CN109617241A - 一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统和方法。该智能顺控系统由三个模块组成，分别是顺控态生成模块，顺控操作票生成模块，顺控操作票预演、执行模块。顺控态生成模块通过对变电站内全景数据进行分析，对变电站运行状态，以间隔为单位，划分为众多的间隔顺控态。顺控操作票生成模块获取顺控态生成模块生成的顺控态定义，辅助操作人员生成站内运行状态切换过程的顺控操作票。顺控票预演、执行模块对顺控操作票进行模拟预演及执行顺控操作票流程，完成站内运行状态切换过程。基于本发明的智能顺控系统和方法，减少了操作人员的工作量，减轻操作人员的工作难度，对提高变电站内作业效率，保障电力系统安全可靠的运行有重要意义。

Description

一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统和方法

技术领域

本发明属于电力系统变电站自动化技术领域，具体涉及一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统和方法。

背景技术

目前变电站运行状态的切换，主要以以下三种方式完成：

第一种方式：监控系统操作人员根据调度下发的任务工作票，形成纸质或电子文档，按文档操作步骤顺序，逐项对设备进行遥控操作，完成站内运行状态的切换。这种方式，依赖于调度工作任务票的正确编写，以及操作人员对于任务票的严格按步骤执行，作业效率较低，人为疏忽导致的误操作，会影响到变电站系统的安全可靠运行。

第二种方式：监控系统操作人员根据调度下发的任务工作票，按顺序步骤，在防误开票系统中进行开票操作，将所需进行的操作步骤，逐项手动添加到操作任务票中(或者在五防票库中提前制作大量操作任务票，使用时直接调用)，操作任务票执行前，可对操作任务进行预演模拟，执行过程中，五防系统对每步操作给与校验，同时系统将操作票的执行状态、遇到的问题，随时反馈操作人员，使操作人员能够更直观的观察到当前执行状态。这种方式作业效率有了一定的提升，操作人员能够提前制作操作任务票库，但制作工作量较大，而且操作人员调用操作票时，系统无法根据变电站运行状态校验操作票是否选择正确，有人为误选操作票的隐患。

第三种方式：由监控厂家工程人员，在系统中定义顺控态，顺控操作票，并在系统间隔分图中，制作间隔状态标示，系统运行过程中，可以实时观察到间隔的运行状态，方便操作人员观察变电站运行状态，在进行运行状态切换时，点击目标状态标示，系统自动调用操作票，执行过程，每步操作可进行设备状态、五防逻辑等方式的状态校验。这种方式的作业效率有了一定程度的改善，操作票自动调用，避免了操作人员的人为失误，操作票校验方式更加丰富，但顺控态、顺控操作票的制作，仍然需要较大的工作量，并且对于母线、主变等较复杂的状态切换，无法实现提前制作。

综合分析以上所述问题，本发明通过对变电站内全景数据的分析，实现了一种智能顺控系统，能极大的提高自动化系统的作业效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统和方法。

一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统，该系统由三个模块组成，分别是顺控态生成模块，顺控操作票生成模块，顺控操作票预演、执行模块。顺控态生成模块通过对变电站内全景数据进行分析，对变电站运行状态，以间隔为单位，划分为众多的间隔顺控态；顺控操作票生成模块获取顺控态生成模块生成的间隔顺控态，辅助操作人员生成站内运行状态切换过程的顺控操作票；顺控票预演、执行模块对顺控操作票进行模拟预演及执行顺控操作票流程，完成站内运行状态切换。

一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，通过对变电站内全景数据的分析，包括对设备模型数据、设备拓扑连接数据的分析，自动建立变电站顺控数据模型(顺控态、顺控操作票)，辅以手动方式修改顺控数据模型作为补充。顺控操作票由操作人员选取目标状态手动触发调用，系统根据当前运行状态自动判断操作票调用条件是否满足。顺控操作票预演、执行过程，实时分析设备状态，验证操作步骤是否能够执行、执行是否成功。

