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国家电网:推进变电站一键顺控建设(附省网公司案例)

发表日期:2023-03-13 12:04:42   浏览次数:64 次

近日,甘肃主电网新建智能站750千伏熙州变电站7日顺利完成330千伏送出工程的第一阶段启动,应用“一键顺控”新技术有效缩短启动时间2至3小时,仅耗时10小时完成两回线路、四条母线启动。以西北750千伏变电站中首例采用程序化操作代替人工操作的理念,有效应用到程序繁琐的新设备启动过程中,开辟了智能站新篇章。


为切实保障“一键顺控”技术精准可靠,国网甘肃超高压公司组织召开多轮技术方案研讨和工程推进会,严格按照国网公司发布的“逻辑双校验,位置双确认”的一键顺控技术规范要求实施;严格审批一键顺控典型操作票和远方操作实施细则;严格验收顺控逻辑顺序,防误操作原理,为750千伏熙州变电站后期启动投产做足准备,为变电站数字化改造提供指导依据。


什么是一键顺控?


过去,一条110千伏线路停(送)电,大约需要30分钟,操作人员与监护人员不断地重复着发令、复诵、操作、现场检查等步骤,可以说费时费力。采用“一键顺控”后,仅需在计算机上点选一下“操作任务”,4-6分钟内,通过计算机就可以按既定顺序远程完成所有设备的遥控操作,操作过程不再需要工作人员参与。


近十年来,我国电网发展迅猛,变电设备规模呈爆发式增长,有限的人员增长和人员结构问题日益突出,在电网安全运行水平和服务质量要求不断提高的新形势下,必须通过自动化和智能化提高劳动生产率,才能减轻运检人员的工作压力,适应未来发展需要。


2017年国家电网公司“两会”提出,要强化设备的运维管理,研究应用变电站“一键顺控”操作等先进技术。


2022年国家电网公司公司创新应用现代设备管理理念,构建一键顺控操作新模式,印发《关于推进变电站一键顺控建设与应用的意见》,确定了工作思路和目标,提出“坚持安全可靠、统筹规划、分类施策、应用驱动”工作原则,统筹推进一键顺控建设应用。公司坚持220千伏及以上在运变电站一键顺控“能改则改”,预计到“十四五”末,220千伏及以上、110千伏及以上在运变电站一键顺控应用比例将分别达95%和55%。


2022年是实施“十四五”规划的关键之年,公司“一体四翼”发展布局加快推进,现代设备管理体系加速建成,推进一键顺控建设与应用面临新形势、新任务、新挑战。为加快一键顺控建设与应用,保障工作规范、推进有序,公司开展了4期评审会,指导27家省级电力公司高质量完成一键顺控建设应用规划,为一键顺控规范化建设、规模化应用打下基础。


据了解,公司将在前期工作的基础上继续加强组织领导,健全工作机制,严格落实一键顺控改造目标,加大运维人员一键顺控操作培训力度,严格验收管控,明确操作措施,按照“改造一个、验收一个、上线一个”的原则,推进在运变电站一键顺控上线应用,提高基层班组一键顺控操作覆盖率,加快推动现代设备管理体系建设和数字化转型,推动构建新型电力系统。


智能变电站的一键顺控是指,智能变电站的高级应用功能中利用智能变电站的顺控功能,将变电站的常见操作根据一定的五防逻辑在智能变电站的监控后台上编制成操作模块按钮,操作人员在操作时不需要编制内容复杂的操作票,只需要根据操作任务名称调用“一键顺控”按钮对应的操作票进行操作即可完成目的操作。


一键顺控操作是先进的倒闸操作模式,可实现操作票预制、操作任务生成、设备状态自动判别、防误联锁智能校核、操作步骤一键启动、操作过程自动顺序执行等智能化应用,在保障操作安全的前提下,可有效减少操作和停电时间,降低经济损失和对生产生活造成的不便,还能够有效降低倒闸操作误操作的概率,从而降低电网事故率,防止大面积停电,避免造成恶劣的社会负面效应。


一键顺控近两年已广泛应用于国内的变电站自动化系统中,特别是在一些升级改造的变电站中,都引入了一键顺控操作来实现变电站主设备的状态转换。


一键顺控的优点


(1)一键顺控不需要运行人员现场编写操作票,不需要进行图板模拟,不需要常规变电站操作前的五防检验(一键顺控采用操作过程中校验),节省了操作的准备时间。


(2)采用模块化的操作票,只需在编制一键顺控操作票时加强操作票审查和现场实际操作传动试验,就能够保证操作票内容的完善性、正确性,避免了由于操作人员技术素质高低和对设备认识情况不同对运行操作安全性和正确性的影响,避免了操作人员现场编制操作票时可能产生的误操作。


(3)采用监控后台顺序控制,由计算机按照程序自动执行操作票的遥控操作和状态检查,不会出现操作漏项、缺项,操作速度快、效率高,节省了操作时间,降低了操作人员的劳动强度,也提高了变电站操作的自动化水平。


(4)可视化、操作简便,可以使集控站或调度远方操作成为可能,在一定程度上节约了人力资源,解决运行人员不足的问题。


如何实现一键顺控?


