500kV无人值班变电站监控防误闭锁的实现.pdf

第 3 6卷第 1 期 2 0 0 8年 1月 要氧 电力 e a s t c h i n a el e c t r i c p o w e r v0 1 3 6 no 1 j a n 2 0 0 8 5 0 0 k v无人值班变电站监控防误闭锁的实现 卢波 ， 戚宏伟 ， 赵海生 ( 1 华东 电网有限公司 ， 上海2 0 0 0 0 1 ； 2 华东电力试验研究 院有 限公司 ， 上海2 0 0 4 3 7 ) 摘要： 就 5 0 0 k v无人值班变电站的防误闭锁功能和配置进行了研究， 并结合锡西南和苏州西两个无人值班 变电站的工程实例 ， 对具备程序化操作的典型无人值班变电站防误闭锁进行了深入细致的分析研究。 关键词： 无人值班； 5 0 0 k v变电站； 防误闭锁 基金项目： 国家电网公司“ 5 0 0 k v无人值班变电站研究” 作者简介： 卢波( 1 9 7 4 ) ， 男， 硕士， 高级工程师， 主要从事高电力技工和电力设备管理工作。 中图分类号 ： t m 7 5 文献标识码 ： a 文章编号 ： 1 0 0 1 - 9 5 2 9 ( 2 0 0 8 ) o i - 0 0 2 0 - 0 4 re a l i z at i o n o f e r r o r l o c k o ut p r e v e ntio n f u nc t i o n f o r 5 0 0 kv u na t t e nd e d s ub s t at i o n m o n i t o r i n g 肋 ， q 1 h o n g w e i ， z h a o h a i s h e n g ( 1 e a s t c h i n a g ri d c o m p a n y l i m i t e d ， s h a n g h a i 2 0 0 0 0 2 ， c h i n a ； 2 e ast c h i n a e l e c t ri c p o w e r t e s t & r e s e a r c h i n s t i t u t e c o ， l t d ，s h a n g h a i 2 0 0 4 3 7 ，c h i n a ) ab s t r ac t ： th e e r r o r l o c k o ut p r e v e n t i o n f u n ct i o n a n d i t s c o n fig ur a t i o n i n 5 0 0 k v un a t t e n d e d s ub s t a t i on s a r e s t u d i e d b a s e d o n t h e t w o u n a t t e n d e d s u b s t a t i o n p m j e c t s i n s u z h o u a n d wu x i ， t h e e r r o r l o c k o u t p r e v e n t i o n f u n c t i o n f o r t y p i c a l u n a t t e n de d s u bs t a t i o n s wi t i l pr o g r a mme d o p er a t i o n i s an a l y z e d i n d e t a i l ke y wo r d s： u na t t e n de d；5 0 0 kv s u bs t a t i o n；e r r o r l o c ko ut pr e v e nt i o n 变电站程序化操作是指通过计算机监控系统 下达操作任务， 由自动化计算机系统独立地按顺序 步骤地实现操作任务。程序化操作能够减少操作 人员的工作强度， 减少出错概率。但是， 由于大量 使用了计算机技术， 变电站的安全操作需要通过计 算机进行详细周密的设计 ， 如何在无人值班变电站 应用程序化操作后， 确保操作的安全可靠是一个需 要研究的重要课题。5 0 0 k v锡西南 、 苏州西变 电 站是国家电网公司首批按照无人值班标准设计 的 变电站， 并拟采用程序化操作实现变电站内的日常 设备操作。5 0 0 k v变电站的常规逻辑联闭锁技术 已经成熟 ， 本文结合 5 0 0 k v锡西南 、 苏州西变电站 的工程实例 ， 充分考虑无人值班 的实际情况， 综合 常规操作及程序化操作的特点 ， 提 出一套适合 于 5 0 0 k v无人值班变电站工程需要 的防误操作闭锁 方案。