所述方法具体包括如下步骤：

步骤1：间隔顺控态的生成。

从变电站监控系统获取变电站内全景数据，对变电站内全景数据进行分析，分析设备的模型数据以及设备的拓扑连接数据，通过此两种数据的分析，可以对变电站设备进行集合归类划分，将变电站运行状态，以间隔为单位，以间隔类别为依据，划分为众多的间隔顺控态，如：运行态、热备用态、冷备用态、检修态。先生成线路间隔、PT间隔、站用变间隔的顺控态，再生成较复杂的主变间隔、母线间隔顺控态，这两种间隔类型的顺控态要以上述其他三种间隔类型的顺控态为基础。顺控态的判断条件由一次设备状态、二次设备状态、遥测量值、间隔顺控态(复杂间隔的顺控态以一些简单间隔的顺控态作为判断条件)中的一种或多种以与、或逻辑方式组合形成，其中判断条件中的一次设备状态、间隔顺控态自动生成添加，二次设备状态、遥测量值手动进行补充。

步骤2：顺控操作票的生成。

从上述划分的变电站间隔集合中，选取间隔、间隔源态以及间隔目标态(间隔源态、间隔目标态是一种统称，将间隔从一种工作状态切换到另外一种工作状态，第一种工作状态称为源态，第二种工作状态称为目标态)，通过分析间隔类型，源态、目标态中涉及的设备(比如一次设备包括开关、刀闸等，二次设备包括压板等)及设备状态，结合设备的拓扑连接数据，自动生成顺控操作票，可手动增、删、改顺控操作票的步骤或步骤顺序，经过仿真模拟后，保存到顺控操作票库或调用执行，较复杂间隔操作票的生成关系到当前间隔和关联间隔工作状态，操作内容会随着状态的变化而不同，无法提前生成，因此无法保存到操作票库中，对于母线间隔、主变间隔顺控操作票无法进行保存到操作票库中，只能实时调用生成、执行；

步骤3：顺控操作票的预演、执行。

调用执行顺控操作票，分两种方式操作。

对于线路间隔、PT间隔、站用变间隔，可直接调用顺控操作票库中已经制作并验证完成的顺控操作票，也可通过选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票(或给出无法调用的提示信息)。在执行顺控操作前，进行顺控操作票的预演验证流程(对顺控操作票进行模拟仿真)，预演过程中对操作项进行模拟置数(将操作项中对应的设备状态值在内存中临时改变，模拟结束后恢复设备状态)，验证顺控操作票的执行流程，校验方式主要为设备状态校验、设备五防逻辑校验、设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验，其中设备状态校验、设备五防逻辑校验为必选校验方式，设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验为可选方式，验证错误时，及时停止操作，并给出错误分析，由工作人员检查系统当前状态，当系统满足运行条件后，可重新调用操作票进行操作。预演完成后开始正式的执行操作，与预演过程不同的是，此过程中涉及的一次设备、二次设备会进行实际的动作。当变电站系统发生事故或紧急事件时，自动停止顺控操作，同时操作人员也可在顺控过程中，随时中断、暂停、继续顺控过程。

对于主变间隔、母线间隔顺控操作票，只能选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票，进行预演、执行，过程与其他三类间隔顺控操作票过程一致。

本发明的有益效果在于：

采用本发明的方法后，使变电站运行方式的切换操作简单、可靠、安全的完成，该系统以自动方式定义顺控态、顺控操作票，以手动方式作为补充，既提高了变电站自动化系统的作业效率，又能满足不同环境现场的灵活需求。

附图说明

图1是本发明的基于变电站内全景数据的智能顺控方法的流程示意图。

具体实施方式

下面根据说明书附图并结合具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示为本发明的基于变电站内全景数据的智能顺控方法的示意图，具体包括如下步骤：

