變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法

摘 要：常規的一鍵順控操作流程不停電校核方法以校核效率為主，校核錯漏問題較多，影響變電站的正常運行。因此，本文設計了變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法。調取變電站一鍵順控不停電校核操作票，調度數據網連接變電站端的程序化操作主機，校驗操作票與程序化操作邏輯是否存在異常，完成一鍵順控操作狀態的不停電校核任務。設計不停電校核數據庫，運行一鍵順控操作流程不停電校核邏輯程序，從變電站設備獲取當前設備的狀態信息，判斷是否滿足一鍵順控操作的條件，通過預設的校核邏輯，實現不停電準確校核的目標。對比試驗結果表明，本文研究方法的校核準確性較高，在安全性能方面表現良好，各項測試均通過，符合預期要求，能夠應用于實際生活。

關鍵詞：變電站；一鍵順控；操作流程；不停電；校核方法

中圖分類號：TP 202" " 文獻標志碼：A

一鍵順控操作是智能變電站的重要功能，通過預先設定控制程序，進行一系列的控制操作，從而提升變電站操作控制效率。在一鍵順控操作的執行的過程中一般不會出現誤操作的情況，一旦發生錯誤，就可能對變電站造成重大影響。針對一鍵順控誤操作的問題，研究人員設計了多種不停電校核方法。其中，基于圖像識別的變電站一鍵順控不停電校核方法與基于光學字符智能識別的變電站一鍵順控不停電校核方法的應用較廣泛。基于圖像識別的變電站一鍵順控不停電校核方法主要是利用圖像識別技術，識別變電站各設備投退狀態，并與事先編制的狀態進行比較[1]。再利用K-means聚類分割圖像，建立變電站一鍵順控操作判別指標，避免一鍵順控誤操作的問題。

基于光學字符智能識別的變電站一鍵順控不停電校核方法主要是利用光學字符智能識別方法獲取變電站一鍵順控操作的在線校核圖形，并將得到的圖像與信息系統進行數據匹配，辨識定值薄弱區域[2]。在校核過程中可針對誤操作問題進行特殊處理，從而提高了校核效率。以上2種方法均能完成一鍵順控不停電校核任務，但是受變電站不規則線路與設備的影響，校核結果存在錯漏[3]。因此，本文設計了變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法。

1 變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法設計

1.1 調取變電站一鍵順控不停電校核操作票

調取不停電校核操作票是校核的重要步驟。在操作票管理模塊中選擇相應的校核任務，根據選擇的校核任務，自動生成相應的操作票，校核操作票的順序與步驟，符合安全規程后，開始校核[4]。調度數據網連接變電站端的程序化操作主機，校驗操作票與程序化操作邏輯是否存在異常，完成一鍵順控操作狀態的不停電校核任務[5]。在一鍵順控的過程中，不停電校核可能出現操作失誤的情況，將操作失誤的校核狀態設定為突變量[6]。突變量啟動公式如公式（1）所示。

?iφ=a（i1-i2）+Ie （1）

式中：?iφ表示變電站校核設備電流突變值；a表示突變電流啟動門限值；i1、i2表示不同周期的電流幅值；Ie表示變電站校核設備的額定電流。

在電力系統中，一鍵順控操作是一種遠程控制和管理設備的高效、安全的方式。在這個過程中，系統會將?iφ作為一鍵順控操作任務的調度數據，執行用戶權限調取、操作任務模擬、操作對象選擇、當前狀態核對、模擬預演、任務校核以及不停電校核等步驟[7]，以確保操作的準確性和安全性，具體步驟如下所示。

