摘 要：常規(guī)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(cuò)漏問題較多，影響變電站的正常運(yùn)行。因此，本文設(shè)計(jì)了變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法。調(diào)取變電站一鍵順控不停電校核操作票，調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)連接變電站端的程序化操作主機(jī)，校驗(yàn)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(tài)的不停電校核任務(wù)。設(shè)計(jì)不停電校核數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)行一鍵順控操作流程不停電校核邏輯程序，從變電站設(shè)備獲取當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)信息，判斷是否滿足一鍵順控操作的條件，通過預(yù)設(shè)的校核邏輯，實(shí)現(xiàn)不停電準(zhǔn)確校核的目標(biāo)。對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，本文研究方法的校核準(zhǔn)確性較高，在安全性能方面表現(xiàn)良好，各項(xiàng)測(cè)試均通過，符合預(yù)期要求，能夠應(yīng)用于實(shí)際生活。

關(guān)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(hào)：TP 202" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

一鍵順控操作是智能變電站的重要功能，通過預(yù)先設(shè)定控制程序，進(jìn)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(zhí)行的過程中一般不會(huì)出現(xiàn)誤操作的情況，一旦發(fā)生錯(cuò)誤，就可能對(duì)變電站造成重大影響。針對(duì)一鍵順控誤操作的問題，研究人員設(shè)計(jì)了多種不停電校核方法。其中，基于圖像識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法與基于光學(xué)字符智能識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法的應(yīng)用較廣泛?；趫D像識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法主要是利用圖像識(shí)別技術(shù)，識(shí)別變電站各設(shè)備投退狀態(tài)，并與事先編制的狀態(tài)進(jìn)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(biāo)，避免一鍵順控誤操作的問題。

基于光學(xué)字符智能識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法主要是利用光學(xué)字符智能識(shí)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(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)匹配，辨識(shí)定值薄弱區(qū)域[2]。在校核過程中可針對(duì)誤操作問題進(jìn)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(wù)，但是受變電站不規(guī)則線路與設(shè)備的影響，校核結(jié)果存在錯(cuò)漏[3]。因此，本文設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)

1.1 調(diào)取變電站一鍵順控不停電校核操作票

調(diào)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(yīng)的校核任務(wù)，根據(jù)選擇的校核任務(wù)，自動(dòng)生成相應(yīng)的操作票，校核操作票的順序與步驟，符合安全規(guī)程后，開始校核[4]。調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)連接變電站端的程序化操作主機(jī)，校驗(yàn)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(tài)的不停電校核任務(wù)[5]。在一鍵順控的過程中，不停電校核可能出現(xiàn)操作失誤的情況，將操作失誤的校核狀態(tài)設(shè)定為突變量[6]。突變量啟動(dòng)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(shè)備電流突變值；a表示突變電流啟動(dòng)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(shè)備的額定電流。

在電力系統(tǒng)中，一鍵順控操作是一種遠(yuǎn)程控制和管理設(shè)備的高效、安全的方式。在這個(gè)過程中，系統(tǒng)會(huì)將?iφ作為一鍵順控操作任務(wù)的調(diào)度數(shù)據(jù)，執(zhí)行用戶權(quán)限調(diào)取、操作任務(wù)模擬、操作對(duì)象選擇、當(dāng)前狀態(tài)核對(duì)、模擬預(yù)演、任務(wù)校核以及不停電校核等步驟[7]，以確保操作的準(zhǔn)確性和安全性，具體步驟如下所示。

步驟一，用戶權(quán)限調(diào)取。進(jìn)行任何操作前驗(yàn)證操作人員的身份和權(quán)限。系統(tǒng)需要確認(rèn)操作人員具有執(zhí)行當(dāng)前任務(wù)的必要權(quán)限，并核實(shí)其身份，以防止未經(jīng)授權(quán)的操作。

步驟二，操作任務(wù)模擬。在正式操作前，系統(tǒng)模擬執(zhí)行任務(wù)的過程，有助于評(píng)估操作的可行性和潛在風(fēng)險(xiǎn)，并為操作人員提供一個(gè)可視化的預(yù)覽，使其了解操作步驟及其影響。

步驟三，操作對(duì)象選擇。選擇要執(zhí)行操作的目標(biāo)設(shè)備或系統(tǒng)，這一步驟需要確保所選的對(duì)象是正確的，并處于良好狀態(tài)，以便進(jìn)行后續(xù)操作。

步驟四，當(dāng)前狀態(tài)核對(duì)。系統(tǒng)檢查設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)，確保其處于安全、穩(wěn)定狀態(tài)，有助于避免由設(shè)備狀態(tài)不佳導(dǎo)致的意外事故。

