试析如何实现变电站程序化操作及其控制条件
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摘要：目前国内变电站自动化系统经过多年发展已达到较高的技术水平，其中一些GIS、HGIS变电站的一次设备和二次设备已经具有很高的可靠性和可控性，具备了实施程序化操作的条件。通过在湖南省第一座500kVHGIS变电站星城变进行的一年多程序化操作试验，总结了如何实现程序化操作、实现程序化操作的优点和控制要点，提高了运行工作效率和操作正确率，有效防止运行过程中的误操作。程序化操作将逐渐成为无人值班变电站发展的必然。
作者简介：肖奕（1977-），男，湖南绍阳人，湖南省电力公司检修公司，工程师；杨昕（1978-），女，湖南长沙人，湖南省电力公司检修公司，工程师。（湖南 长沙 410005）
中图分类号：TM63?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）33-0142-02
程序化操作是无人值班变电站实现远方遥控操作发展的必然趋势，其最大的特点是减少甚至杜绝因为人为原因导致的误操作，全面提高自动化应用水平，达到减员增效、简化操作流程、提高管理效率的目的，并且能够缩短突发事故情况下电网的恢复时间。但是，程序化操作的实现对一二次设备操作的可靠性和逻辑判断的正确性要求非常高，如何保证指令和操作的正确性需要在程序化操作的过程中增加操作控制和逻辑判别的条件，对每个状态变化进行操作前的条件确认和操作后状态变化正确的确认，以安全实现程序化操作的到位和异常情况下的闭锁。
一、程序化操作的简介
程序化操作就是预先定义好操作序列。实际操作时完全依照预先定义序列或者根据该序列自适应形成实际操作序列，以达到“一键操作”的目的。将一个程序化操作抽象为操作票，该操作票对应一个状态到另一状态的切换，并包含有先后操作顺序的操作步骤。每步骤包括操作前判断逻辑（防误逻辑）、操作内容、操作后确认条件（确认操作是否成功）。
二、程序化操作的控制条件
1.程序化控制软件应具备程序化控制操作票预演功能
对于预演错误应能及时否定，如预演不通过则程序化控制操作票不能生成；预演结果不应改变各电气设备实际的遥信状态和遥测值，不应启动程序化控制程序，不应发出控制命令。
2.程序化控制软件应具备“五防”在线和判断功能
“五防”是防止电力系统出现误操作的可靠保证。通常的“五防”是指防止电力系统倒闸操作中经常发生的五种误操作事故，即误分合开关、带负荷拉合隔离开关、带地刀合隔离开关、带电合地刀（挂接地线）以及误入带电间隔。“五防”作为电力系统防误操作的重要手段，在进行电力系统实际设备操作的时候有必要按照“五防”的基本要求，避免不必要的误操作。因此在直接遥控实际设备的程序化操作过程中，操作主站（集控站）系统应该内嵌“五防”判断逻辑，并且在操作过程中显示每一步的“五防”校验结果。
3.程序化控制软件应具备监护人功能
目前，双人双机远方监护操作已经成为湖南省防止误操作的有效手段。而作为程序化操作的一步到位的操作方式更需要操作命令和操作顺序的监护到位。即操作人员在进行实际程序化操作执行的时候，在选定操作序列（及对应操作序列的设备）后选择相应的监护人，点击顺序控界面上的监护人右面的“发送”按钮，系统会自动将当前要操作的序列及对应于该序列的操作设备（包括操作顺序）发送到选定的监护人所在的监护节点（监护人所在的机器）。监护人根据当前要操作的序列及对应的操作设备与集控运行人员发送过来的操作序列和操作设备进行校验检查。如果发现无误，输入个人密码，并点击确定。此时集控操作员所在的界面就会收到监护人同意并通过本次操作的信息窗。此时集控操作员就可以进行实际的程序化操作。
4.程序化控制软件应具备检无流功能
