智能变电站程序化操作浅析

摘 要：智能变电站是实现智能电网的最重要部分，也是提升安全运行水平的重要手段，智能变电站也是实现未来电网信息化、自动化、互动化的关键技术。智能变电站程序化操作是智能变电站的重要应用功能，也是提升工作效率、节约成本、保障安全的重要手段，本文就以某500kV智能变电站新建工程为例论述程序化操作的应用分析。

关键词：智能变电站程序化操作 成本

中图分类号：TM63文献标识码： A

引言： 我国电网规模的不断扩大和可靠性要求的不断提高使得电网网络结构、运行方式和操作程序日趋复杂。另外，电网覆盖面的扩大和基建的频繁又使得变电站电气操作量大大增加，也相应加大了操作的安全风险。新建变电站，特别是智能化变电站，若仍采用电气操作票进行逐项确认、操作、检查的人工操作方式，必然无法实现真正意义上的程序化操作。本文在重点分析论证智能化变电站在可行性，实施方案，防误闭锁及全寿命周期成本方面对变电站程序化操作的实施进行论证。论证的内容主要包括以下几个部分：

１．分析、比较智能化变电站程序化操作应用中操作票、 防误闭锁常用的几种实施方案，智能变电站程序化操作的实施方案。

２．采用全寿命周期成本分析方法，从一次投资成本、运行成本、故障引起的中断供电损失成本、报废成本方面对程序化操作在长春南实施进行定量、定性分析。

1、程序化操作的实现方法

2、

智能化变电站程序化操作可在调度端或变电站内本地完成操作，负责程序化操作执行的装置接收到从本地后台或者集控主站发来的程序化启动指令后，根据 具体的指令及当前的运行状态调出对应的操作票配置文件，读取文件中每一步操作步骤内容，依次向站内保护测控

装置发出遥控指令，直到该票中所有步骤执行完成。如下图示：

１.1 程序化操作功能要求

智能化变电站程序化操作可在调度端或变电站内本地完成操作，负责程序化操作执行的装置接收到从本地后台或者集控主站发来的程序化启动指令后，根据具体的指令及当前的运行状态调出对应的操作票配置文件，读取文件中每一步操作步骤内容，依次向站内保护测控装置发出遥控指令，直到该票中所有步骤执行完成。

１.2 程序化操作票生成方案

操作票生成有两种模式，即典型票模式与非典型票模式。典型票模式在变电站投运前编制所有的典型票并且经过传动实验，投运以后通过这些典型票进行程序化操作。非典型票模式与传统的操作流程基本一致，在每次操作前根据操作的内容编制程序化操作票，经过仿真校验后执行，所不同的是由设备代替人来自动执行操作票。单独采用典型票和非典型票的模式都不可能实现变电站全方位的程序化操作，智能化站操作票生成应采用

１.3 程序化操作票存储与分解方案

操作票存储即将已生成操作票存储在某台装置中，以便于在执行程序化操作命令时调用。操作票分解是指在进行程序化操作时，监控系统收到来操作员站或集控中心的命令后，自动按预定的操作票把操作目标分解成相应的单步操作命令。

１.4 程序化操作票传送方案

程序化操作票的传送数据通道有两种： 站内IEC61850通信网络与站外调度通道IEC104。对于站内 IEC61850通信网络，可以利用IEC61850已有的文件传输报文实现操作票的传送。对站外IEC104调度通道，传送操作票需对IEC104规约做了一定的扩展；利用IEC104规约中的扩展报文类型， 对相关内容做明确的约定与描述，可比较方便地实现了操作票信息的传送。

１.５ 程序化操作防误闭锁方案

程序化操作必须保证在执行多步骤的操作过程中不发生在操作条件不具备时违反规程操作的错误。这就要求监控系统应具有完善的全站性逻辑闭锁功能，除判别本间隔电气回路的闭锁条件外，还必须对其它跨间隔的相关闭锁条件进行判别，严格校验每一步操作的条件是否满足。

１.６ 程序化操作仿真与预演功能设计

操作票的仿真与预演是指将已生成的操作票在后台进行操作仿真，并利用预先定义的防误闭锁条件进行验证，一旦存在违反防误闭锁条件的操作及时告警。经仿真验证正确后，操作票才能下装到间隔层设备或程序化操作服务器。同时，运行人员可通过操作票验证工具将存储在间隔层设备或程序化操作服务器中操作票上传，并将操作票进行解析生成详细命令供运行人员验证，确保操作票的一致性和正确性。操作票的仿真与预演功能可设置在集控主站和站内操作员站，分别实现远端与本地程序化操作票验证功能。

２、程序化操作全寿命周期成本分析

全寿命周期成本分析

根据程序化操作的内容，分别对LCC各个费用组成进行分变电站全寿命周期成本（LCC）计算模型为：LCC = IC + OC + FC + DC

析：

２．1 一次投资成本（IC）

目前常用电气设备已具有较高的可知性、可控性和可靠性，选型上无需太高特殊要求即可满足程序化操作的要求，故无需追加硬件成本。程序化操作只需在站内计算机监控系统和集控主站软件系统追加程序化操作功能模块即可，而目前监控系统厂家大部分已集成了程序化操作的功能。

２.２运行成本（OC ）

程序化操作对无人值班变电站提供强有力的技术支持，站内设备的操作基本可无需现场人员干预，并可减少集控站监控人员的工作量。据了解，以操作一回 66kV出线从运行改为检修为例，两名操作人员在现场操作大约需 13分钟，采用程序化操作后，同样工作在监控中心操作仅需 1.5 分钟， 效率提高7.6 倍；另外，二次设备纳入程序化控制后，可节约运行人员30 ％的操作时间。由此可知，本工程采用程序化操作后可相应减少对应集控站监控人员、操作队人员配置，从而大大节省了运行成本。

２.3 故障引起的中断供电损失成本（FC）

程序化操作的过程弥补了非程序化操作规范的不足，避免操作过程中的繁琐操作和误操作，提高整个变电站操作效率，同时可大大减少设备操作时间，降低操作故障概率，从而减少故障引起供电中断损失成本。

２.4报废成本（DC）

由于程序化操作无追加硬件设备，因而可不考虑报废成本。综合分析，实施程序化操作以后，一次投资总成本可节省运行成本、故障引起的中断供电损失成本等都有较大减少。较非程序化操作变电站，程序化操作智能化站LCC总体成本将大大降低。

３、结语

经过对基于智能化变电站技术平台程序化操作实施方案进行论证，可得如下结论：

３ ．1与传统变电站程序化操作相比，智能变电站程序化操作具有更大实施范围，不仅可实现66kV～ 500kV 一次设备的程序化操作，还可实现站内低压交、直流设备以及二次功能元件的程序化操作。

３．2智能化变电站网络通信技术为程序化操作提供了良好的技术支

撑，可实现与图像监控系统的互动、实现跨间隔信息的可靠传输；相

较传统变电站，智能化变电站程序化操作的可靠性更高。

３．3 程序化操作票采用在变电站内存储与分解、文件方式传送方案；防误闭锁采用GOOSE 网络传送跨间隔信息，实现完全逻辑闭锁。

参考文献

〔１〕高翔．智能变电站技术．北京：中国电力出版社，2011，

〔２〕国家电网公司基建部．智能变电站建设技术，北京：中国电力出版社．2011

〔３〕李瑞生,李燕斌,周逢权等.智能变电站功能架构及设计原则[J].电力系统保护与控制,2010,38.