步骤1：间隔顺控态的生成。

从变电站监控系统获取变电站内全景数据，对变电站内全景数据进行分析，分析设备的模型数据以及设备的拓扑连接数据，通过此两种数据的分析，可以对变电站设备进行集合归类划分，将变电站运行状态，以间隔为单位，以间隔类别为依据，划分为众多的间隔顺控态，如：运行态、热备用态、冷备用态、检修态。先生成线路间隔、PT间隔、站用变间隔的顺控态，再生成较复杂的主变间隔、母线间隔顺控态，这两种间隔类型的顺控态要以上述其他三种间隔类型的顺控态为基础。顺控态的判断条件由一次设备状态、二次设备状态、遥测量值、间隔顺控态(复杂间隔的顺控态以一些简单间隔的顺控态作为判断条件)中的一种或多种以与、或逻辑方式组合形成，其中判断条件中的一次设备状态、间隔顺控态自动生成添加，二次设备状态、遥测量值手动进行补充。

步骤2：顺控操作票的生成。

从上述划分的变电站间隔集合中，选取间隔、间隔源态以及间隔目标态(间隔源态、间隔目标态是一种统称，将间隔从一种工作状态切换到另外一种工作状态，第一种工作状态称为源态，第二种工作状态称为目标态)，通过分析间隔类型，源态、目标态中涉及的设备(比如一次设备包括开关、刀闸等，二次设备包括压板等)及设备状态，结合设备的拓扑连接数据，自动生成顺控操作票，可手动增、删、改顺控操作票的步骤或步骤顺序，经过仿真模拟后，保存到顺控操作票库或调用执行，较复杂间隔操作票的生成关系到当前间隔和关联间隔工作状态，操作内容会随着状态的变化而不同，无法提前生成，因此无法保存到操作票库中，对于母线间隔、主变间隔顺控操作票无法进行保存到操作票库中，只能实时调用生成、执行；

步骤3：顺控操作票的预演、执行。

调用执行顺控操作票，分两种方式操作。

对于线路间隔、PT间隔、站用变间隔，可直接调用顺控操作票库中已经制作并验证完成的顺控操作票，也可通过选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票(或给出无法调用的提示信息)。在执行顺控操作前，进行顺控操作票的预演验证流程(对顺控操作票进行模拟仿真)，预演过程中对操作项进行模拟置数(将操作项中对应的设备状态值在内存中临时改变，模拟结束后恢复设备状态)，验证顺控操作票的执行流程，校验方式主要为设备状态校验、设备五防逻辑校验、设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验，其中设备状态校验、设备五防逻辑校验为必选校验方式，设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验为可选方式，验证错误时，及时停止操作，并给出错误分析，由工作人员检查系统当前状态，当系统满足运行条件后，可重新调用操作票进行操作。预演完成后开始正式的执行操作，与预演过程不同的是，此过程中涉及的一次设备、二次设备会进行实际的动作。当变电站系统发生事故或紧急事件时，自动停止顺控操作，同时操作人员也可在顺控过程中，随时中断、暂停、继续顺控过程。

对于主变间隔、母线间隔顺控操作票，只能选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票，进行预演、执行，过程与其他三类间隔顺控操作票过程一致。

下面通过一个110kV母线间隔的具体实例对前述的基于变电站内全景数据的智能顺控系统的实现方法进行介绍：

步骤1、母线各运行态的生成(运行态、热备用态、冷备用态、检修态)

通过分析主接线图拓扑连接关系，获取与母线有关联关系的间隔信息(线路、PT等)根据母线本间隔及关联间隔实时库数据信息(电压等级、间隔类型、一次设备类型等)，根据母线电压等级、运行方式将各类条件(若关联间隔运行状态还未定义，会先自动生成该关联间隔的各个运行状态)自动添加母线顺控态定义模型中。母线各运行态自动生成后，可手动对各个一次设备运行状态条件进行增、删、改三种操作，也可增加二次设备状态，遥测量条件，丰富状态判断条件，灵活定义母线状态，满足不同现场用户合理需求。以下为各状态定义举例：

