浅谈智能变电站中顺序控制的功能分析与实现

浅谈智能变电站中顺序控制的功能分析与实现

李彪王志军田添王建朋杨树峰石丽芳周林伟魏雨婷

关键词：智能变电站；顺序控制；功能

引言

在我国电力行业，智能变电站逐渐得到了广泛的应用。而对于智能变电站，顺序控制起到了十分重要的作用。我国电力企业要提升智能变电站的运行水平，需要加强对变电站顺序控制的研究。随着我国智能变电站相关功能、技术规范文件的不断颁布，智能变电站中高效管理以及环保、节约等理念受到了社会各界的广泛关注。因此，相关研究部门应通过顺序控制实现对智能变电站的有效管理。

1电气设备的状态与操作、顺序控制的含义

1.1电气设备的状态与操作

变电站电气设备有四种稳定的状态，即运行、热备用、冷备用及检修等。将电气设备由一种状态转变到另一种状态所进行的一系列操作总称为电气设备倒闸操作。其基本内容可以分为：线路的停、送电操作；倒母线及母线停送电操作；主变压器的停、送电操作；装设和拆除接地线的操作（合上和拉开接地刀闸）；主变压器有载调压开关分接头调节操作；电网的同期操作；站内其他设备的启动／停止或投入／退出操作；继电保护及自动装置的投、退操作，继电保护及自动装置定值修改操作；自动电压无功控制操作等。

1.2变电站顺序控制的含义

对于智能变电站，顺序控制以站内先前设置的操作逻辑以及五防闭锁规则为基础，然后根据自动化相关操作系统发出的指令，实现对智能变电站中设备的断路器以及隔离开关自动化控制的一系列操作，进而达到高效控制整个智能变电站运行状态的目的。由于智能变电站实现顺序控制之后能够实现无人干预的自动化操作，而且可以保障工作效率并降低操作失误率，因此，其对变电站具有十分重要的现实意义。目前，顺序控制由于其强大的功能以及灵活的应用方法等优点，已成为智能化变电站发展的主要趋势。

1.3顺序控制方案

现如今的智能变电站中，顺序控制通常有以下几种方案：首先是集中式控制。这种顺序控制方案主要是先集中智能变电站的各项功能控制，然后再总体实现顺序控制。对于智能变电站，各项功能通常是通过站内监控系统的调度工作实现，其中智能化是主要内容。其次，是分布式控制。由于这种控制方式只需要测控装置，再加上其具有较强的操作性，因此，应用时安全性及可靠性都较高。另外，因为该方式控制的设备通常较少，其还具有执行性强和操作效率高的优点。最后，是综合式控制。该控制方式需要后台的运行机器与间隔层测控装置进行配合。由于这种顺序控制方式具有较多的功能，在智能化变电站应用比较广泛。

2智能变电站顺序控制的软硬件实现方式

2.1硬件实现方式

实现顺控的智能变电站设备必须符合智能变电站技术导则的要求，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。无论是间隔内顺控还是多个间隔或者跨电压等级的顺控，因采用IEC61850标准通信协议和高速工业以太网通信，均可以通过智能单元内部或智能单元之间的信息交互实现，不需要置专设顺控工作站或顺控单元。具体而言，满足顺控的硬件平台应满足以下要求：(1)一次设备应具备电动操作功能。断路器、隔离开关、接地开关、手车等所有纳入顺控操作的一次设备均应实现电动操作，即通过通过电气操作能够实现断路器、隔离开关的分合，手车的推入和拉出等；同时一次设备应具有较高的可靠性，达到较高的操作正确性和成功率；(2)二次设备应符合IEC61850的规约及智能变电站技术导则的规定。二次设备即智能组件是顺控功能的具体执行者，同时也负责一次设备的状态。因此二次设备必须工作稳定可靠，且能够依据操作票的逻辑和操作顺序正确发出控制命令，保证各状态数据采集准确及时；同时二次设备还应具备一定的容错机制。

2.2软件实现

智能变电站顺序控制中的各项操作都有比较明确的规定，在软件实现过程中必须予以重视。关于顺序控制操作的要求主要有：操作前首先要核对操作员身份和权限，核对设备名称和编号，操作人员每操作完一项都应进行标记，全部操作后要进行检查。变电站顺序控制的软件实现分为后台计算机和智能单元2个部分。智能单元内部保存所有与本间隔内操作、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，若不一致则给出报警，提醒操作人员核对操作规则的正确性。后台计算机顺序控制软件的结构比较简单，但对安全性要求很高，需要相关电力部门根据规范配置软件防火墙。

2.3通信通道及通信协议

和调度或集控主站进行通信的通道建议选用可靠性和速率都较高的光纤通道，智能变电站内各层应全部应用高速工业以太网实现通信。通信协议必须应用IEC61850标准通信协议。

3顺序控制需要注意的问题

首先需要注意的是控制源应具有唯一性。现阶段，智能变电站除了有能够实施操作的控制源装置，还有后台监控、集控中心、调度等多个系统，若不能进行有效协调，会出现多源控制问题。因此，必须具有完善的闭锁、互锁机制，以保障在同一时刻每个控制对象只受到一个控制源的控制。其次，需要注意的是系统要具有较高的可靠性和身份认定体系，由于站内大部分计算机都遵循国际性规则以及工业要求，因此，在确保操作便捷性时，还应注意计算机会遭受各种网络攻击。另外，由于计算机本身会配置一定的隔离装置，因此，会处于封闭空间，但是也可能发生黑客入侵、人员错误操作等问题，因此，不仅要在计算机上安装防火墙和采取物理防护措施，还应提升管理系统的科学性。

结语

总而言之，在智能变电站中，顺序控制是应用比较广泛的系统功能，也是智能变电站优势的重要体现。在顺序控制中，相关部门应考虑主站、集控中心、后台监控系统、测控系统针对顺序控制操作流程的兼容性和功能分配情况，进而有效提升变电站运行的稳定性和可靠性。

参考文献

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