浅谈变电站远程可视化顺序控制系统

雷海山

摘要：文章基于智能变电站一体化监控系统基础，研究顺序控制的高级应用：远程可视化顺序控制方案，采用图像采集及分析技术使顺序控制操作在安全可靠性上完全对等于常规设备操作，通过远程可视设备，观察设备外型情况、位置状态，从而掌握设备的运行状况，减少不必要的检修工作。

关键词：智能变电站；顺序控制；远程可视化

引言

随着电网规模的不断扩大，变电站数量与日俱增，变电站内倒闸操作、检修、改扩建等工作也不断上升，但是作业、稽查人员却趋于紧张，目前，在变电站风险管控主要存在以下难点：首先，对抢修现场作业、各级风险作业、基建施工作业等作业现场无法提供全方位、全过程的监控．管理、稽查人员一般赶至变电所现场稽查，由于人员有限，无法全程管控．其次，变电站点多面广，而安全稽查人员和管理人员有限，对现场作业无法全程跟踪和掌控，并且现场监督检查效率较低．第三，运维一体化实施初期，虽然作业人员都经过培训上岗，但是因现场设备情况各异，技术人员无法为每一个作业点的作业人员提供技术指导和判断支持．

1各层级顺序控制方案

顺序控制即是依照变电站运作流程，受人工控制终端控制的变电站控制技术，在运作当中，其只接受人工从终端发送的命令，并在接受完成之后，会根据设备的动态变化，来对单项操作是否完成进行判定，当操作完成之后系统才会进行之后的命令。在控制系统进行工作时，针对每个控制目标的命令只能是单个指令，如果控制目标接收到多条命令，则会不执行并发“错误”告警。此外，在此控制当中如果存在执行障碍，那么程序将会自动依照当前状态，寻找可执行指令的渠道以此来实现控制。在现状角度上，当前顺序控制的形式主要可以分为集中顺序控制、分散顺序控制、混合顺序控制。这三种方式均存在差异性，为了分别其优劣本文将在下文进行逐一分析^[1]。

1. 集中顺序控制变电站控制系统

集中顺序控制变电站控制系统，主要由计算机监控装置程序、远程数据通信、处理装置来实现相应的功能。该系统的优点在于适用性较高，能够在相对复杂的条件下，满足顺序控制的需求；而其缺点在于效率较低，当运作时该系统的命令执行，需要远动装置与间隔层测控装置协调才能完成，而这无疑延长的执行的路径，进而影响效率性。

2. 混合顺序控制变电站控制系统

混合顺序控制变电站控制系统，是结合上述两种控制系统的技术体系，主要由远动装置与间隔层测控装置构建而成。混合顺序控制变电站控制系统的优点在于功能性较高，并且功能的独立性较好，便于操作,而缺点则功能板块较为分散，一方面不利于操作执行，另一方面影响后续的维护工作。结合现状来看，大多数的220kV变电站主接线的结构都较为复杂，所以要对此进行顺序控制，也需要进行相应复杂的设计，例如，倒母线操作设计，多台主变并列或解列操作以及保护装置的操作等，往往牵涉到多间隔操作。因此，针对220kV变电站，本文建议采用集中顺序控制变电站控制系统，因此模式的复杂数据处理功能较强，可满足应用需求，并且此系统对于设备的需求较少，所以即使对其设备进行改动，也不会对整体运行造成太大的影响，有助于系统稳定性的增长。对于220kV智能变电站，一般由远方集控站发出顺序控制的目的操作任务指令，电气设备顺序控制票（即不同电气单元的顺序控制具体内容和步骤）保存在变电站侧。顺序控制执行时，集控站操作人员在终端选择控制目标，之后终端将会对目标当前的状态进行分析，以此提供给操作人员选项，再次选择之后，即实现了传输策略的选定，最终经过确认即可发送指令到控制目标，完成控制。在顺序控制之下，可以避免控制信息不一致的现象，并降低了人工出错的问题影响，对于系统本身而言，此举具有较高的应用价值，可提高运作的可靠性以及实效性^[2]。