步驟五，模擬預(yù)演。為了進(jìn)一步驗(yàn)證操作的正確性和安全性，系統(tǒng)進(jìn)行模擬預(yù)演，包括模擬操作的全過程，評(píng)估可能出現(xiàn)的異常情況，并制定相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施。

步驟六，任務(wù)校核。模擬預(yù)演后，系統(tǒng)會(huì)對(duì)整個(gè)操作任務(wù)進(jìn)行全面校核，包括核對(duì)操作步驟、目標(biāo)狀態(tài)和潛在風(fēng)險(xiǎn)等，確保實(shí)際操作能夠順利進(jìn)行。

步驟七，不停電校核。為了確保操作的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)采用不停電校核技術(shù)。執(zhí)行關(guān)鍵操作時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備的狀態(tài)，必要時(shí)會(huì)自動(dòng)調(diào)整或中止操作，以避免對(duì)設(shè)備造成損害或影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并將任務(wù)數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄在操作票上，確保不停電校核的準(zhǔn)確性。

綜上所述，一鍵順控操作是一個(gè)高度集成和自動(dòng)化的過程，結(jié)合了驗(yàn)證、模擬和校核等多個(gè)環(huán)節(jié)，可確保電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

1.2 不停電校核數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

為了確保變電站一鍵順控操作流程的準(zhǔn)確性和安全性，特別是不停電校核的準(zhǔn)確性，完成調(diào)取變電站一鍵順控不停電校核操作票后，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)來存儲(chǔ)和管理相關(guān)校核數(shù)據(jù)和信息。該數(shù)據(jù)庫(kù)為一鍵順控操作流程不停電校核數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)表結(jié)構(gòu)見表1。根據(jù)運(yùn)行需求，存儲(chǔ)設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、順控操作任務(wù)和項(xiàng)目數(shù)據(jù)，為一鍵順控操作數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)提供保障。

1.3 運(yùn)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(yùn)行后，進(jìn)入自檢模式，確定校核程序?yàn)檎顟B(tài)[8]。從變電站設(shè)備獲取當(dāng)前設(shè)備的狀態(tài)信息，判斷是否滿足一鍵順控操作的條件，通過預(yù)設(shè)的校核邏輯，實(shí)現(xiàn)不停電準(zhǔn)確校核的目標(biāo)。校核程序說明見表2。

根據(jù)表2可知，一鍵順控校核過程中預(yù)設(shè)了“0”與“1”的邏輯，“0”為順控操作正常狀態(tài)；“1”為順控操作異常狀態(tài)。輸出為“0”后，執(zhí)行后續(xù)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(shè)備在i1周期的電流相量。

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

（3）

式中：D表示時(shí)間復(fù)雜度；表示校核過程中，校核界面顯示為“1”的次數(shù)；（I）n表示輸入數(shù)據(jù)規(guī)模。

D越高，短時(shí)間完成不停電校核的效率就越高。但是D超過85%，就會(huì)導(dǎo)致校核時(shí)間過長(zhǎng)，無法有效完成校核任務(wù)。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(nèi)，確保校核效率與校核準(zhǔn)確性。

2 試驗(yàn)分析

為了驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)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(duì)上述方法進(jìn)行了試驗(yàn)分析，將文獻(xiàn)[1]基于圖像識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法、文獻(xiàn)[2]基于光學(xué)字符智能識(shí)別的變電站一鍵順控不停電校核方法以及本文設(shè)計(jì)的變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法進(jìn)行比較。具體的試驗(yàn)準(zhǔn)備過程和最終試驗(yàn)結(jié)果如下所示。

2.1 試驗(yàn)過程

本次試驗(yàn)選擇某變電站的真實(shí)數(shù)據(jù)，主變?nèi)萘繛?0MVA。變電站斷路器、隔離開關(guān)均具有一鍵順控操作功能，能夠遠(yuǎn)方遙控操作。一鍵順控操作校核流程如圖1所示。在監(jiān)控主機(jī)上生成校核任務(wù)，通過遙控的形式執(zhí)行校核任務(wù)，并將校核結(jié)果返回防誤主機(jī)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?jǐn)?shù)來判斷最終的校核結(jié)果。召回率計(jì)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(shù)；N表示所有校核正確的樣本數(shù)。

F1分?jǐn)?shù)計(jì)算方法如公式（5）所示。

（5）

式中：F1表示調(diào)和平均數(shù)；V表示校核精度。

校核精度由校核結(jié)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(shù)與總樣本數(shù)的比值得出。P、F1越高，校核準(zhǔn)確性越高。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果