步驟一，用戶權限調取。進行任何操作前驗證操作人員的身份和權限。系統需要確認操作人員具有執行當前任務的必要權限，并核實其身份，以防止未經授權的操作。

步驟二，操作任務模擬。在正式操作前，系統模擬執行任務的過程，有助于評估操作的可行性和潛在風險，并為操作人員提供一個可視化的預覽，使其了解操作步驟及其影響。

步驟三，操作對象選擇。選擇要執行操作的目標設備或系統，這一步驟需要確保所選的對象是正確的，并處于良好狀態，以便進行后續操作。

步驟四，當前狀態核對。系統檢查設備的當前狀態，確保其處于安全、穩定狀態，有助于避免由設備狀態不佳導致的意外事故。

步驟五，模擬預演。為了進一步驗證操作的正確性和安全性，系統進行模擬預演，包括模擬操作的全過程，評估可能出現的異常情況，并制定相應的應對措施。

步驟六，任務校核。模擬預演后，系統會對整個操作任務進行全面校核，包括核對操作步驟、目標狀態和潛在風險等，確保實際操作能夠順利進行。

步驟七，不停電校核。為了確保操作的準確性，系統采用不停電校核技術。執行關鍵操作時，系統實時監測設備的狀態，必要時會自動調整或中止操作，以避免對設備造成損害或影響系統的穩定性，并將任務數據詳細記錄在操作票上，確保不停電校核的準確性。

綜上所述，一鍵順控操作是一個高度集成和自動化的過程，結合了驗證、模擬和校核等多個環節，可確保電力系統安全、穩定運行。

1.2 不停電校核數據庫設計

為了確保變電站一鍵順控操作流程的準確性和安全性，特別是不停電校核的準確性，完成調取變電站一鍵順控不停電校核操作票后，本文設計了一個數據庫來存儲和管理相關校核數據和信息。該數據庫為一鍵順控操作流程不停電校核數據庫。數據庫表結構見表1。根據運行需求，存儲設備狀態數據、順控操作任務和項目數據，為一鍵順控操作數據的安全存儲提供保障。

1.3 運行一鍵順控操作流程不停電校核邏輯程序

一鍵順控操作流程不停電校核程序開始運行后，進入自檢模式，確定校核程序為正常狀態[8]。從變電站設備獲取當前設備的狀態信息，判斷是否滿足一鍵順控操作的條件，通過預設的校核邏輯，實現不停電準確校核的目標。校核程序說明見表2。

根據表2可知，一鍵順控校核過程中預設了“0”與“1”的邏輯，“0”為順控操作正常狀態；“1”為順控操作異常狀態。輸出為“0”后，執行后續操作[9]。在校核邏輯程序中，將防誤電流分量作為不停電校核閾值，如公式（2）所示。

A=?iφ（-） （2）

式中：A表示防誤電流分量；表示電流一鍵順控校核相量；表示變電站校核設備在i1周期的電流相量。

將作為校核閾值，超過為異常狀態，校核界面顯示為“1”；低于為正常狀態，校核界面顯示為“0”。為了評估不停電校核的操作效率，本文引入了時間復雜度的概念，如公式（3）所示。

（3）

式中：D表示時間復雜度；表示校核過程中，校核界面顯示為“1”的次數；（I）n表示輸入數據規模。

D越高，短時間完成不停電校核的效率就越高。但是D超過85%，就會導致校核時間過長，無法有效完成校核任務。因此，在變電站一鍵順控操作流程不停電校核的過程中，本文將D控制在80%以內，確保校核效率與校核準確性。

2 試驗分析

為了驗證本文設計的方法是否能滿足變電站一鍵順控操作流程不停電校核需求，本文對上述方法進行了試驗分析，將文獻[1]基于圖像識別的變電站一鍵順控不停電校核方法、文獻[2]基于光學字符智能識別的變電站一鍵順控不停電校核方法以及本文設計的變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法進行比較。具體的試驗準備過程和最終試驗結果如下所示。

