浅谈电力变电无人值班运行管理模式及特点
摘要:随着国民经济水平和科技水平的不断提升,保障经济发展的输变配电网无论在规模和设备装备水平上都发生了显著的变化,实施“集中监控,分点操作,变电所根据情况实施无人(少人)值班”是较为科学、合理的变电运行管理模式。但在实施中要根据变电所在电网中的重要程度、装备水平和管理要求,对变电所值班方式、调度发令方式和遥控操作方式等方面采取具体的应对措施,才能更好地适应现代电网的发展和管理运行的要求。
关键词:电网变电；运行管理；应用分析；特点
1当前电网建设的特点
经过多年的电网建设和技术改造,现代电网主要呈现以下5个方面的特征:
1)电网规模较为庞大,区域内变电站和输电线路较为密集,并向高电压方向发展。
2)一次设备可靠性提高,电网一次开关、电流互感器等设备以SF6气体为主绝缘材料,主变向大型和自冷型方向发展,设备整体趋于紧凑小型化,GIS、COMPSS设备大量装备。
3)保护、自动化、通信设备先进。随着微电子技术、光传输技术和网络技术的大量应用,保障一次电网安全稳定运行的二次、自动化、通信技术具备微机化、数字化的特点,并向智能化的方向发展。
4)管理信息化水平较高,伴随着信息网络的完善和企业信息化的建设,借助信息化手段提升作业效率,规范业务流程,并提升企业资源整合能力是现代电网的一项重要特征。
5)配套的社会资源能有效支持,如公路交通、移动通信等社会资源在电力生产中发挥重要作用。由上可见,随着变电所数量的迅速增加,对如何变革变电运行管理模式,通过优化资源配置,释放资源效能方面提出了挑战。电网装备水平和生产管理理念的提升,也给变电运行管理模式的优化变革创造了条件。
2变电所无人值班管理模式分析
变电运行工作的实质就是“对电网所辖变电所实施有效的监视、控制、巡视、维护,按照调度命令正确地改变设备运行方式,对现场工作安全状况予以有效控制”。多年来,供电企业就变电运行模式进行了多方面的探索和尝试。目前国内主要的变电运行管理模式见表1。
表1中4种模式各有利弊,但在不同的电网规模、地域环境、装备水平、技术条件下,某种模式与相关条件相匹配,该模式的优点成为影响的主要因素时,这种模式也实现了效益最大化;与有人值班变电所相比,无人值班变电所在事故应急情况下的响应速度相对较慢,运行人员对现场的熟悉程度有所下降,但从国内外电网建设、发展的方向来看,对区域电网内的变电所实施集约化无人管理是必然趋势,只是不同的阶段实施集约管理的范围不同。“集中监控,分点操作”的运行管理模式能较大范围地释放人力资源效能,尤其对变电运行监控人员的集约化方面效益显著,同时在一定程度上对电网迅速扩张有较好的适应性,该模式已成为广东、江苏等电网的主要运行管理模式。
3“集中监控,分点操作”模式应用分析
3.1不同电压等级变电所的值班方式
由于变电所在电网中的重要性、技术水平、设备状况等因素不同,变电所实施无人值班的条件不同,在采用“集中监控,分点操作”模式时,其现场具体的值班方式也有所不同。分析可见,500kV变电所和220kV及以下变电所的无人值班方式有较大的区别,因此500kV变电所宜建设单独的监控中心,实施“集中监控,变电所少人值班,集控运行”的管理方式,220kV及以下变电所可建设区域性的监控中心,实施“集中监控,变电所无人值班,分点操作”的管理方式。
3.2无人值班变电所调度发令方式分析
无论何种运行模式,由于调度命令在电网安全运行中很重要,宜尽量减少调度命令传输过程中的环节,确保命令传递的准确、便捷、安全。调度正令在电网运行过程中流经的环节,必然成为确保安全生产的重要环节,而该环节的安全性与调度正令的流量成反比,因此必须强化相关业务环节。
表1变电运行管理模式分析
运行模式说明优点缺点
母子站模式 在相对重要的220kV变电所内设立集控,监控、操作相对集中对区域范围的110kV变电所、35kV变电所进行管理。 1.集控站控制地理范围相对集中,反应较快。
2.相对重要的220kV变电所实质为有人值班,可靠性较高
3.适合于地域较广,220kV变电所布点较疏的地区。 1.技术管理范围较宽,不利于运行人员对专业技术的掌握。
2.随着同一区域内220kV变电所数量增加,此模式有一定的局限性。
集控站模式 在一个地区局内按电压等级设立220kV集控站、110kV集控站,监控、操作相对集中,岗位具有一定的互换性,对所辖变电所进行管理。 1.对变电所进行分层管理,管理方式、技术方法具有一定的专业性和针对性。
2.在一定范围内适应电网的迅速发展。
3.对电网实施分区域管理,安全性较高。 1.电网规模发展到一定规模后,集控站管理幅度需综合考虑。
2.集控站监控人员职责较重,随着集控站数量增加,需较多的运行人员。
