淺析電力變電無人值班運行管理模式及特點

趙旭東

摘 要：當(dāng)前，計算機技術(shù)與自動化控制技術(shù)不斷發(fā)展，并且越來越多地被應(yīng)用于電力系統(tǒng)的自動化控制之中。傳統(tǒng)的變電站，其全天候運行往往依賴工作人員輪班值守。近年來，越來越多的新建變電站開始采用自動化的監(jiān)控與控制系統(tǒng)，使電力系統(tǒng)的變配電作業(yè)逐漸實現(xiàn)無人值班運行。文章主要研究電力系統(tǒng)變配電無人值班運行的管理模式及其特點，對其當(dāng)前存在的難點進行分析，并闡述其未來的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：電力變電；無人值班；運行管理模式；特點

引言

電力系統(tǒng)包含發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等多個環(huán)節(jié)，對電力系統(tǒng)進行管理是一項復(fù)雜且不間斷的工作。尤其是變配電環(huán)節(jié)，作為發(fā)電與輸電、用電環(huán)節(jié)的重要承接環(huán)節(jié)，變電所還要根絕用電環(huán)節(jié)的信息反饋調(diào)節(jié)電網(wǎng)的各項參數(shù)，以保證電網(wǎng)的可靠與穩(wěn)定。這個過程包括一系列的數(shù)據(jù)傳輸、調(diào)節(jié)、控制、通訊和調(diào)度。以往，變電所需要有工作人員24小時不間斷地輪值，才能夠保證電網(wǎng)穩(wěn)定的運行。近年來，隨著信息技術(shù)與自動化控制技術(shù)的發(fā)展，一系列的監(jiān)控、聯(lián)動、自動控制系統(tǒng)的應(yīng)用，變電所開始逐步實行無人值班運行。

1 電力變電無人值班的自動化運行簡介

近年來，由于國民經(jīng)濟高速發(fā)展，電力系統(tǒng)也在迅猛發(fā)展，導(dǎo)致了電力系統(tǒng)的運行維護人員的數(shù)量已經(jīng)不足以應(yīng)對迅速擴張的電網(wǎng)。為了提高工作效率，無人值班自動運行模式開始在國內(nèi)被廣泛推廣應(yīng)用。

變電站無人值班運行模式，事實上在歐美發(fā)達國家地區(qū)早已應(yīng)用。以歐洲為例，該地區(qū)400kV以上的變電站在設(shè)計建設(shè)時，大多數(shù)就是按照無人值班進行設(shè)計的。美國加州地區(qū)電網(wǎng)，基本都是500kV變電站，現(xiàn)90%實現(xiàn)了無人值班運行，并且能夠通過遠(yuǎn)程進行控制操作。

國內(nèi)當(dāng)前220kV以下變電站也開始全面推廣無人值班運行。當(dāng)前無人值班采用的自動化系統(tǒng)分為：集中式、分布式、分層分布式三種控制模式。不過國內(nèi)當(dāng)前應(yīng)用最多的是集中式與分層分布式相結(jié)合的綜合自動化控制系統(tǒng)。

電力變電無人值班從運行上來說是將監(jiān)控與操作分離，利用無人值班監(jiān)控系統(tǒng)進行自動運行，其管理模式基本上有兩種：一種是分布式的運行模式，以調(diào)度+監(jiān)控中心+巡視操作隊三者相互配合的模式進行運行管理；一種是調(diào)度+集控站的模式，運行管理更加趨向于集中化。兩種管理模式各有其優(yōu)缺點。

2 兩種主要的無人值班運行管理模式的特點

2.1 分層分布式運行管理模式

這種模式中，調(diào)度部門只負(fù)責(zé)操作命令的下達與電網(wǎng)事故的處理，監(jiān)控中心負(fù)責(zé)無人值班的變電站的運行監(jiān)控與一次設(shè)備的遠(yuǎn)程操作，一些二次設(shè)備依舊依靠的是操作隊的運行維護巡視的操作，操作隊主要是巡視無人值班變電站，并且配合監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程操作，根據(jù)調(diào)度命令來進行一些事故處理。

