摘要：本文主要論述了數(shù)字化變電站的實現(xiàn)及控制方案，并就數(shù)字化變電站的程序化操控作了總體分析。數(shù)字化變電站的程序化操控必須滿足必要的前提條件，合理選擇定制方式，實現(xiàn)在主站進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度的程序化操作目標(biāo)。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站,程序化操作

　　眾所周知，變電站電氣設(shè)備的逐步數(shù)字化是當(dāng)今不可阻擋的發(fā)展趨勢，而程序化操作是數(shù)字化變電站的重要表征。程序化變電站實際操作時只需要變電站內(nèi)運(yùn)行人員或調(diào)度運(yùn)行人員根據(jù)操作要求選擇一條程序化操作命令，操作票的執(zhí)行和操作過程的校驗由變電站內(nèi)智能電子設(shè)備自動完成，這樣就打破了傳統(tǒng)運(yùn)行操作方式，在操作中盡可能地避免了人為錯誤，達(dá)到減少或無需人工操作，提高操作效率，為實現(xiàn)真正意義上的無人值班，提高變電站的安全運(yùn)行水平，進(jìn)而為運(yùn)行部門“減員增效”開辟了一條全新的道路。與傳統(tǒng)的變電站相比，程序化操作模式在一次設(shè)備倒閘操作上具有明顯的技術(shù)與安全優(yōu)勢，降低了操作中的人為因素，提高了操作的安全性與可靠性;大大縮短了倒閘操作時間，能有效降低運(yùn)營成本。相對于常規(guī)變電站，程序化變電站對電氣一、二次設(shè)備的智能性及可靠性有了更高的要求，由此對設(shè)計亦提出了更高的要求，需要電氣設(shè)計人員全面掌握基于61850通訊規(guī)約的程序化變電站的相關(guān)網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備知識。

　　一、數(shù)字化變電站的程序化操作

　　程序化操作是指變電站內(nèi)智能設(shè)備依據(jù)變電站操作票的執(zhí)行順序，由計算機(jī)自動識別設(shè)備狀態(tài)，在運(yùn)行人員的操作下，自動生成操作票，并按照預(yù)先制定的操作要求及邏輯關(guān)系，完成操作前檢查、操作后確認(rèn)等一系列操作任務(wù)。程序化操作關(guān)鍵是代替人員自動完成操作票的執(zhí)行過程。程序化的操作可有效提高操作效率，縮短事故后恢復(fù)供電的時間，提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平。防止誤操作的發(fā)生，增強(qiáng)人員設(shè)備的安全系數(shù)[1]。也使得無人值班變電站發(fā)展的必然。進(jìn)一步簡化了管理流程，提高了管理效率，達(dá)到減員增效的目的。目前國內(nèi)的大部分都應(yīng)用于110KV及以下變電站自動化系統(tǒng)中，220KV變電站整個站全部程序化操作的較少。

　　1.程序化操作過程

　　將操作票事先存放在程序化操作服務(wù)器或者間隔層測控保護(hù)設(shè)備中， 由監(jiān)控系統(tǒng)或者調(diào)度系統(tǒng)選擇組織這些票，代替人來完成一些列的對一次設(shè)備，二次設(shè)備的操作。我們需要做的僅僅是選擇從原始態(tài)到目標(biāo)態(tài)的按鈕，其他的事情由自動化設(shè)備來完成?？傮w而言，變電站內(nèi)的程序化操作可以概括為兩種類型，一是間隔內(nèi)程序化操作，也就是說程序化操作的內(nèi)容僅涉及到本間隔內(nèi)一次設(shè)備的操作;二是跨間隔的程序化操作，其操作過程中涉及到多個間隔的一次操作以及多個間隔的二次操作，如雙母帶旁母接線變電站的倒排操作。

　　2.程序化操作的前提條件

　　(1)一次設(shè)備應(yīng)該滿足以下要求

　　所有參與程序化操作一次設(shè)備需要實現(xiàn)電動化操作。須具有較高的可靠性，能操作到位，開關(guān)刀閘位置最好使用雙位置。一次設(shè)備的輔助接點(diǎn)位置與一次設(shè)備實際位置應(yīng)該嚴(yán)格對應(yīng)。這是提高程序化操作成功率的關(guān)鍵。

　　(2)二次設(shè)備應(yīng)滿足以下要求

　　參與程序化操作的各二次設(shè)備要求穩(wěn)定可靠。具備一定的容錯措施，例如間隔層連鎖防誤。保護(hù)設(shè)備具有可遠(yuǎn)方投退的保護(hù)軟壓板并可實現(xiàn)保護(hù)定值區(qū)的遠(yuǎn)方切換。

　　(3)對站內(nèi)通訊協(xié)議的要求

　　是IEC61850是不二的選擇。以承載操作票以及操作結(jié)果信息，通訊方式快速可靠,可以方便實現(xiàn)間隔層裝置之間的通訊。是目前唯一的有可能實現(xiàn)不同廠家程序化操作互聯(lián)互通的協(xié)議.