众所周知,电气设备远方操作判断位置时,至少应有两个非同样原理或非同源的指示发生变化,且这些确定的指示均已同时发生对应变化,方可确认该设备已操作到位。因此,对于一键顺控,电气设备在操作中位置变化的双确认环节是必不可少的。


一键顺控中隔离开关位置双确认主判据采用合、分双辅助接点的位置信号。辅助判据可采用与合、分双辅助接点非同源的分合闸位置指示信号如微动开关信号、磁感应信号等,也可配置视频分析终端,基于深度学习算法进行图像识别,实现一键顺控双确认辅助判据。由此,一键顺控衍生出视频双确认型、微动开关双确认型、磁感应双确认型等主流方案。


1.视频双确认型


将视频监控智能识别技术用于识别变电站设备运行状态,由摄像头拍摄隔离开关实时运行状态,把相关对象的视频图像传输至图像处理服务器,基于模糊识别、深度学习、图像识别等算法,通过分析隔离开关相关部位特征参量,达到识别、判断和研究变电站设备状态的目的。


2.微动开关双确认型


微动开关传感器安装在隔离开关机构箱内传动机构的运动部分和固定部位之间或安装在靠近隔离开关本体位置侧,当传动机构运动部到位后,作用于动作簧片上,快速接通动、静鲀占并上传位置信号。对于GIS设备微动开关一般安装于机构箱内部机构的旋转轴上。微动开关位置信号通过硬节点输出直接接入测控装置或智能终端,上传至站控层网络。


3.磁感应双确认型


在隔离开关传动部位加装磁感应装置,隔离开关相对位置变化会引起磁场变化输出信号。(整理自国网白银供电公司)



各地“一键顺控”建设部分情况(不完全统计)


浙江


2020年1月17日,浙江首个全自动“一键顺控”式超高压智能站——长潭变电站正式投运。作为浙江台州第5座500千伏变电站和首座超高压智能站,该站将为台州黄岩地区增加变电容量100万千瓦,将满足周边近42万客户的用电需求。500千伏长潭变电站是浙江首个全自动“一键顺控”式超高压智能站。全自动“一键顺控”可减少人工运维操作量,降低电网运营成本,同时长潭变GIS设备加装了六氟化硫在线监测装置,可实时上传气体密度数据,为接下来运检全过程设备管控提供强有力的支撑,有效提升了电网运维管理效能。


2019年12月4日上午,500千伏萧围变萧古线5013开关投入运行,这是浙江省投运的第50座超高压变电站。至此,浙江省500千伏变电站数量和变电容量再创历史新高,仅次于江苏电网,列国内省级电网第二。500千伏萧围变将在全省率先上线主辅设备监控系统,实现一键顺控、室内外机器人智能巡检、现场作业实时管控等功能,达到状态全面感知、信息互联共享、人机交互友好、设备诊断高度智能、运检效率大幅度提升的目的。其中新增的“一键顺控”状态返送后台、SF6在线监测等功能,将对倒闸操作、高效运检以及更低的设备全寿命成本具有重要提升作用。


2021年3月15日,浙江德清县供电公司工作人员利用D5200系统中的“晨操模块”,采用“交互执行”方式,在湖州范围内实现首次 “晨操”一键顺控。配网自动化开关遥控“晨操”是每年的常规工作之一,其目的是通过遥控合分试验提前发现并及时消除配网自动化开关存在的缺陷,确保在故障发生时开关能实现“应动必动”,为配网指挥长进行故障的快速处置提供坚强保障。


2022年3月19日,位于浙江杭州的220千伏世纪变电站完成“一键顺控”技术改造,这也是浙江首座完成“一键顺控”改造的220千伏变电站。


2022年9月27日,温州万松110千伏变电工程顺利完成投产。该变电站也是温州地区首座“一键顺控”智能装置应用的新建110千伏变电站。据了解,该工程采用“厂家预制”和“现场拼装”的装配式钢结构建设模式,与传统钢筋混泥土结构相比,在使用功能、材料性能、施工工艺和工期、环保节能及综合经济效益方面均有明显优势,建筑垃圾量和扬尘量减少80%,节约用水量超过60%,工期压缩30%以上。