2系统关键技术

2.1运动目标的监测

远程可视化智能图像监控系统通过检测场景的运动目标，不仅可替代监控人员的部分工作，提高监控系统的自动化水平，还能提高监控存储的效率。此外，系统拥有存储模块，可连续存储监控场景图像数据。但由于系统工作时间长，视频数据存储量大，对存储容量提出了较高要求。存储监控图像是为了记录监控场景中的动作，若长时间记录静止图像，就失去了存储的意义。因此，要有相应的运动目标检测算法判断监控图像的全部或部分是否运动，控制存储模块的动作，节省存储空间，减少不必要的回放。在目标检测的基础上，能将目标分为不同的类别，再根据不同的目标产生不同的报警信号，提醒监控人员采取不同的处理手段，并联动不同的安全设施。这不仅能提高监控系统的安全性，而且极大地减少了监控人员的视觉负担^[3]。

2.2视频图像传输

远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心，是相互串联的两个环节，串联渠道在于视频图像传输系统，在此串联关系之下，即可形成图像信息的交互应用。视频图像传输系统的作用，首先，能够实现前端设备信息传输至终端系统的功能，其次，实现终端的控制指令传输到前端设备，由其解码下发，即实现远程可视化智能图像监控系统前端设备与集控中心的双向互联。在最新的传输技术概念之下，传输功能的实现主要可以依靠信号格式转换技术以及传输设备，通过现有的通信传输路径来实现传输功能，也可借助计算机网络技术来实现。

2.3远程可视化顺控系统关键技术

2.3.1视频技术及微距摄像头技术

通过网络高清摄像头的应用，可有效实现对变电站内部电气设备的检测，以此来为控制提供依据。例如，在刀闸刀口的位置安装网络高清摄像头，即可实现直接的可视监控。在表计前加装微距工作摄像机，实现表计自身可视化，微距工作摄像机采用无线传输模式，减少摄像机电缆数量，减轻现场施工工作量。系统在此基础上，能够近距离获取仪表外观图片，并通过图片特征识别算法，智能读出仪表读数^[4]。

2.3.2角位移传感器刀闸合闸到位监测装置，其结构要点包括角位移传感器和数据处理装置。角位移传感器包括转动部件和固定部件，其中，固定部件主要分为两个形式，即外壳与隔离开关连接、转动部件与隔离开关轴端连接。此外，数据处理装置方面主要有比较处理单元、信号接收单元、基准单元等。当隔离开关在合闸时，角位移传感器因为转动部件的旋转而在传感器固定部件的线圈上产生4~20mA电流信号，信号随着转动的角度增大而增大并发送给数据处理装置。信号接收单元接收到该电流信号后，将在判别之后对进行处理，之后以信号的形式将处理结果传输至比较处理单元，当比较处理单元接受到信号之后，将会把结果与基准单元的基准信号进行对比，以此来确认合闸的正确性，并通过通信传送单元发送确认信号到上位机，如果不在基准信号范围内，则说明合闸不到位并发送合闸失败信号。上位机中已有了一维监控即基于辅助接点的开关量，而角度感应量的监控判断作为第二维监控，只有二者均判断为合闸到位，才能确认合闸成功^[5]。

结束语

目前，根据变电站远程运行、远程维护及远程管理特点，提出的远程可视化智能图像监控系统已在福建电网应用。该系统的运行为变电站遥控操作提供第二维信息，实现了变电站的真正多维智能遥控，形成一体化智能调控体系。为真正实现电网远程运行、远程维护，支撑国网公司“大运行”建设，达到减员节效、缩短故障排除时间、提高供电可靠性的目标，为加速智能电网建设提供了技术支持

参考文献：

[1]王莉.浅谈变电站远程可视化顺序控制系统[J].智能城市,2018,4(14):167-168.

[2]周刚,尚浩志,王森,冯耀轩,宋明月.电力系统远程可视化工作许可装置的研制[J].电子产品世界,2017,24(09):41-45.

[3]邓广志.远程视频监控系统在变电站中的应用[J].中国科技信息,2014(Z2):111-112.

[4]王肃,李向奎,武刚,马明辉.配电线路远程可视化综合监控系统设计探讨[J].中国电业(技术版),2013(05):18-21.

[5]李功新,林国贤,詹银.电网远程可视化智能图像监控系统的设计[J].电力与电工,2012,32(03):27-29.