義的順控邏輯是否還保存完整、正確，調整或增加了的遠動點表有無改動了先前定義的順控組對應表等等，都無法考究。由于往往不可能將運行的設備重新做一遍試驗，因此，也就無法確定所發的遙控命令啟動的順控組是否正確，給程序化操作的安全性帶來了隱患。

　　3.兩者相結合模式

　　間隔內的操作任務由本間隔測控裝置完成，跨間隔的操作任務由主單元負責，可以彌補間隔層設備間通信能力不足的缺陷。主要適用于220kV及以上變電站。

　　三、程序化操作策略

　　單一電氣間隔的典型設備狀態四種，即運行、熱備用、冷備用和檢修狀態[2]，四種狀態之間的轉換關系如下圖：

　　其中：A：表示運行狀態;B：表示熱備用狀態;C：表示冷備用狀態;D：表示檢修狀態。

　　實現一個電氣間隔的程序化操作，其切換方向有十二種，分別為：

　　1)A→B 只發YK1后結束;

　　2)A→B→C 發YK1、YK2后結束;

　　3)A→B→C→D 發YK1、YK2、YK3后結束;

　　4)B→C 只發YK2后結束;

　　5)B→C→D 發YK2、YK3后結束;

　　6)C→D 只發YK3后結束;

　　7)D→C 只發YK4后結束;

　　8)D→C→B 發YK4、YK5后結束;

　　9)D→C→B→A 發YK4、YK5、YK6后結束;

　　10)C→B 只發YK5后結束;

　　11)C→B→A 發YK5、YK6后結束;

　　12)B→A 只發YK6后結束。

　　為了簡化邏輯，減少遙控命令數量，要求系統具備自動識別某電氣間隔當前狀態的功能，并且用戶根據操作要求只需向四個目標狀態中的任意一個發一條程序化操作命令，即可自動判別并實現上述十二種方向中任一種的轉換功能。

　　四、程序化操控功能設計

　　1.操作票生成工具

　　該工具主要實現按電網運行管理要求編制、修改各種操作票，并將生成的操作票下裝到程序化操作的執行器中(間隔裝置或站控層設備)，形成全站唯一的程序化操作票庫。根據典型操作票人工編制，要求必須正確;或由操作票專家系統自動生成，可修改。

　　2.程序化操作執行器

　　可以接收監控中心或當地監控的程序化操作命令，從程序化操作票庫中查找相應的程序化操作票，如成功則將該操作票返回給監控中心或當地監控，由其校驗核對，得到確認命令后執行，并將操作結果返回給監控中心或當地監控。

　　3.程序化控制操作票校驗工具

　　即監控人員可隨時提取程序化操作執行器中的操作票，通過友善的人機界面進行核對和校驗。

　　4.程序化控制操作票預演工具

　　通過圖形顯示系統進行程序化操作票的預演。預演能實現對整個程序化操作的整體概念，并再依次校驗和檢查整個程序化操作票的步驟正確性和操作合理性。

　　5.防誤閉鎖邏輯編輯

　　根據各種電氣設備的防誤閉鎖邏輯進行完善，操作過程中，在執行每一步前均應進行相關的閉鎖邏輯驗證，通過后方可執行，否則將暫停或終止當前操作。可以由間隔層實現也可以是主單元、通信控制服務器等實現。需用戶提供，確保其正確性。

　　6.間隔層運行狀態的識別

　　變電站：利用變電站自動化系統的相關邏輯運算功能實現

　　監控中心主站識別的兩種方法：

　　a)主要是通過實時的網絡拓撲分析得到運行狀態

　　特點：不需增加遙信，但由于主廠站兩側識別方法不一致可能導致兩側判斷結果存在差異

　　b)由變電站側識別后通過遙信方式上送

　　一種是遙信組方式(運行、熱備用、冷備用、檢修，正常情況下只有一個為1，處理方式相當于雙遙信，能區分不確定狀態)，另一種是單個遙信方式，每個遙信代表一種狀態，相當于單遙信。