为无人值班变电站监控防误闭锁功能提供 一 个详细的工程实际案例及技术支持。 1 典型 5 0 0 k v无人值 班变 电站 程序化操 作和 防误闭锁 介绍 1 1 5 0 0 k v无人值班变电站程序化操作的概念 程序化操作是一种可 以按操作任务进行 自动 控制的变电站 自动化系统 ， 它除了具有 目前 常规 变电站 自动化系统所具备 的所有功能外 ， 还具有 接收监控中心和当地后台系统上发出的操作任务 指令 ， 并 自动判断当前被控间隔的运行状态 ， 按照 操作任务指令丙容 自动完成一系列 的顺序操作 ， 程序化操作每执行一步操作之前 ， 自动检查上一 步的操作是否完成和即将进行 的操作是否符合电 气闭锁条件 ， 仅 当条件满足时 ， 进行相应的操作， 操作每成功一步可 以向发出命令的控制者( 监控中 心或当地后台系统 ) 发 回这一步的成功信息； 条件 不满足时终止操作任务 ， 并且向发出命令的控制者 ( 监控中心或当地后台系统) 发送失败信号。 程序化操作通过变电站 自动化系统预先设定 的程序对变电站设备进行程序化操作 ， 自 动化系 统发出的操作指令是批命令 ， 由 自动化系统根据 设备 的遥测、 遥信发生相应变化来判断操作是否 到位 ， 只有确认该步操作 到位 的情况下才进行下 一 步操作。每个控制对象同一时刻只允许 以一种 方式( 一个批命令 ) 控制， 同时收到两条及以上命 令或与预操作命令不一致时 ， 不执行并发“ 错误” 维普资讯 卢波 ， 等5 0 0 k v无人值 班变电站监控 防误 闭锁 的实现 2 1 ( 总 2 1 ) 告警 。 1 2 程序化操作的实现 1 2 1 具有程序化操作功能的监控中心 监控中心的程序化操作功能可以在监控 中心 端独立完成， 也可以通过监控中心 和变 电站内的 运动工作站配合完成。 监控中心的计算机系统可以接受监控中心范 围各变电站一次设备的实时状态 ， 具备 网络拓扑 闭锁逻辑或常规五防闭锁逻辑 的功能。具有程序 化操作功能的监控 中心， 可以在监控主机上编辑、 修改程序化操作票 ， 可 以单独实现各变电站 的程 序化操作功能。程序化操作的正确性 由监控中心 的计算机系统保证 ， 程序化操作 的每一步指令以 传统的方式下发到变电站的远动工作站。 此外 ， 监控中心的主机和变 电站级 的远动工 作站可以通过 f t p协议或其他规约传递操作 票 文件。当地变电站远动工作站负责将机器上保存 的即将执行操作 票回传到监控 中心主机 ， 并可以 在当地变 电站的五防预演系统中进行仿真预演操 作， 预演过程中还可以修改操作步骤， 确保操作步 骤的正确 ， 预演结束后， 可以将验证过的操作票上 传到监控 中心 ， 然后再执行顺控操作。 1 2 2 当地后台进行的程控操作 当地后 台的程序化功能与远方监控 中心的原 理相仿 ， 首先在五防预演工作站上进行预演操作 ， 自动生成操作票 ， 并把操作票 的任务下装 到远动 工作站的顺控执行器中。后台系统启动操作命令 后 ， 顺控执行器按照操作票的步骤一步一步地执 行能相应的操作。 1 3程序 化控制 防误保 证机 制 程序化控制程序应 当具备 防误保证机制 ， 要 保证每一步遥控操作都 和预存操作票 的次序 一 致。其软件应当具备下述的功能 ： ( 1 )程序化控制程序能够辨别 目前所在的位 置状态 ； ( 2 )只有在上一次程序化控制成功执行之后 才能下发下一步程序化控制命令 ； 每一步程序化 控制成功执行之后的成功信号将复归本次遥控命 令 ， 成功信号上传监控主机 ； ( 3 )若发现任何失败信号将复归所有逻辑功 能 ， 本次程序化控制操作彻底停止， 等待下一次新 的程序化控制命令 ， 失败信号上传监控主机 ； ( 4 )紧急停止命令 ， 为 了防止误发程序化控 制命令或程序化控制命令执行过程 中发现意外以 及出现其它需要 中止程序化控制命令的情况。 2 典型 5 0 0 k v无人值 班变 电站防误 闭锁 方案 2 1 变电站层面的防误闭锁方案 ( 1 )操作票编辑及仿真预演软件主流程图 无人值班变电站 ， 特别是程序化控制的无人 值班变电站 ， 全部典型操作票都是 经过操作票仿 真验证 、 软件编辑后下传并保存 。程序化操作 的 实现可 以在变 电站 内， 也 可以在监控 中心实现。 不管以何种方式实现 ， 操作票本身都必需正确无 误。其正确性将直接关系到电网和设备安全稳定 的运行 ， 因此操作票的防误闭锁是十分重要的。 ( 2 )模 拟 操作 防误 闭锁验证 模拟操作形成的操作序列可以直接转换成执 行票 ， 或者生成典型操作票 专用操作票 ， 每一步 骤的模拟操作必须经过逻辑闭锁的验证 ， 如果操 作条件不满足 ， 系统会提示闭锁条件不满足 的条 件 ， 禁止此项操作。 ( 3 )典 型 专 用操 作 票 转换 成 执行 票 时的 防 误 闭锁验证 调用典型 专用操作票转换为执行票时， 必须 经过操作预演 ， 包括人工预演和 自动预演 ， 预演过 程 的每一步骤须经过 逻辑闭锁的验证 ， 如果操作 条件不满足 ， 不能进行操作票的下传。 2 2 远动工作站防误闭锁方案 在本课题项 目中， 远动工作站除 了与调度端 的信息转发 ， 还作为程序化操作 的执行器 ， 因此 ， 远动工作站的闭锁实现非常重要 。 ( 1 )远动工作站对常规遥控 的闭锁实现方式 远动工作站与所有 的测控 i o采用直采直送 的通信方式 ， 全站 闭锁需要 的条件 ( 遥 信 、 遥测 量) 在远动工作站中都可以检测。远动工作站提 供逻辑闭锁编辑软件 ， 可 以根据五 防闭锁要求编 写各种闭锁条件库。该闭锁条件库可以在远动工 作站转发来 自调度的遥控时起闭锁作用 ， 同时也 是远动工作站在执行程序化操作票时需要检测的 遥控条件判据。 ( 2 )远动工作站 中对程序化操作的闭锁 远动工作站中对程序化操作的闭锁实现方式 是建立在常规控制点的闭锁逻辑基础之上的。首 先 ， 需要按照常规控制点的闭锁条件库建立闭锁 维普资讯 要莱 电力 逻辑 ， 操作票编辑软件按照控点 的图形化信息生 成操作票。操作票在执行过程 中， 远动工作站的 程序化控制执行模块会在每一步程序化操作之前 首先检查其闭锁条件， 闭锁条件通过， 才可以执行 操作任务。 ( 3 )远动工作站与集控 中心之间的程序化操 作 流程 本课题研究闭锁机制主要面向是无人值班变 电站及程序化操作 ， 在无人值班变电站中， 控制的 发起端是集控 中心。前文已经阐述 了对于常规控 制， 远动工作站的防误操作闭锁功能可以阻止来 自集控中心的不满足 闭锁条件 的控制 ； 对于程序 化操作 ， 远动工作站通过与集控 中心的操作票传 递， 保证程序化操作的安全问题。 首先， 远动工作站将间隔状态以遥信 的形式 上送给集控中心 ， 集控中心在画面上可以看到所 有间隔的当前状态 ； 集控中心根据操作任务， 选择 即将操作的间隔的目的状态， 并下发遥控选择 ； 远 动工作站收到遥控选择后， 根据 当前状态和 目的 状态选择 出可以执行 的操作票 ， 并 回应遥控反校 及回传操作票文件 ； 集控 中心收到操作票文件后 在间隔分图中显示出来 ， 包括操作任务名称、 操作 票编号、 操作票内容 ； 操作员根据显示 ， 校验操作 票； 确认无误后， 执行程序化操作 ； 远动工作站在 收到程序化执行的指令后 ， 开始执行操作票 ， 同时 每个控制步骤 ， 都会按照当前实 时的运行情况检 查闭锁逻辑 ； 并将每个控制步骤 的执行情况报告 给集控中心 ； 集控中心可 以在操作票显示窗 口以 打“ 、 ” 或“x” 的形式 ， 直观的显示操作票的执行 情况 ； 操作票操作完毕后 ， 显示程序化操作的成 功 失败总信号 。 2 3 监控 中心层面的防误闭锁方案 苏州、 无锡地调监控中心均采用南瑞科技公 司的 o p e n - 3 0 0 0系统。o p e n 3 0 0 0系统 是一体 化平台的 s c a d a e ms t ms d ms系统( 含 we b 、 d t s ) ， 考虑电力市场技术支持 系统的发展需求 ， 并可集成调度生产管理系统等应用系统。系统的 建设遵循有关国家标准、 国际标准 、 行业标准和国 家及部颁有关技术规程、 规范。监控中心本身具 备完整的防误闭锁功能 ， 可以独立实现各变 电站 程序化操作的任务 ， 其闭锁逻辑是一种具备 了网 络拓扑分析功能的智能操作票系统。 ( 1 )智能操 作 票 系统接 线模 型识 别技 术 接线模型识别是实现智能操作票的基础。调 度员之所以可以进行人工开票的主要原 因在于调 度员可以自动分析系统 的接线方式 、 运行方式和 每个设备的属性信息， 然后根据调度规程所形成 的专家知识来决定在不同的接线方式和运行方式 下设备的操作顺序 。因此要想实现智能操作票 ， 首先要具备接线模型识别功能。 接线模型识别主要是根据 网络拓扑分析 ， 按 照设备连接关系的特征 ， 自动分析出当前系统的 接线方式 、 运行方式以及设备的属性信息， 利用这 些信息去匹配用户 自定义规则 ， 从而实现操作票 的智能化。 ( 2 )智能操作票 系统设备状态识别技术 设备状态主要指运行 、 热备用 、 冷备用、 检修 、 合 、 分等。通过识别设备状态 ， 可以决定设备可以 执行的操作任务 ， 从而过滤到设备不可以执行 的 操作任务 ， 简化 了用 户的选择 和误操作 的概率。 