其優(yōu)點是：層級分明，運行呈分布式，起到了減員增效的管理效果。缺點是：監(jiān)控中心僅僅作為調(diào)度中心與操作人員的中間聯(lián)系單位，不具備實際操作的大部分權(quán)限。而在進行復(fù)雜操作或者事故處理時，現(xiàn)場操作的信息又必須通過監(jiān)控中心才能傳遞到調(diào)度中心，流程較長，不利于只會現(xiàn)場作業(yè)。

2.2 集中式運行管理模式

這種模式中，集控站負(fù)責(zé)無人值班變電站的運行監(jiān)控、設(shè)備維護與巡視，巡視操作人員受到集控站的管轄，集控站除了根據(jù)調(diào)度指令，遠(yuǎn)程操作或只會現(xiàn)場操作人員操作外，具備較大的臨變權(quán)限。

集控式運行模式相比分布式運行模式而言，減少了現(xiàn)場信息傳遞的時間，減少了調(diào)度環(huán)節(jié)，有效提高了操作的效率。不過，集控站在擁有了較大的操作權(quán)限的同時，也對集控站工作人員的素質(zhì)提出了較高的要求，集控站的值班人員不僅要對變電站的設(shè)備的運行維護十分熟悉，而且還必須具備較為豐富的操作經(jīng)驗，才能夠較好的進行遠(yuǎn)程操作與事故處理。

綜上所述，這兩種運行模式各有優(yōu)缺點，所以當(dāng)前多數(shù)實行無人值班運行的變電站，采用的是兩者互相結(jié)合的綜合式自動化運行模式。

3 電力變電無人值班運行的發(fā)展趨勢

3.1 模塊化

過去，變電站的建設(shè)都是一體式的，建設(shè)周期長，安裝運行調(diào)試也比較費時。未來裝配式的變電站將改變傳統(tǒng)變電站的電氣布局、土建建設(shè)和施工方式。變電站將被分為一個個較為獨立的模塊，在工廠就進行預(yù)制，然后在現(xiàn)場進行裝配式的建設(shè)。不僅會大幅度縮短工期，而且在后期運行過程中，也會呈現(xiàn)出較為獨立的模塊化運行，在設(shè)備故障時，進行維護維修也比傳統(tǒng)的變電站更加便捷。

3.2 信息化

過去，工業(yè)自動化控制受到傳統(tǒng)電氣元件與控制系統(tǒng)的限制，在監(jiān)控、傳感、通信、信息存儲、控制計算等方面的發(fā)展并不迅速。但是，當(dāng)前信息化的腳步正在全面向各工業(yè)領(lǐng)域滲透。即時通信、高速運算、遠(yuǎn)程控制等技術(shù)都在發(fā)生著重大的跨越發(fā)展，這必將使得變電無人運行的自動化程度更高。

3.3 智能化

隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器等先進的智能化傳感、控制設(shè)備的發(fā)展，同時，計算機技術(shù)的進步，各類定制化的自動化控制程序的出現(xiàn)與改進。變電站的信息采集、傳輸將逐步實現(xiàn)智能化。

4 結(jié)束語

當(dāng)前，正處于互聯(lián)網(wǎng)與信息技術(shù)爆炸式發(fā)展的年代，信息技術(shù)的各類軟硬件都在飛速地更新。信息技術(shù)的驅(qū)動，使得自動化控制技術(shù)在諸多工業(yè)領(lǐng)域都將得到更多的應(yīng)用。在電網(wǎng)變電自動化無人值班運行的管理中，信息技術(shù)將在監(jiān)控、遠(yuǎn)程控制、通信等方面有更多的發(fā)展。同時，隨著智能化開關(guān)、光電式電流電壓互感器、設(shè)備在線監(jiān)測、電網(wǎng)運行計算機模型仿真等技術(shù)的發(fā)展，未來電力變電自動化必將全面推行，并且有更加長遠(yuǎn)的發(fā)展。因此，各地方電網(wǎng)必須抓住技術(shù)革新的機遇，緊跟技術(shù)進步的腳步，向著全智能化的電力系統(tǒng)自動化發(fā)展。

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