　　特點：是需增加遙信信息

　　五、程序化操作對自動化系統的特殊功能要求

　　1.信息采集與處理的特殊性

　　a)系統應能夠自動辨別各電氣設備目前所處的運行狀態，包括運行、熱備用、冷備用和檢修四種狀態。

　　b)增加遙信量：設備狀態需通過遙信上傳監控中心，而且操作過程中的成功、失敗等信息均需上傳

　　c) 增加遙控信息：每個典型操作任務為一個遙控指令，即進行至目的狀態遙控操作

　　d)控制過程中的主廠站的交互功能，如暫停后繼續執行，或需確認的狀態信息等

　　e)要有詳細的控制日志，包括每一步執行是否成功，失敗的原因等，并盡可能的全息再現程序化操作過程

　　2.安全保證機制進一步加強

　　a)程序化操作的每一步操作后應考慮留有一定夠的時間來判斷該操作的結果，并且此時間可以更改[3]。如手車和地刀等的遙控都是靠電機馬達來驅動的，其機械走位時間較長，地刀一般是20 -25秒，而手車一般要達40-45秒左右。

　　b)只有在上一步程序化操作操作成功執行之后才能執行下一步操作命令。

　　c)由于每步遙控執行時間較長，因此各遙控源間的相互閉鎖功能更顯重要。任一時刻，系統只能接收并處理一個遙控指令，包括程序化操作命令或普通遙控命令。

　　3.防止誤操作的實現

　　1)閉鎖條件檢查。嚴格校驗每一步操作的閉鎖條件(監控系統的程序化操作防誤閉鎖功能)。

　　2)屏蔽措施。即對電氣設備當前運行狀態進行判別，從操作界面中屏蔽不是從當前狀態開始的操作，保證不能發出不符合實際條件的程序化操作命令。

　　3)嚴格實行遙控安全保證機制，選擇——返校——執行。當監控中心發來遙控選擇命令時，程序化操作執行器先檢查是否符合操作條件，滿足條件時才向監控中心發遙控返校成功命令，對不滿足條件的則發失敗命令。

　　4.操作票驗證問題

　　1)操作票專家系統。利用操作票專家系統，保證操作票開票的正確性。

　　2)人工核對功能。利用操作票回傳顯示核對功能，要求操作過程中操作員必須認真核對更改后的操作票顯示內容。

　　3)自動核對功能。利用網絡拓撲功能，實現系統自動校票功能。

　　5.二次設備操作

　　220kV及以上變電站的程序化操作還將涉及到對保護裝置的操作，如保護軟壓板、定值區切換、PT切換、控制電源開關等。

　　1)調整原有典型操作票的先后順序，分成程序化操作和手動操作兩部分，將可遙控部分進行集中程序化操作，即一次操作任務中部分實現程序化操作功能。

　　2)完善與保護的通信功能及定值修改功能，并具有保護定值召喚顯示功能，最終基于IEC61850協議。

　　3)硬壓板改軟壓板。

　　6.事故處理措施(暫停或自動終止)

　　操作過程中若發現任何異常或失敗信號可暫停或終止當前操作。對事故或異常信號進行分類，發生事故或異常時不是直接終止程序化操作，而是先暫停，并給操作人員以適當的提示，通過人機交互來處理異常情況。如事故總信號動作應暫停(檢查發生事故是否和本操作有關聯);而設備分合不到位或未滿足操作條件，監控系統自動停止程序化操作。

　　參考文獻：

　　[1] 黎翀宇.智能變電站技術的研究及應用[D].西南交通大學,2011.

　　[2] 袁毅,張嫣.變電站程序化控制技術簡介及應用[J].中國電力教育,2011,(27):80-81.DOI:10.3969/j.issn.1007-0079.2011.27.041.

　　[3] 陳永忠.智能程序化變電站的工程設計及應用[J].數字技術與應用,2010,(8):84-85.