2022年9月,国网桐庐县供电公司首个一键顺控变电站——110千伏高荷变电站顺利建成投产。


2022年10月31日19时30分,在浙江杭州临安於潜镇的逸逸村工业园区内,只见供电公司运检二班的运维人员在变电站控制室里轻轻点击“一键顺控”,数十个设备指示灯亮起,计算机终端自动发出指令,遥控断路器、隔离开关等设备按照顺控票内容自动执行倒闸操作任务,1号主变压器顺利送电。历时5个小时,110千伏逸村变电站完成全部启动工作,标志着临安的第一座“一键顺控”变电站正式投运。


2022年11月,国网杭州市余杭区供电公司历时半个月完成110千伏金星变电站并投运,为城西科创大走廊提供稳定可靠的电力保障。据悉,110千伏金星变电站是余杭区采用“一键顺控”功能的110千伏智能变电站。


2022年12月,浙江乐清市首座绿色智能变电站——110千伏赖宅变电站正式投运。该变电站是首座拥有“一键顺控”功能的新型智能半户内GIS变电站。该变电站位于乐清市北白象镇赖宅村,项目总投资约7376万元,占地面积5.232亩,本期新建5万千伏安主变压器2台,新增110千伏输电线路7.21公里。


江苏


2021年5月28日19时46分,江苏500千伏宿豫智能化变电站投运。这是江苏电网首次采用“一键顺控+高清视频联动”的方式,实现了一次设备在变电站顺控操作下与高清视频监控的智能联动,缩短倒闸操作时间近80%,提升了工作质效和操作安全性。对变电站一键顺控和高清视频联动功能开展调试验证,推动该技术在江苏电网500千伏变电站的落地推广。


2022年5月2日凌晨2时58分,溧水首座“一键顺控”变电站——110千伏东屏变电站正式投运。该变电站也是全市首座具备屋顶光伏的变电站,今后,将为东屏街道2万余户企业及居民的用电注入源源不断的“绿色动能”。


2022年9月28日,220千伏宿迁变改造工程竣工,标志着宿迁首座基于国网“一键顺控”新标准的220千伏变电站建成投运。220千伏宿迁变于1978年投运,是宿迁地区第一座220千伏变电站。2020年开始,国网宿迁供电公司按照国网公司新标准,结合基建工程,在原址进行“一键顺控”改造,通过加装微动开关、防误主机实现位置双确认和防误双校核。“一键顺控”改造工作于今年7月份陆续进场安装,9月10日完成调试。改造期间,国网宿迁供电公司严格验收标准,细化验收步骤,完成变电站端和集控站监控端的远程顺控验收工作。


2023年2月18日 ,江苏盐城500千伏鹤栖变射阳港电厂送出工程成功投运。据悉,工程 于2022年11月1日开工,为盐城首次室内开展的500千伏GIS扩建工程。工程积极推进一键顺控功能完善,对新上的三个开关间隔设备进行“微动开关”双确认改造,在本次启动过程中有效利用了一键顺控功能。


安徽


2020年5月23日,利用“一键顺控”亳州供电公司顺利完成110千伏魏桐I线786间隔及#1主变高压侧间隔由冷备用、热备用、运行倒闸操作,标志着亳州供电公司倒闸操作迈入智能化的新时代。


2022年6月,随着无人机完成安徽500千伏长临河变电站0号站由热备用转冷备用操作自动返回机巢,基于无人机视频双确认的一键顺控顺利完成,这也是国家电网首次将无人机应用于一键顺控。依托无人机在巡检工作中机动高效、视角广阔、覆盖面大等优势,国网安徽省电力有限公司围绕无人机一键顺控技术路线、无人机图像实时回传和识别等技术难点开展专题攻关。无人机基于高空视角拍摄后,通过设置合适航点,可有效避免设备干扰,将分合状态图像识别的准确率提升至100%。本次试点还引入了智能开出装置,通过继电器硬接点的方式将图像识别结果安全、高效、稳定地传回至Ⅰ区顺控系统。首次在国网系统内将二进制编码引入,10、01和11分别代表3种状态,只需要2个测控端子就可以实现一组隔离开关信息表征,可节省1/3的测控端子数量。


2022年10月8日,安徽芜湖供电公司组织专业人员召开了一次“一键顺控”启动变电站专题研究会议。芜湖供电公司在全省首次采用新一代集控站监控系统,通过远程“一键顺控”操作方式,将110千伏广济变电站间隔由冷备用转为运行的操作时间由20分钟缩短至5分钟,配合全站顺利启动。“一键顺控”技术已在该公司供区2座变电站应用,2022年年底将在10座变电站应用


2022年12月9日16时30分,共计历时6天技术改造,国网安庆供电公司110千伏育儿变电站“一键顺控”改造工程圆满完成并通过顺控操作送电成功。


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