1)运行态：

1.接母线的间隔中，有任意一个间隔处于运行态(包括出线、进线、母联)；

2.PT处于运行状态；

3.母线地刀断开；

4.关联二次设备状态；

5.遥测量条件；

2)热备用态：

1.所有接母线的隔离刀闸断开(包括出线、进线、母联)；

2.PT处于运行状态；

3.母线地刀断开；

4.关联二次设备状态；

5.遥测量条件。

3)冷备用态：

1.所有接母线的隔离刀闸断开(包括出线、进线、母联)；

2.PT处于冷备用状态；

3.母线地刀断开；

4.关联二次设备状态；

5.遥测量条件。

4)检修态：

1.所有接母线的隔离刀闸断开(包括出线、进线、母联)；

2.PT处于冷备用状态；

3.母线地刀合上；

4.关联二次设备状态；

5.遥测量条件。

步骤2、母线各运行状态之间转换的顺控操作票的生成，通过对当前运行状态及目标运行状态的分析，可以获得母线的顺控数据模型(包含母线设备、关联间隔、二次设备信息、切换状态信息)，通过对比源态、目标态状态差异，巡查关联间隔，巡查母联及母线设备后自动将操作步骤添加入顺控操作票中。可对生成的顺控操作票进行保存，对其进行增、删、改操作，完善顺控票操作信息，灵活满足不同现场需求；也可直接预演、执行。以下为各状态切换过程操作票的生成流程：

1)母线运行态→冷备用态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比运行态定义条件中的二次设备状态条件及冷备用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.巡查所有关联间隔，当前间隔为接Ⅰ母运行的时，调用此间隔接Ⅰ母运行倒至接Ⅱ母运行的顺控票，添加入操作票中；

3.巡查所有关联间隔，当前间隔为接Ⅰ母热备用的时，调用此间隔接Ⅰ母热备用倒至接Ⅱ母热备用的顺控票，添加入操作票中；

4.巡查母联开关无流后，调用母联开关由运行转冷备用的顺控票；

5.调用Ⅰ段母线PT由运行转冷备用顺控票，添加入操作票中。

2)母线运行态→检修态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比运行态定义条件中的二次设备状态条件及检修态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.巡查所有关联间隔，当前间隔为接Ⅰ母运行的时，调用此间隔接Ⅰ母运行倒至接Ⅱ母运行的顺控票，添加入操作票中；

3.巡查所有关联间隔，当前间隔为接Ⅰ母热备用的时，调用此间隔接Ⅰ母热备用倒至接Ⅱ母热备用的顺控票，添加入操作票中；

4.巡查母联开关无流后，调用母联开关由运行转冷备用的顺控票，添加入操作票中；

5.调用Ⅰ段母线由热备用转检修的顺控票，添加入操作票中。

3)母线热备用态→冷备用态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比热备用态定义条件中的二次设备状态条件及冷备用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将断开PT刀闸操作添加入操作票中。

4)母线热备用态→检修态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比热备用态定义条件中的二次设备状态条件及检修态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将断开PT刀闸操作添加入操作票中；

3.将合上母线接地刀闸操作添加入操作票中。

5)母线冷备用态→热备用态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比冷备用态定义条件中的二次设备状态条件及热备用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将断开PT刀闸操作添加入操作票中。

6)母线冷备用态→检修态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比冷备用态定义条件中的二次设备状态条件及检修用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将合上母线接地刀闸操作添加入操作票中。

7)母线检修态→热备用态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比检修态定义条件中的二次设备状态条件及热备用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将断开母线接地刀闸操作添加入操作票中。

3.将合上PT刀闸操作添加入操作票中。

8)母线检修态→冷备用态切换操作顺控操作票的生成过程：

1.对比检修态定义条件中的二次设备状态条件及冷备用态定义条件中的二次设备状态条件，将发生状态变化的二次设备操作加入操作票中；

2.将断开母线接地刀闸操作添加入操作票中。

步骤3、顺控操作票的预演、执行。

为保障顺控操作票的安全可靠执行，在操作票执行前，需进行操作票的模拟预演，预演过程中，对每步操作进行操作前后设备状态验证、设备五防逻辑验证、设备视频分析状态验证、设备拓扑分析状态验证，验证错误时，及时停止操作，并给出错误分析。当变电站系统发生事故或紧急事件时，自动停止顺控操作，同时操作人员也可在顺控过程中，随时中断、暂停、继续顺控过程。