在上述試驗(yàn)條件下，本文隨機(jī)選取多種一鍵順控操作條件，并對(duì)目標(biāo)狀態(tài)進(jìn)行分析，得到D、A、P、F1分?jǐn)?shù)等校核指標(biāo)。在其他條件均已知的情況下，將文獻(xiàn)[1]方法、文獻(xiàn)[2]方法以及本文設(shè)計(jì)方法的校核指標(biāo)進(jìn)行比較。試驗(yàn)結(jié)果見表3。

在表3中，VTA_1為連#主變A套保護(hù)無跳閘信號(hào)；VTA_2為連#主變B套保護(hù)無跳閘信號(hào)；VTA_3為連#1主變中壓側(cè)測(cè)控裝置“校核狀態(tài)”壓板在退出狀態(tài)；VTA_4為連132開關(guān)無電源（錯(cuò)）；VTA_5為連#1主變低壓側(cè)測(cè)控狀態(tài)“遠(yuǎn)方控制”壓板在投入狀態(tài)（對(duì)）；VTA_6為連1321刀閘位置接點(diǎn)在分位（錯(cuò)）；VTA_7為連1161刀閘操作電源正常；VTA_8為連1166刀閘三項(xiàng)電流遙測(cè)在分位；VTA_9為連1161刀閘機(jī)構(gòu)箱控制把手在“遠(yuǎn)方”位置?！?”為目標(biāo)狀態(tài)滿足操作條件，校核為正常；“1”為目標(biāo)狀態(tài)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(xiàn)[1]方法后，VTA_1、VTA_2校核錯(cuò)誤，二者的D相對(duì)較高，A、P、F1分?jǐn)?shù)相對(duì)較低，無法滿足一鍵順控校核需求。使用文獻(xiàn)[2]方法后，VTA_4存在校核錯(cuò)誤的情況，D相對(duì)較高，A、P、F1分?jǐn)?shù)低于90%，VTA_5、VTA_6校核正確。由此可見，文獻(xiàn)[2]方法的校核性能優(yōu)于文獻(xiàn)[1]方法，但是仍存在校核失誤的情況，亟需對(duì)其進(jìn)一步優(yōu)化。而使用本文方法后，并未出現(xiàn)校核失誤的情況，D均低于80%，A、P、F1分?jǐn)?shù)均超過95%。由此可見，本文設(shè)計(jì)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(jìn)一步驗(yàn)證本文方法的實(shí)際效果，繼續(xù)從校核安全性方面進(jìn)行測(cè)試。安全性測(cè)試指的是對(duì)變電站一鍵順控操作運(yùn)行過程中的操作權(quán)限、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及運(yùn)行安全等級(jí)進(jìn)行測(cè)試。設(shè)置測(cè)試用戶數(shù)量，在多個(gè)用戶請(qǐng)求同時(shí)發(fā)起的情況下，模擬用戶向一鍵順控操作系統(tǒng)發(fā)起請(qǐng)求，創(chuàng)建用戶登錄站點(diǎn)、變電站設(shè)備運(yùn)行和維修記錄等功能。測(cè)試內(nèi)容與結(jié)果見表4。

根據(jù)表4可知，一鍵順控操作系統(tǒng)在安全性能方面表現(xiàn)良好，各項(xiàng)測(cè)試均通過，符合預(yù)期要求，表明本文研究方法在用戶權(quán)限調(diào)取、操作任務(wù)模擬、操作對(duì)象選擇、當(dāng)前狀態(tài)核對(duì)、模擬預(yù)演、任務(wù)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(shí)際應(yīng)用中，該順控操作系統(tǒng)能夠提供穩(wěn)定、可靠的操作控制功能，保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

3 結(jié)語

目前，電網(wǎng)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，變電站的運(yùn)行與管理難度更大。一鍵順控操作是智能變電站的重要標(biāo)志，如何確保一鍵順控操作的準(zhǔn)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(shè)計(jì)了變電站一鍵順控操作流程不停電校核方法。從操作票調(diào)取、校核邏輯運(yùn)行2個(gè)方面對(duì)歷史操作數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，準(zhǔn)確評(píng)估一鍵順控操作流程的安全性。本文將電網(wǎng)實(shí)際情況、變電站設(shè)備狀態(tài)和人員操作水平等因素考慮在內(nèi)，真正意義上實(shí)現(xiàn)了一鍵順控不停電校核，為智能變電站的運(yùn)行提供安全保障。

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