基于一键顺控技术在企业变电站中的应用研究

蔡志全，刘连凯，田冬明，刘 捷

（1.唐山工业职业技术学院，河北唐山 063200；2.首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063000；3.滦南县工业和信息化局，河北唐山 063500）

引言

电力系统安全对企业而言至关重要，直接影响企业的正常运行。高压开关设备是变配电系统中非常重要的设备，对电网的安全稳定运行起到承上启下的作用。在电力系统操作过程中步骤繁多，为更好地保证操作的安全准确性，对高压开关设备刀闸、断路器等设备的现场确认环节必不可少。传统的确认环节由操作人员到现场高压开关设备前进行确认，存在着操作过程不规范问题，很可能会导致走错间隔、漏项检查、误操作等问题的发生。

随着智能化变电站普及和无人化变电站的推广，目前，大型工矿企业在变电站建设过程中越来越多的使用智能化设备，各种新技术也随之应用在变电站建设之中，尤其是集控操作管理系统与智能监控客户端的配合使用，大大提高了劳动效率。

为更好地发挥集控操作管理系统与工业电视集中监控平台的先进性，提高现场操作准确率，简化操作步骤，减少操作过程中劳动力支出，系统将二维码技术引用到电气操作过程中，强化视频联动操作确认环节，实现智能变电站电气设备一键顺控操作。

1 变电站一键顺控系统

一键顺控技术采用计算机控制、视频监控、图像处理、设备运行状态辨识等技术，替代传统的人工分合闸操作模式［1］。

一键顺控系统由三部分组成：集控操作管理系统、工业电视集中监控平台和高压开关设备状态信息二维码联动显示单元。其系统模型见图1。

图1 一键顺控系统模型

2 集控操作管理系统

集控操作管理系统由智能操作票开票系统和一键顺控系统组成，具有人机交互、数据分析及操作指令下达功能［1］，用于电气操作开票、执行和数据分析及存储。见图2。

图2 智能操作票管理系统

集控操作管理系统中的智能操作票开票系统针对电气操作任务提供智能开票、图形开票、人工手动开票模式。使用智能开票模式，系统结合操作票的开票规则和当前的运行方式自动开票；系统提供图形开票模式，操作人员对照系统图进行操作票的开票［1］；系统还提供人工手动开票模式，操作人员可按照传统开票模式进行操作票的开票操作；操作票开票完成后上传到本地数据库，开票人员可以从数据库调阅操作票，并对操作票进行审核、模拟操作校验等；当操作票校验无误后，操作票上传到调度侧，调度侧结合当前运行方式对操作票进行二次模拟操作校验［2］，校验通过后所述顺控操作系统部分依照电气操作票指令执行一键顺控操作［3］。见图3。

图3 一键顺控操作系统

顺控操作系统包括智能视频联动、保护压板投退、顺控监控、设备状态检查、刀闸断路器控制等功能，在执行顺控过程中，系统启动智能视频联动系统与工业电视集中监控平台进行联动，实现现场设备状态在线监视；在后台顺控操作系统即可完成保护压板投退操作；设备状态检查由顺控系统进行在线监视与分析，结合五防逻辑判断操作项次的安全可行性［3］；刀闸断路器控制则实现对设备的远程操作；顺控监控界面提供良好的人机画面，提高一键顺控执行效率［2］；一键顺控的实现依托于计算机系统，按照程序自动执行操作票的遥控操作和状态检查。

3 工业电视集中监控平台

工业电视集中监控平台由安装在设备现场高清摄像头、智能监控客户端组成，其主要功能用于现场监控及后台数据上传。

工业电视集中监控平台同操作管理系统进行二次信息的交互，在一键顺控操作系统下达操作指令时，智能监控客户端根据电气操作指令信息按照预置的电气设备定位规则自动调整现场高清摄像头的位置，通过高清摄像头为后台提供现场实时画面和捕捉电气设备上的开关、刀闸二维码信息。智能监控客户端在电气操作过程中接收、分析通过高清摄像头捕捉到的二维码信息，并为一键顺控操作过程提供信息数据，以便一键顺控操作系统过程中操作状态的确认。

4 高压开关设备状态信息二维码联动显示单元

高压开关设备状态信息二维码联动显示单元用于反映现场刀闸、断路器位置状态信息［4］。在操作开关设备本体刀闸、断路器过程中，开关设备本体刀闸、断路器的机械联动位置会发生变化，相应的二维码会跟随变化，为工业电视集中监控平台提供二维码信息。

5 一键顺控系统控制流程（见图4）

图4 一键顺控系统控制流程

集控操作管理系统接收到调度侧下发的操作任务后，智能操作票开票系统启动，供操作员选择开票模式，见图5。当执行智能操作票生成任务时，开票系统根据当前电网的运行方式自动生成相应的操作票。如果开票成功，则存档，见图6。如果开票不成功则在开票系统显示报警信息。

图5 智能操作票制作

图6 智能操作票出票

开票人员在开票结束后，对操作票进行模拟操作校验，验证所开出票的正确性，如校验不成功，则报警，如成功则发送到调度侧。调度侧接收到操作票文件后，再次进行模拟操作校验，此时系统结合当前运行方式、刀闸、断路器位置、五防逻辑［5］等内容进行校验，当校验准确无误后审核通过，下发顺控操作指令执行电气操作票，如校验不成功，则报警。

在执行一键顺控操作过程中，电气操作票按步骤执行［5］，在进行一键顺控操作过程中，工业电视集中监控平台与之进行二次信息的交互，工业电视集中监控平台程序遥控高清摄像头自动调整对焦距离和清晰度，捕捉当前设备上所显示的二维码图像并上传。智能监控客户端对上传的二维码进行解析，二维码信息数据被发送到所述集控操作管理系统。

一键顺控操作系统将工业电视集中监控平台上传的二维码信息数据植入操作票中与当前操作步骤刀闸、断路器位置内容进行校对，如刀闸、断路器位置吻合［6］，则完成了一个操作步骤的视频联动，继续进行下一步操作或者结束操作，如视频校验不成功则终止操作并报警。

后台操作人员还可借助所述智能监控客户端捕捉的实时监控画面查看现场开关状态指示仪状态，以再次确认操作，见图7。

图7 智能操作票归档

6 结语

高压开关设备电气操作一键式顺控系统，以集控操作管理系统基础，集合工业电视集中监控平台和高压开关设备状态信息二维码联动显示单元实现了高压开关设备电气操作一键式顺控操作。高压开关设备电气操作一键式顺控系统的使用，不仅强化了变电站智能化操作水平，还提高了电气确认环节的工作效率，规范了电气操作确认环节，促进了智能电力调度系统的发展。