　　(4)調(diào)度中心最好能夠滿足以下要求

　　遠(yuǎn)動規(guī)約能夠承載程序化操作的結(jié)果以及操作票的信息,能夠傳輸保護(hù)裝置的信息。遠(yuǎn)動通道需要快速可靠。主站須有程序化操作的功能：主要是操作票的編制、防真以及操作票的運(yùn)行控制功能。在調(diào)度中心實現(xiàn)程序化操作是程序化操作的終極目標(biāo)。

　　二、程序化操作票的定制方式

　　1.典型票方式

　　在變電站投運(yùn)前編制所有的典型票并且經(jīng)過傳動實驗，投運(yùn)以后通過這些典型票來進(jìn)行程序化操作，典型票不包含的操作以常規(guī)操作為主。是目前基本的流行的方式。

　　2.非典型票方式

　　在每次操作前根據(jù)操作的內(nèi)容編制程序化操作票，經(jīng)過五防校驗后執(zhí)行，不在投運(yùn)前編制典型票。

　　間作票的每一步都必須有嚴(yán)格的執(zhí)行條件。例如：對設(shè)備進(jìn)行操作前通過檢查母線或線路電壓的數(shù)值來判斷設(shè)備是否帶電[2]。間隔層連鎖和電氣開關(guān)柜本身的防誤操作閉鎖功能也為防止誤操作的發(fā)生提供了基本的保證。在執(zhí)行過程中必要時會將操作信息上送操作主站進(jìn)行人為干預(yù)。

　　三、程序化操作的主要功能

　　操作票在執(zhí)行中遇到問題時應(yīng)能提示監(jiān)控人員采取措施，決定終止或者繼續(xù)操作票的執(zhí)行。主要的功能應(yīng)包括對不同間隔的設(shè)備進(jìn)行程序化操作;能通過程序化操作對保護(hù)裝置的軟壓板進(jìn)行投切;能通過程序化操作對保護(hù)裝置的定值區(qū)進(jìn)行切換;在變電站進(jìn)行擴(kuò)建時不應(yīng)對以前的操作票造成影響;應(yīng)該提供方便的操作票的編輯、驗證、仿真手段;應(yīng)該能提供從原始態(tài)到目標(biāo)態(tài)的圖形化操作手段，方便操作票的執(zhí)行。

　　1.程序化操作仿真和驗證功能的實現(xiàn)：

　　系統(tǒng)能提供與程序化操作相關(guān)的操作票驗證、仿真的功能，以便工程擴(kuò)建以及新增操作票時進(jìn)行必要的驗證和仿真，防止在做操作票時出現(xiàn)邏輯錯誤。

　　2.程序化操作具備在調(diào)度端或監(jiān)控中心的功能

　　具備在調(diào)度端或監(jiān)控中心實現(xiàn)程序化操作功能，能實時監(jiān)視變電站保護(hù)信息和程序化操作票的執(zhí)行情況。

　　3.對遠(yuǎn)動通信的要求：

　　目前變電站對調(diào)度主站/集控中心主要采用101、104等遠(yuǎn)動規(guī)約，這些規(guī)約主要傳送的是變電站的四遙信息，標(biāo)準(zhǔn)的遠(yuǎn)動規(guī)約對保護(hù)定值的傳輸和定值的修改沒有定義，如果進(jìn)行程序化操作，必然涉及到遠(yuǎn)動規(guī)約的擴(kuò)充[3];另一方面，進(jìn)行變電站程序化操作的目的是實現(xiàn)變電站的遠(yuǎn)方操作，調(diào)度主站在操作過程中需要獲得變電站的實時操作報告，這一點(diǎn)也涉及到遠(yuǎn)動規(guī)約的擴(kuò)充和修改。

　　四、如何在調(diào)度實現(xiàn)程序化操作

　　在主站進(jìn)行程序化操作是程序化操作的終極目標(biāo)，但是目前由于條件所限，在調(diào)度主站實現(xiàn)完美的程序化操作還不現(xiàn)實的前提下，如何讓調(diào)度主站也能進(jìn)行程序化操作是必須要考慮的問題。

　　目前一般是變電站內(nèi)制定典型票，主站組織這些典型票做批處理。程序化操作時必須要考慮間隔間的操作和對保護(hù)設(shè)備的操作。110 kV及以下變電站中，程序化操作大多數(shù)操作屬于間隔內(nèi)的操作。220kV及以上變電站中，由于主接線通常為雙母或雙母帶旁母方式，實際操作過程中特別是對于倒母線等操作，需要多個間隔設(shè)備參與。低壓變電站中，程序化操作基本不涉及保護(hù)定值的修改、定值區(qū)切換或者軟壓板的投退。而高壓變電站中，隨著運(yùn)行方式的變化，對某些保護(hù)定值、軟壓板等進(jìn)行修改或投退實為必然[4]。例：正母停役操作中需要對母差保護(hù)的雙母并聯(lián)運(yùn)行和雙母分列運(yùn)行軟壓板進(jìn)行投退操作。

　　由于變電站通常是不斷進(jìn)行擴(kuò)建的，擴(kuò)建后變電站程序化操作必然會涉及到已有的帶電間隔，如何在保證程序化操作正確性的前提條件下盡可能減少對變電站運(yùn)行設(shè)備的影響。因此尋求一種實施和驗證方式，能夠保證在擴(kuò)建過程中對已有間隔進(jìn)行操作驗證。間隔內(nèi)的操作由間隔內(nèi)測控或者低壓保護(hù)測控來處理,間隔間的操作由獨(dú)立的程序化操作服務(wù)器來完成。變電站內(nèi)的操作大多屬于間隔內(nèi)的操作,由間隔測控裝置來完成可以大大提高可靠性和效率。高壓站對跨間隔的操作必不可少,間隔間的操作需要由獨(dú)立的程序化操作服務(wù)器來完成。

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