同时在规则推理的过程中， 也需要要根据设备状 态的转换来决定推理的流向和操作任务匹配的成 功与 否 。 ( 3 )操作任务和规则框架的定义 电力系统 的电气设备状态 的转 换规律为运 行一热备用一冷备 用一检修或 者 是检修一冷备 用一热备用一运行。相应 的操作任务有由运行转 热备用 、 由运行转冷备用 、 由运行转检修等等。此 外还有开关 、 刀闸和接地刀闸的断开 、 合上以及检 查等操作任务。即便是转方式 、 倒母线操作等也 是上述这些操作任务的集合。通过对这些操作任 务之间的关系进行分析， 可以看 出操作任务之间 具有嵌套 关系。比如开关 由运行转冷备用 的操 作 ， 经过分析如图 1 所示。 断开开 关 检查开关断开 断 开刀 闸 检查刀闸断开 断开刀 闸 检查刀闸断开 图 1规 则框 架 不 惹 图 从图 1可以看出， 每个操作任务既由其他操 作任务组成 ， 同时它也可能是其他操作任务的一 个操作步骤。上图中操作任务之间的关系即为规 则框架 。用户可 以自定 义规则框架 ， 也就是 自定 义操作任务之间的嵌套关 系。将专家知识融入到 规则框架的定义中可以保证开票的正确性 。 l t j l j l j 一 闸 闸 关 刀 刀 开 铡 剥 开 荷 线 断 负 母 一 开 开 一 断 断 酬 热 用 转 备用 行 热备 运 由冷 由 关 转 关 开 开 一 l 鼬 断 维普资讯 第 3 6卷第 1 期 2 o 0 8年 1月 亮幕 电力 e as t o ni n a el e c tr i c p ow er vo 1 36 no 1 j a n 2 0 0 8 无人值班变电站系统调试规范解读 李宾皑 ， 王凯 ， 周健 ( 1 华东电网有限公司 ， 上海2 0 0 0 0 2 ； 2 华东 电力试验研究院有限公司 ， 上海2 0 0 4 3 7 ) 摘要： 对无人值班变电站系统调试的原则和重点进行了分析， 根据不同的调试阶段， 对各阶段的核心内容和 注意事项进行了明确规定， 以不带电顺序控制试验作为实例， 对调试的核心内容进行了支撑。 关 键词 ： 5 0 0 k v变 电站 ； 无人值班 ； 系统调试 ； 规范解读 基金项 目： 国家电网公 司“ 5 0 0 k v无人值班变 电站研究” 作者简介： 李宾皑( 1 9 7 3 ) ， 男， 高级工程师， 从事电力系统继电保护工作。 中图分类号 ： t m6 3 文献标识码 ： a 文章编号 ： 1 0 0 1 - 9 5 2 9 ( 2 0 0 8 ) 0 1 - 0 0 2 3 4 ) 3 ex p l a na t i o n o n s y s t e m d e bu gg i ng s p e c i fic a t i o ns f o r un a t t e n de d s u bs t a t i on s l i b i n a i ，wa ng k a i ，z hou j i a n 。 ( 1 e a s t c h i n a g ri d c o m p a n y l i m i t e d ， s h a n g h a i 2 0 0 0 0 2 ， c h i n a ； 2 e a s t c h i n a e l e c t ri c p o w e r t e s t r e s e a r c h i n s t i t u t e c o ，l t d ， s h a n g h a i 2 0 0 4 3 7 ， c h i n a ) abs t r a c t： th e p r i n c i p l e a n d k e y po i n t s f o r d e bu g g i n g o f u na t t en d e d s u b s t a t i o ns a r e a n a l y z e d，a nd t h e c o r e c o n t e n t s o f e v e r y d e bu g g i n g p h as e s a n d r e l e v a n t n o t i fic a t i o n s a r e de fin e dthe n o l o a d o r de r c o n t r o l t e s t wa s g i v e n a s t he e x a mp l e f o r u n a t t e n d e d s u b s t a t i o n d e b u g gi n g ke y wor ds： 5 0 0 kv s u bs t a t i o n；