2.1 試驗過程

本次試驗選擇某變電站的真實數據，主變容量為50MVA。變電站斷路器、隔離開關均具有一鍵順控操作功能，能夠遠方遙控操作。一鍵順控操作校核流程如圖1所示。在監控主機上生成校核任務，通過遙控的形式執行校核任務，并將校核結果返回防誤主機上，分析校核效果。在校核過程中，本文通過正確率、召回率和F1分數來判斷最終的校核結果。召回率計算方法如公式（4）所示。

（4）

式中：P表示召回率；K表示校核為正確的樣本數；N表示所有校核正確的樣本數。

F1分數計算方法如公式（5）所示。

（5）

式中：F1表示調和平均數；V表示校核精度。

校核精度由校核結果正確的樣本與總樣本的比值得出，正確率由校核正確的樣本數與總樣本數的比值得出。P、F1越高，校核準確性越高。

2.2 試驗結果

在上述試驗條件下，本文隨機選取多種一鍵順控操作條件，并對目標狀態進行分析，得到D、A、P、F1分數等校核指標。在其他條件均已知的情況下，將文獻[1]方法、文獻[2]方法以及本文設計方法的校核指標進行比較。試驗結果見表3。

在表3中，VTA_1為連#主變A套保護無跳閘信號；VTA_2為連#主變B套保護無跳閘信號；VTA_3為連#1主變中壓側測控裝置“校核狀態”壓板在退出狀態；VTA_4為連132開關無電源（錯）；VTA_5為連#1主變低壓側測控狀態“遠方控制”壓板在投入狀態（對）；VTA_6為連1321刀閘位置接點在分位（錯）；VTA_7為連1161刀閘操作電源正常；VTA_8為連1166刀閘三項電流遙測在分位；VTA_9為連1161刀閘機構箱控制把手在“遠方”位置。“0”為目標狀態滿足操作條件，校核為正常；“1”為目標狀態不滿足操作條件，校核為異常。

在其他條件均一致的情況下，使用文獻[1]方法后，VTA_1、VTA_2校核錯誤，二者的D相對較高，A、P、F1分數相對較低，無法滿足一鍵順控校核需求。使用文獻[2]方法后，VTA_4存在校核錯誤的情況，D相對較高，A、P、F1分數低于90%，VTA_5、VTA_6校核正確。由此可見，文獻[2]方法的校核性能優于文獻[1]方法，但是仍存在校核失誤的情況，亟需對其進一步優化。而使用本文方法后，并未出現校核失誤的情況，D均低于80%，A、P、F1分數均超過95%。由此可見，本文設計的方法校核效果更佳，能夠滿足變電站一鍵順控操作流程不停電校核需求。

為了進一步驗證本文方法的實際效果，繼續從校核安全性方面進行測試。安全性測試指的是對變電站一鍵順控操作運行過程中的操作權限、數據存儲以及運行安全等級進行測試。設置測試用戶數量，在多個用戶請求同時發起的情況下，模擬用戶向一鍵順控操作系統發起請求，創建用戶登錄站點、變電站設備運行和維修記錄等功能。測試內容與結果見表4。

根據表4可知，一鍵順控操作系統在安全性能方面表現良好，各項測試均通過，符合預期要求，表明本文研究方法在用戶權限調取、操作任務模擬、操作對象選擇、當前狀態核對、模擬預演、任務校核和不停電校核等方面均具備較好的安全性和可靠性。在實際應用中，該順控操作系統能夠提供穩定、可靠的操作控制功能，保障電力系統安全運行。

3 結語

目前，電網規模逐漸擴大，變電站的運行與管理難度更大。一鍵順控操作是智能變電站的重要標志，如何確保一鍵順控操作的準確性并防止誤操作成為智能變電站亟待解決的問題。因此，本文設計了變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法。從操作票調取、校核邏輯運行2個方面對歷史操作數據進行分析與處理，準確評估一鍵順控操作流程的安全性。本文將電網實際情況、變電站設備狀態和人員操作水平等因素考慮在內，真正意義上實現了一鍵順控不停電校核，為智能變電站的運行提供安全保障。

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