程序化控制在地調主站中的運用

謝傳林 吳錫武

（廣東電網公司茂名供電局，廣東 茂名525000）

隨著地區電網的高速發展，電力系統自動化水平的不斷提高，針對220kV、110kV 變電站的基于調度防誤的遠方控制操作已經得到了廣泛的應用[1-2]。但隨著電力網絡構造越來越龐大，操作越來越復雜，現場操作密度不斷的增加，采用傳統的逐項核對人工操作的方式暴露出問題[3-4]：

（1）每次遙控操作只能操作單個開關或刀閘進行控合或控分，耗時長；

（2）當需要對設備進行狀態轉換操作時，調度員需要轉換到研究態下，生成設備狀態轉換操作票，然后在實時態下，按照操作票進行逐項操作，每操作一步需要進行確認。此過程繁瑣，容易發生誤操作。為此在調度主站系統實施程序化控制來解決以上問題。

1 程序化控制基本原理

程序化控制是在SCADA 實時態下根據設備狀態自動生成開關刀閘的程序化操作序列，通過“一鍵式”操作，順序對開關刀閘進行遠方控分/合操作，實現設備運行狀態的快速轉換。它主要用于線路、變壓器等設備的狀態快速轉換。該功能調用電網拓撲模塊算法實時判斷設備當前狀態，根據設備當前狀態自動生成設備運行、熱備用、冷備用、檢修間相互轉換的操作序列；經調度員確認后按操作順序依次完成開關、刀閘的遠方控制操作；操作前會檢查廠站遙控權限信號、開關間隔的遙控CK把手位置信號，操作過程中會根據開關刀閘的位置信號和有功、電流等遙測信號判斷開關刀閘是否操作到位；對于合地刀等重要操作給予暫停提示和監護人確認的功能，最后將操作過程會以操作票的形式記錄在程序化操作日志中。該功能實現設備狀態轉換的“一鍵式”操作，同時通過防誤校驗保證操作的安全性以及電網運行的穩定性。如圖1 所示。

2 線路程序化控制

220kV、110kV 線路作為電力系統中非常重要的部分線路，也是調度員日常經常操作的線路，通過程序化控制能夠節約操作時間，提高電網運行經濟性能。

根據程序控制基本原理，線路程序化控制可以分為以下幾個步驟：

首先，調度系統對線路運行狀態識別（線路運行狀態指：運行，熱備用，冷備用，檢修）；然后根據網絡拓撲連接關系，獲取線路狀態轉換涉及的所有開關刀閘，以綜合防誤校驗邏輯為依據，智能生成線路狀態轉換的開關刀閘操作序列；

圖1 程序控制基本原理

其次，在生成線路開關刀閘操作序列過程中，以綜合防校驗為依據，進行操作序列的模擬操作，并給出模擬操作結果（允許、警告、禁止操作），對于110kV 線路側連接雙母，線路連接多母線側，線路各側廠站涉及多個電壓等級的情況，需要進行界面交互判斷；對于220kV 線路側連接雙母的，需要進行界面交互判斷；

再次，執行程序化操作，通過相關的遙測數據進行判斷是否分合到位；

最后，將程序化操作過程歸檔。如圖2 所示。

3 關鍵技術及實驗

3.1 防誤校驗

程序化控制多個開關或刀閘一起操作，如果防誤校驗不精準，則嚴重影響電網的穩定性。為此進行以下防誤校驗：

（1）基于系統拓撲的五防校核。根據系統拓撲的五防校核能夠實現開關、刀閘和接地刀閘操作的五防校核。

（2）潮流校核。根據潮流分析、短路電流計算等高軟進行全面的綜合防誤檢查判斷。

（3）設備狀態校核。對遙控操作的開關刀閘或者開關刀閘操作序列，進行電氣島內所有開關刀閘狀態的校核，對人工置位或者位置不確定的開關刀閘給出告警或者禁止操作提示。

防誤校核結果分為：通過、沒通過但允許強制執行、沒通過禁止操作，對后兩種沒通過防誤檢查必須給出告警來提示調度員。

圖2 線路程序化控制實現步驟

3.2 開關刀閘是否分合到位

必須通過一定技術驗證，避免出現開關刀閘未分合到位，對于每個刀閘遙控完成后會根據刀閘位置判斷是否操作到位。對于每個開關遙控完成后會根據開關位置和量測信號判斷是否到位。斷開開關時，檢查開關位置為分后，延時15 秒重新檢查開關位置并檢查開關關聯的有功、電流是否不為0。若不為0 則可選擇延時檢查、繼續執行或取消操作。若斷開為電源側開關，則檢查開關關聯的有功、電流滿足后再檢查線路電壓是否不為0，合上開關與之相反。

3.3 實驗

在某地調進行程序化“一鍵操作”實驗，將110kV 線路由“運行”轉至“冷備用”狀態在調度端一鍵完成，一次設備操作耗時由原來的約60 分鐘縮短至僅34 秒，大幅度提高了操作效率。

4 結論

通過對程序化控制的基本原理，線路程序化操作的步驟以及關鍵技術的探討，實驗表明程序化“一鍵操作”大幅度降低一次設備操作時間，提高操作效率，既實現了操作的快速性，又保證了操作的安全性，提高電網調度智能化水平。