浅谈电力系统程序化控制设计及实现

【摘要】从21世纪的社会和经济的高速发展中不难发现，电力的使用已渗透各个方面，无论是在经济还是在生活领域中，人们对电力的需求与日俱增。中国电力工业快速发展，使得资源环境压力不断增大、能源需求量不断增加，从而促使电力市场化进程的深入以及用户要求的不断提升。人们对电能的可靠性和质量有了更高的要求，电力相关技术以及产业受到业界人士的高度重视。因此，为了保障广大用户的能够无障碍及安全用电，对电力系统实现程序化控制十分重要，同时在对其程序化控制进行设计时应将变电站异常情况及其处理方式充分考虑在内。基于上述几点考虑，本文通过对电力系统程序化控制的设计方案和建设应用进行阐述，对变电异常的情况进行分析探讨，旨在为我国电力的正常、安全供应以及自动化控制提供可靠的依据。

【关键词】电力系统；程序化控制；设计及实现

中图分类号：TM769

0. 引言

随着现代化科学信息技术水平的提高以及其在各行各业的普及和应用，加上电力系统在人们的工作及生活中所发挥的重要性作用，因此对电力系统实现程序化控制尤为重要。在对电力系统程序化控制系统进行设计时，应根据变电站常见异常问题进行相关应急处理设定，这样的设计不仅能够保证电力的正常、安全供应，还能使对电力系统的控制实现全面自动化。这种控制手段作为全球电力系统的新技术，代表着本世纪电力系统人工智能化科技发展的前进方向与必然趋势。随着我国变电站程序化控制系统功能的不断增强与扩大，对其要求也在不断提高。因此，为了完善对电力系统的程序化控制，本文将结合变电站的异常情况，对程序化控制系统的设计和应用进行探讨分析。

1. 变电异常情况分析

在当前的变电运行过程中，常出现的故障类型在大体上可以分为两种：非跳闸的故障和跳闸的故障。变电运行的设备设施出现故障一般受到影响的范围是部分性的，故障是局部性的，而变电运行中电力方面的系统出现了故障，影响的范围就是电力方面的全部系统。

1.1非跳闸式的故障

非跳闸式的故障最常出现的故障现象有很多，例如：保险丝突然断开、系统的接地、相关的保险丝被烧断等。当相关系统中的消弧线圈与地面相连接，或者没有直接的接触到地面的小型电流与地面相连接的系统当中出现了保险丝突然断开、系统的接地以及出现共振现象、相关的保险丝被烧断四种现象，中央的信号就会发出相关的信息，这样子的现象主要是由于小型的电流在接触到地面的系统时，与总线上的辅助线圈中存在的三角开口电压的继电器相互连接在了一起，使得三角开口的电压值无限接近于零。一个有着极高电压量的保险丝与地面的系统相互连接到一起的时候，就会造成三角开口的电压出现不平衡的现象，当三角开口的电压到一定的值时，继电器就与地面信号相连接并且开始进行工作运转。

1.2跳闸式的故障

跳闸式的故障是诸多故障中最为常见的故障问题，一般跳闸式的故障出现的故障情况主要有三种，分别是主变三侧开关跳的故障、线路跳闸的故障和主变三侧跳闸的故障。

线路中的开关出现的故障主要包括电磁结构方面的开关、液体压强方面的开关、弹簧结构方面的开关等[1]。线路跳闸的故障是三种跳闸故障中较为常见的一种故障问题，跳闸一般是对电路的整体系统进行保护时出现的状况。主变三侧跳闸的故障其实存在着多种的情况，这种故障也是一种较为普遍的故障现象，很大程度上是因为主变三侧的开关在差动区域出现了故障或者是内部的系统出现了故障，最终导致主变三侧出现跳闸的故障。

2. 电力系统程序化控制的设计方案

通过对上述变电异常情况的分析，当实现变电站程序化控制时，所有的工作指令都是机器操控且工作人员可以不在现场，由此可见对其的设计必须精密、可靠及安全。

2.1 设计要求

第一，变电站程序化控制系统中，为保证系统中个单元之间的安全、经济、有效的进行运行，将每一项设备都组成了变配电间隔，并对每一个间隔进行实施的保护，从而使程序化控制的安全性得到了提升。

第二，程序化控制中每一项装置都是相互独立的且又相互联系的，在其中一个功能设置损坏后，另一项功能可继续进行运作，保证了程序化控制系统运行的精密性。

第三，组成程序化控制系统中的各种微机装置，其可靠性与维修性的分布均为正常的服从指数分布时，在偶然失效的阶段中，可进行自我修复[2]。

2.2 设计对象

第一，对站内程序化控制的设计。该项内容的设计主要包含了对所有数据进行逻辑定义、分析预警、操作与设备监控等方面的设定。

第二，对远方控制中心的通信设计。为了保障在远方遥控指令能够准确、可靠执行，排除程序化操控的安全隐患，在设计时应增加逻辑定义确认机制，在操控人员确认无误后，再对控制进行启动，提升了程序化控制的可靠性。

3. 电力系统程序化控制的功能实现

3.1 对数据进行逻辑定义

借助一体化信息平台，可以对所有数据进行逻辑定义，以支持变电安全运行。其主要功能有实时自动控制、智能调节、在线分析决策以及协同互动等。

3.2 智能告警及分析决策

该功能可以实现分类告警、信息过滤、在线实时分析和推理变电站运行状态、自动报告变电站异常并提出处理指导等功能。

3.3 智能视频

正常遥控时，操作人员点击主接线图面上的设备进行遥控时，视频系统能够通过调度编号等信息定位显示设备现场画面，并且在监控机上显示现场的视频。而事故异常时，当发生事故导致站内设备动作时，视频系统能够通过事故总和告警信息主动推出动作设备的现场视频。

3.4 设备在线监测

采集主要一次设备（变压器、断路器等）的状态信息，进行状态可视化展示并发送到上级系统，为实现优化变电运行和设备运行管理提供基础数据支撑。

3.5 程序化顺控

可接收和执行调度、集控中心和本地后台系统发出的控制命令，经安全校核正确后，自动完成相关运行方式变化要求的设备控制，具备投退保护软压板功能，具备急停功能，可在站内和远端实现可视化操作。此外，在顺控控制过程中，变电站可以及时向调度、集控中心反馈执行过程的信息[3]，如当前执行步骤、遥控超时、逻辑闭锁等，以便远端系统能更全面的掌控。

4. 结束语

综上所述，本文通过结合对变电异常情况的阐述，对电力系统的程序化控制系统的设计以及运行的角度出发，对该控制系统的特点进行解析，并提出了程序化控制系统可靠性的设计方案。目前，我国电力系统的程序化控制系统在设计和应用方面仍存在着或多或少的缺陷，但随着社会的不断发展与科学技术水平的不断进步，程序化控制系统在实际应用中的问题也会随着历史的潮流逐一解决，为我国电气化社会贡献一份力量。

【参考文献】

[1] 江慧，蒋衍君，丁泉，朱杰媛. 电力系统程序化控制的设计与实现[J]. 电气应用. 2010（10）

[2] 徐昀，马进. 变电站程序化控制远方实现中通信协议的应用与扩展[J]. 电脑知识与技术. 2011（12）

[3] 周媛青. 电力系统变电运行故障类型及处理研究[J]. 科技传播. 2013（04）