智能变电站中顺序控制的功能分析与实现论文_杨嘉文

智能变电站中顺序控制的功能分析与实现论文_杨嘉文

顺序控制操作能够有效减少操作和停电时间,降低经济损失和对生产生活造成的不便,还能够有效降低倒闸操作误操作的概率,从而降低电网事故率,防止大面积停电,避免造成恶劣的社会负面效应。而智能变电站采用的软硬件设施为变电站全面实现顺序控制提供了强有力的技术手段和基础设备支撑。

1 顺序控制操作要求

相关文献在基本系统功能部分提出了对顺序控制的功能要求:满足无人值班及区域监控中心站管理模式的要求;可接收和执行监控中心、电力调度控制中心和本地自动化系统发出的控制指令,经安全校核正确后,自动完成符合相关运行方式变化要求的设备控制;具备自动生成不同主接线和不同运行方式下典型操作流程的功能;具备投、退保护软压板功能;具备急停功能;可配备直观图形图像界面,在站内和远端实现可视化操作。

2 顺序控制的必要功能

顺序控制操作经过现场试验,笔者认为还需必备以下几种功能:

2.1 操作的模拟仿真预演功能

在设备进行正式操作前,必须在顺序控制主机上提前进行模拟操作仿真预演,目的为了检验顺序控制执行时操作逻辑的准确性,这样才能保证顺序控制的正确性。

2.2 顺序控制操作票的导入导出功能

从安全管理的方面考虑,顺序控制生成的倒闸操作票一定要为标准格式,方便实现了操作票从顺控主机中的导入导出,每一份操作票都会进行模拟仿真预演,经过验收合格后才可以投入使用,最终生成的操作票不得随意更改,可以保存为经典操作票,方便以后导出进行常规操作使用。

2.3设备状态的自适应功能

由于顺序控制生成的操作票是固定的,如果操作前被操作间隔设备各元件所处的状态有以达到操作完成状态的,顺序控制操作应能够恰当地跳过这些状态已到位的操作步骤,从而保证安全、正确、高效地完成整个顺序控制操作。

2.4 顺序控制操作的人工干预控制功能

顺序控制操作是通过程序来实现的,无需人工干预,但是如果操作过程中出现异常状况,比如:变电站自动化系统发生事故或异常告警信号;操作中的设备出现分、合不到位或未满足操作条件;操作中相关的保护装置发生动作出口跳闸等突发情况,具备了立即停止的功能,同时人工干预控制的功能也是必要的。

3 顺序控制实现方式

3.1 硬件平台

实现顺序控制的智能变电站设备必须符合相关文献的相关要求,即系统结构分层分布化、一次设备智能化、二次设备网络化、信息采集数字化。由于采用了IEC 61850标准通信协议和高速工业以太网通信,无论是间隔内的顺序控制还是涉及多个间隔或跨电压等级的顺序控制,均可通过智能单元内部或智能单元之间的信息交互实现,无需设置专门的顺序控制工作站或顺序控制单元。具体来说,实现顺序控制的硬件平台需满足以下要求。

(1)一次设备。所有纳入顺序控制操作的一次设备均需具备电动操作功能,包括断路器、隔离刀闸、地刀、手车等,即通过电气操作可以实现开关、刀闸的分合,手车的推人和拉出等。同时,为了获得较高的操作正确性和操作成功率,需要一次设备有较高的可靠性。

(2)二次设备。完成顺序控制的二次设备(智能组件)必须符合IEC 61850和智能变电站技术导则的规定,且必须工作稳定可靠。由于二次设备是顺序控制功能的具体执行者,也负责采集一次设备的状态,因此二次设备必须能够根据操作票的逻辑和操作顺序正确发出控制命令,并确保各状态数据采集准确及时。

各智能组件从结构上来看,一般应采用32位及以上的CPU、具有32MB及以上容量的存储器、支持4个以上的高速工业以太网接口、具备GPS同步对时接口,除具有通用的保护测控功能外,还需采用实时多任务操作系统、符合IEC 61850通信协议标准、支持G00SE网络通信机制。

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3.2 通信通道及通信规约

与电力调度控制中心主站或主站通信的通道必须采用高可靠性、高速率的通道,为此推荐采用光纤通道,站内各层全部采用高速工业以太网通信。通信规约必须采用IEC 61850系列标准(即DL/T 840系列标准)。

3.3 软件平台

(1)操作前首先要核对操作员身份和权限、设备名称和编号,操作中遇有事故或异常现象时应停止操作,每操作完一项都应进行标记,全部操作完毕后要进行检查。

(2)操作中必须按操作规则中规定的项目依次进行,禁止跳项、漏项、添项。

变电站顺序控制的软件实现分为智能单元与后台计算机两部分。智能单元内部保存所有与本间隔内操作以及与本间隔相关的跨间隔跨电压等级操作所需的操作规则;后台计算机则保存全部的操作规则。后台计算机的每次顺序控制操作,都先从相关智能单元中读取操作规则进行比较,若一致则继续后续操作;否则给出报警,提醒操作人员核对操作规则的正确性。操作规则针对每一个操作对象制定,一旦变电站有增容、切改、扩建等变化,就须及时修改。

4 顺序控制中的注意事项

(1)顺序控制操作前,运行人员应检查一次设备状态符合操作条件。

(2)顺序控制过程中发生通讯中断时,监控后台提示网络中断,并暂停程序化操作,由运行人员判断异常原因。

(3)若发现原因为一次设备异常或设备故障,则由运行人员检查确认是继续程序化操作还是转人工操作,或是终止操作。

(4)如果不能继续顺序控制操作,但可以转人工操作,则经变电站站长同意后,转人工操作。如果异常情况处理可以在短时间内完成,则汇报调度,暂停程序化操作,待异常处理完毕,汇报调度,恢复程序化操作。恢复程序化操作时,应再次输入操作口令和监护口令;若异常短时间内不能恢复,且不能转人工操作,则汇报调度,选择终止操作,待异常处理结束后,由调度决定是否继续操作。

(5)暂停后继续执行的操作,系统自行将整张票重新模拟预演,预演正确后继续未执行操作步骤的操作。

5 顺序控制中异常处理

(1)顺序控制时,监控系统发“事故总”自动停止顺序控制操作;

(2)顺序控制时,设备分合不到位或未满足操作条件,监控系统自动停止顺序控制操作;

(3)顺序控制中断后的操作要求:

a.若设备状态未发生改变,则在排除停止顺序控制操作的原因后继续进行顺序控制操作,若停止顺序控制操作的原因无法立即排除,则进行常规操作。进行常规操作,对顺序控制已执行步骤,需现场核对设备状态并根据核对结果决定下一步的操作。b.若设备状态已发生改变,在原操作票上注明:顺序控制操作中断时的设备状态;

中断原因

顺序控制可以适应复杂的电气接线方式和大型电气设备,对于大规模、高电压等级的变电站操作,有效的提高了变电站电气操作的正确性和快速性。不久的将来,待电气设备可靠、技术成熟、管理规范完善后,顺序控制真正应用到实际操作中,其应用效益才会更加明显,这样才能充分体现了智能变电站的优越性。

参考文献:

[1]樊陈,倪益民,窦仁晖,等.智能变电站顺序控制功能模块化设计[J].电力系统自动化.2012,36(17):67-71.

[2]沈萌,江志清,田肖艳,等. 220 kV 泸定智能化变电站顺序控制策略的实现与分析[J].华东电力. 2012,40(6):0961-0964.

论文作者:杨嘉文

论文发表刊物:《电力设备》2017年第1期

论文发表时间:2017/3/9

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