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)在主站進行遠程調(diào)度的程序化操作目標。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字化變電站,程序化操作

　　眾所周知，變電站電氣設備的逐步數(shù)字化是當今不可阻擋的發(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)運行人員或調(diào)度運行人員根據(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)智能電子設備自動完成，這樣就打破了傳統(tǒng)運行操作方式，在操作中盡可能地避免了人為錯誤，達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行水平，進而為運行部門“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、二次設備的智能性及可靠性有了更高的要求，由此對設計亦提出了更高的要求，需要電氣設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)絡及設備知識。

　　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)智能設備依據(jù)變電站操作票的執(zhí)行順序，由計算機自動識別設備狀態(tài)，在運行人員的操作下，自動生成操作票，并按照預先制定的操作要求及邏輯關(guān)系，完成操作前檢查、操作后確認等一系列操作任務。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，縮短事故后恢復供電的時間，提高電網(wǎng)安全運行水平。防止誤操作的發(fā)生，增強人員設備的安全系數(shù)[1]。也使得無人值班變電站發(fā)展的必然。進一步簡化了管理流程，提高了管理效率，達到減員增效的目的。目前國內(nèi)的大部分都應用于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器或者間隔層測控保護設備中， 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備，二次設備的操作。我們需要做的僅僅是選擇從原始態(tài)到目標態(tài)的按鈕，其他的事情由自動化設備來完成?？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)一次設備應該滿足以下要求

　　所有參與程序化操作一次設備需要實現(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。一次設備的輔助接點位置與一次設備實際位置應該嚴格對應。這是提高程序化操作成功率的關(guān)鍵。

　　(2)二次設備應滿足以下要求

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

　　(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,能夠傳輸保護裝置的信息。遠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。

　　二、程序化操作票的定制方式

　　1.典型票方式

　　在變電站投運前編制所有的典型票并且經(jīng)過傳動實驗，投運以后通過這些典型票來進行程序化操作，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，不在投運前編制典型票。

　　間作票的每一步都必須有嚴格的執(zhí)行條件。例如：對設備進行操作前通過檢查母線或線路電壓的數(shù)值來判斷設備是否帶電[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行人為干預。

　　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。主要的功能應包括對不同間隔的設備進行程序化操作;能通過程序化操作對保護裝置的軟壓板進行投切;能通過程序化操作對保護裝置的定值區(qū)進行切換;在變電站進行擴建時不應對以前的操作票造成影響;應該提供方便的操作票的編輯、驗證、仿真手段;應該能提供從原始態(tài)到目標態(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，以便工程擴建以及新增操作票時進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)視變電站保護信息和程序化操作票的執(zhí)行情況。

　　3.對遠動通信的要求：

　　目前變電站對調(diào)度主站/集控中心主要采用101、104等遠動規(guī)約，這些規(guī)約主要傳送的是變電站的四遙信息，標準的遠動規(guī)約對保護定值的傳輸和定值的修改沒有定義，如果進行程序化操作，必然涉及到遠動規(guī)約的擴充[3];另一方面，進行變電站程序化操作的目的是實現(xiàn)變電站的遠方操作，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，這一點也涉及到遠動規(guī)約的擴充和修改。

　　四、如何在調(diào)度實現(xiàn)程序化操作

　　在主站進行程序化操作是程序化操作的終極目標，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設備的操作。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，需要多個間隔設備參與。低壓變電站中，程序化操作基本不涉及保護定值的修改、定值區(qū)切換或者軟壓板的投退。而高壓變電站中，隨著運行方式的變化，對某些保護定值、軟壓板等進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的雙母并聯(lián)運行和雙母分列運行軟壓板進行投退操作。

　　由于變電站通常是不斷進行擴建的，擴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行設備的影響。因此尋求一種實施和驗證方式，能夠保證在擴建過程中對已有間隔進行操作驗證。間隔內(nèi)的操作由間隔內(nèi)測控或者低壓保護測控來處理,間隔間的操作由獨立的程序化操作服務器來完成。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立的程序化操作服務器來完成。

　　參考文獻：

　　[1] 劉黎.基于IEC61850的嵌入式合并單元研究[D].華中科技大學,2010.

　　[2] 薛睿.光電式電流電壓互感器在漢中鑫源數(shù)字化變電站的應用[J].數(shù)字技術(shù)與應用,2011,(1):34-35.

　　[3] 王德寬.IEC61850及數(shù)字化水電廠的概念與前景[J].水電站機電技術(shù),2010,33(3):1-4.

　　[4] 朱棟.智能化變電站中斷路器相關(guān)問題的探討[C].//第四屆智能變電站技術(shù)應用高峰論壇論文集.2011:107-112,117.