在对实际设备进行遥控操作的时候，设备有可能因为误动作，在遥控成功后设备又回复到原来状态。为了更好地判断当前操作是否成功，要增加对操作设备电流的检测功能。检无流功能，首先通过读取断路器信息表中采集上来的电流值current_result_flag，在程序中增加对该电流标志current_result_flag的判断的语句。若当前的电流标志current_result_flag与遥控状态标志yk_result_flag均满足要求，则输出遥控结果成功语句。反之，若遥控不成功，判断是因为遥控操作标志yk_result_flag还是因为电流标志current_result_flag导致的遥控不成功，并输出。
5.程序化控制软件应按操作票的顺序逐项控制
即只有在上一步程序化控制操作成功执行之后才能执行下一步操作命令，并具备防误闭锁功能和手动紧急闭锁功能。
6.程序化控制软件具备电气运行状态判断功能
程序化控制前、中、后，程序必须能够根据开关闸刀等位置正确判断当前状态。
7.程序化控制软件应具备选择“连续”或“单步”的控制方式
在顺控过程中进行实际遥控的时候，可以通过选择执行方式选择“连续”还是“单步”。如果此时选择的是“连续”执行方式，如果此时运行人员选择的操作序列（包括对应该序列的操作设备）在得到监护人确认后，点击“开始”按钮。那么，顺控就会自动执行完整个序列。如果选择“单步”执行方式，如果此时运行人员选择的操作序列（包括对应该序列的操作设备）在得到监护人确认后，点击“开始”按钮，则程序化控制软件在执行操作序列的时候，每完成一步都会提示操作人是否执行下一步。
8.程序化控制软件应具备反应设备命令执行、状态检查的信息界面
在程序化操作过程中进行实际遥控的时候，集控操作员最需要了解的是操作执行情况和设备状态变化。在程序化操作界面上应该具备信息界面的功能，可以通过信息界面来判断设备在操作过程中位置状态的变化、设备的控制成功与否。
三、程序化操作设备状态的定义
本系统主要针对220kV及其以上进线间隔、220kV母线PT间隔、220kV母联分段间隔、主变三侧间隔运行转冷备用、冷备用转运行的程序化操作，并在程序化操作程序中配置相应的间隔典型操作票。
以进线间隔为例，在程序化操作程序中配置定义如下三种间隔状态的操作票：
1.运行状态
断路器及两侧刀闸合上，断路器两侧接地刀闸分开，线路地刀分开。
2.热备用状态
断路器分开，两侧刀闸合上，断路器两侧接地刀闸分开，线路地刀分开。
3.冷备用状态
断路器及两侧刀闸分开，断路器两侧接地刀闸分开，线路地刀分开。
四、程序化操作
湖南省500kV电网运行集中监控中心使用的计算监控平台是南瑞科技公司的OPEN3000系统。其程序化控制软件和平台就是以该系统基础进行功能扩展的。其执行过程如下：
在总控台点击序列控制按钮。在程序化操作界面生成506间隔由运行转冷备用的操作顺序票，并在线进行模拟预演并通过。
在序控界面上直接选择要操作的厂站间隔下的序列。如图1所示，选择506间隔由运行转冷备用，需要执行第一步运行转热备用，第二步热备用转检修的两个状态的操作，依次拉开506、5063、5061。
进行集控站主系统的防误校验，验证操作顺序的正确性。
开始操作，集控操作员选择监护节点为dev2-1。点击发送按钮。此时在本机上就会显示图2所示等待窗口。在dev2-1工作站上会弹出批量遥控监控窗口等待dev2-1工作站的用户确认。确认完毕。
在集控操作员本机上弹出图3所示监护员通过提示窗。点击确定，图4中的开始、停止按钮就会正常显示。反之则弹出监护员拒绝的信息窗，同时图2中的开始、停止按钮反灰显示。
程序化操作监护员通过，则可以执行遥控操作。点击开始按钮，开始遥控预置。若遥控预置成功，系统就会自动进行遥控执行步骤操作。若遥控执行成功，此时界面上会弹出连续控制结束提示窗。如图5所示，点击确定，退出本次序列操作。
五、结论
湖南省500kV集控中心的建立从硬件到软件都给人们提出了许多新的要求，很多方面的建设都是从零开始，面临更多的挑战，有待更深入的研究、探讨。程序化操作是实现“集中监控+无人值班”变电站发展的必然趋势。以上是立足于现阶段进行程序化操作的过程中需要控制的要点和实现操作的方法。当然，该项目由于涉及到很多运行管理、操作执行的关键问题需要进一步解决，还存在方方面面应用上的问题有待改进。通过本文希望大家了解如何进行程序化操作和操作过程中应该满足哪些控制条件。