以上所述仅为本发明的一种实施案例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于变电站内全景数据的智能顺控系统，其特征在于：

该智能顺控系统由三个模块组成，分别是顺控态生成模块，顺控操作票生成模块，顺控操作票预演、执行模块；

顺控态生成模块通过对变电站内全景数据进行分析，对变电站运行状态，以间隔为单位，划分为众多的间隔顺控态；

顺控操作票生成模块获取顺控态生成模块生成的间隔顺控态，辅助操作人员生成站内运行状态切换过程的顺控操作票；

顺控票预演、执行模块对顺控操作票进行模拟预演及执行顺控操作票流程，完成站内运行状态切换。

2.一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1：间隔顺控态的生成；

从变电站监控系统获取变电站内全景数据，对变电站内全景数据进行分析，分析设备的模型数据以及设备的拓扑连接数据，通过分析，对变电站设备进行集合归类划分，将变电站运行状态，以间隔为单位，划分为众多的间隔顺控态，先生成线路间隔、PT间隔、站用变间隔的顺控态，再生成较复杂的主变间隔、母线间隔顺控态；

根据一次设备状态、二次设备状态、遥测量值和间隔顺控态中的一种或多种以与、或逻辑方式组合形成顺控态的判断条件；

步骤2：顺控操作票的生成；

根据步骤1划分的变电站间隔顺控态，选取间隔、间隔源态以及间隔目标态，通过分析间隔类型，源态、目标态中涉及的设备及设备状态，结合设备的拓扑连接数据，自动生成顺控操作票，可手动增、删、改顺控操作票的步骤或步骤顺序，保存到顺控操作票库或实时调用执行；

步骤3：顺控操作票的预演、执行；

在执行顺控操作前，进行顺控操作票的预演验证流程，预演过程中对操作项进行模拟置数，验证顺控操作票的执行流程，验证错误时，及时停止操作，并给出错误分析，由工作人员检查系统当前状态，当系统满足运行条件后，可重新调用操作票进行操作；

预演完成后开始正式的执行操作，对于线路间隔、PT间隔、站用变间隔，可直接调用顺控操作票库中已经生成并验证完成的顺控操作票，也可通过选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票，或给出无法调用的提示信息，执行过程中涉及的一次设备、二次设备会进行实际的动作，从而完成站内运行状态切换；

对于主变间隔、母线间隔顺控操作票，只能选择目标操作状态，经过系统对当前状态的判断，即时生成顺控操作票，进行预演、执行，过程与线路间隔、PT间隔、站用变间隔顺控操作票过程一致。

3.如权利要求2所述的一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，其特征在于：

在所述步骤1中，运行状态包括运行态、热备用态、冷备用态和检修态。

4.如权利要求2所述的一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，其特征在于：

在所述步骤1中，主变间隔、母线间隔顺控态的判断以线路间隔、PT间隔、站用变间隔的顺控态为基础。

5.如权利要求2所述的一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，其特征在于：

在所述步骤2中，其中涉及的设备：一次设备包括开关、刀闸等，二次设备包括压板等。

6.如权利要求2所述的一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，其特征在于：

在所述步骤3中，验证顺控操作票的方式主要为设备状态校验、设备五防逻辑校验、设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验，其中设备状态校验、设备五防逻辑校验为必选校验方式，设备视频分析状态校验、设备拓扑分析状态校验为可选方式。

7.如权利要求2所述的一种基于变电站内全景数据的智能顺控方法，其特征在于：

在所述步骤3中，当变电站系统发生事故或紧急事件时，自动停止顺控操作，同时操作人员也可在顺控过程中，随时中断、暂停、继续顺控过程。