无人值班式 在变电所内每值设一个工作组(最少2人)值班,担负现场的操作、维护、巡视等工作,而将变电所监控职能交由远方监控人员负责。 1.由于监控工作量具有一定的弹性,同时具备异地监控的条件,可将此部分工作交由远方监控人员担负。
2.1座220kV变电所需6～7人,与有人值班的10～11人相比较为集约。
3.变电所现场留有1组操作人员,保证现场反应速度,具有相对较高的安全性。
此方式下现场运行管理力度会降低,不利于对变电所的长期管理。
集中监控分点操作模式
在一个地区局内设立1～2座监控中心,对所辖区域内若干变电所进行集中监控,另按地理范围设定若干操作,负责变电所现场具体的操、巡视、维护。 1.监控和运维分离,各自具有一定的专业性。
2.采用集中监控,运行人员效益较为明显。
3.对调度端而言,此种模式下,调度对集控站的适应性较强,即无论操作队管辖范围如何调整,而监控中心相对固定
4.对电网迅速扩张的适应性较强,人员效益能实现最大化 1.监控范围较广,安全性较弱,尤其在特殊天气等情况下,对所辖变电所掌控力度不足。
2.较多的变电所信息系统进入一套自动化系统后,系统的容灾能力较差。
若仍使用“转发令”方式,必然导致监控中心的安全责任加大,其管辖幅度受限,从而削弱了实施“集中监控、分点操作”模式的效益,因此,对于500kV变电所,实施集控站管理后,由于对一次设备进行远方遥控操作,其实际操作的“现场”就在500kV集控站,所以“正、预令均到集控站”是最佳方式。而对于220kV及以下变电所,由于目前尚不具备完全遥控操作的设备条件,其主要操作任务也必须到现场操作,所以笔者认为“预令到监控中心,正令到现场”是较为妥当的方式。
4遥控操作功能的建设与应用分析
变电所实施无人值班管理后,产生了运行人员与变电所现场设备的时空距离,而采取遥控操作,一定程度上是弥补时空距离、减少运行人员路途奔波的有效手段。根据技术条件和操作任务的不同,在保证安全的条件下实施遥控功能的建设和应用,是提高“集中监控,分点操作”运行模式效率的重要手段,而自动化技术和电动设备的装备,为一次设备的遥控操作创造了条件,保护自动化一体化和保护与自动化的通讯联网,为二次设备的遥控操作创造了条件。
4.1监控中心(集控站)遥控操作
根据监控中心的职责分工,操作任务主要是正常运行中对电网经济运行方式的调整性操作,如:
1)为控制电压合格率和功率因数,对电容器、主变分接开关进行的遥控操作。
2)为控制负荷平衡进行的拉、送负荷操作。
3)为控制系统零序阻抗,根据调度命令进行的单一主变中性点地刀的拉合操作。因此,监控中心的遥控功能是变电所实施无人值班的必备技术条件,从目前的技术条件和电网无人值班工作实际运行情况来看,监控中心遥控操作完全具备技术条件和管理条件,部分单位也有超过10年的运行经验。随着区域无功综控功能的建设,监控中心遥控操作的智能化水平也有了较大幅度的提高。
4.2500kV监控中心遥控操作
500kV监控中心的遥控操作方式,必须紧密结合500kV监控中心的组建方式和实际装备情况,充分发挥设备自动化程度高的优势,把原来分布在主控室和设备现场的3名运行人员,通过遥控技术的应用,改变成分布在集控站和设备现场,500kV变电所的操作任务采用“转发令”方式:调度“正、预令”均发至监控中心,由监控中心根据任务类型进行分解。
1)对一次设备操作任务(主要为线路、开关、母线设备),通过遥控操作的方式实施,而配套的电源闸刀、压变二次空开等操作由现场少人值守运行人员操作,或将二次设备操作放在工作票的安全措施中执行。
2)对二次设备的操作任务,由集控站转发至变电所现场,由现场2名留守运行人员操作。
3)对主变等设备一、二次设备穿插操作、现场有大型工作任务的操作,则由监控中心派出操作人员在变电所现场进行操作。
4.3调度端直接遥控操作
当电网实施“集中监控,分点操作”的运行管理模式后,特殊情况下的应急能力是必须研究解决的问题。而调度遥控操作,就是由调度员在调度台直接对变电所现场设备进行遥控操作。由于这种操作方式是将“调度发令”和“运行操作”2项任务进行整合,从而具有最快的执行速度。具体应用调度遥控操作应考虑以下几个方面:
1)紧急处理电网事故和异常时,响应速度显得尤为重要。由于调度遥控操作具有最快的执行速度,此时可采用调度遥控操作的方法。
2)正常运行方式下,考虑到调度运行与变电运行的专业性和对电网的关注面不同等因素,不宜大规模采用调度遥控操作的方式。
5结束语
对现代电网的变电运行管理方式进行了讨论,就“集中监控,分点操作”模式下的变电所值班、调度发令和遥控操作方式等问题进行了重点分析,对该运行模式的具体实施具有借鉴意义。显现出较强的现代化特征。如何针对这种物质基础的变化,对传统的变电运行管理方式进行必要的优化和调整,是保障电网安全稳定运行的必然需求,实行集中监控,分点操作”模式下的变电所值班，也是电网运行管理部门重点研究的课题。
