面向管理的基地站技术支持系统建设李鑫

Value Engineering
1现状分析——
—基地站管理带来的挑战
智能电网建设过程中，基地站也随之发生着相应的变动。

在基地站的调整与组建过程中，原先的管理模式已经不再适应新的管理要求，而出现了如下一些现实问题：
1.1所管理的变电站增多由原先管理一个变电站转变为管理多个变电站。

1.2运行人员减少每个基地站配备的运行人员的数量仅仅为原先管理一个变电站的人数，这不但对每个运行人员提出了更高的要求，同时也是对基地站管理的一种严峻挑战。

1.3一次设备数量激增基地站内所辖的变电站的设备之间互有差异，一次设备的多样性对于运行人员的操作及日常维护都是个不小的难题。

1.4二次保护配置的不同不同变电站根据需求设置不同的保护配置，运行人员若要完全掌握有较大困难。

尤其在事故突发的时候，众多光子牌同时闪亮，经常会造成运行人员短时间内很难对故障做出准确的判断。

1.5受控站较多，而设备健康状态各异，情况复杂化基地站模式下，设备巡视周期拉长，基地站维护操纵人员对受控站设备的状况不能及时掌握，考虑到特殊天气下，行车的安全风险及驾驶水平等因素，特殊天气下设备巡视的实时性更差。

基于上述现实问题的存在，导致出现运行人员个人技能风险，增加了误操作、误判断的可能性，同时设备无干预健康运行压力较大。

因此，为提高智能电网基地站安全运行保障，可以从两方面着手：一方面，运行人员技术培训到位，关键制度落实到位，日常管理考核到位，这三个到位对于安全运行显得异常重要；另一方面，为提高基地站对设备实时掌控能力，事故应急能力，降低设备巡视风险及事故处理效率，就必须建立一整套基于基地站模式的技术支持系统。

这一技术支持系统基于光纤网络和数字处理技术的不断成熟，也基于常规“五遥”技术综合自动站的普及推广。

与文献[1]、[2]不同，本文讨论的技术支持系统重在讨论面向管理的技术支持系统，对于基础性的诸如数字通信技术不再讨论。

文献[2]中给出了500kV变电站基地站运行模式的一些原则和建设过程的技术要求，但对于日常无人值班管理相关的具体技术要求则没有具体陈述。

本文论述了面向无人站运行管理要求，通过对T市W基地站技术支持系统的建设，建立一整套基于基地站模式的技术支持系统，以适应国家智能电网的建设。

该系统应包括辅助设
施自动化、站区门禁电子化、现场标识系统化、设备巡查遥视化、故障预警智能化、决策支持在线化，即开展基地站“六化”建设。

2基于基地站模式的技术支持系统建设
2.1监控与操作分设化设立统一的集中监控中心，以负责全部变电站的远程实时监控工作，并负有一定的操作职能及联系职能[4]，是T市W站的运行模式。

如在后台进行设备“运行”与“冷备用”之间的部分操作，转达计划操作预令，进行紧急事故处理与汇报等。

运行操作班分区域配置，就近负责变电站的操作、工作许可及验收、事故处理、巡视及其它运行管理。

正如文献[5]、[6]中所述，这种模式促进了变电运行专业内部职能的划分，司职更加分明。

由于设立统一的集中监控中心，在增加变电站的同时不需要增加监控人员数量，所以这种运行模式在变电站达到一定规模时，减人增效的特点最显著。

随着新变电站的集中大量增加，减人增效作用愈发凸现。

在分工方面，集中监控中心与操作队之间的分工和责任应划分明确，减少模糊职责概念，各司其职，减少推诿扯皮现象，各自包好自己的责任田。

在值班制度方面，可根据监控中心和操作队的实际地理位置，采用部分值班人员白班制，以加强工作繁忙时间的值班力量等，改善单一的三班倒运行值班方式，提高人员的值班时效性，减少强制性无工作值班时间，提高人员值班效率，足以满足监控、传动、新站接入等诸多工作需要。

2.2适应基地站模式的技术支持系统为保证基地站人员对受控站的“一举一动”都能了如指掌，保证受控站在单一巡视周期内安全稳定运行，并且保证运行人员维操过程能够安全、高效进行，减少不必要的应急处理，就必须从如下六个方面进行布局，为基地站安全运行提高有利的技术支持。

2.2.1建立生产辅助设施预警系统[7]。

将消防报警、室温检测、污水处理、给水监测等纳入系统管理。

无人站消防报警信号须远传至集控中心（基地站），完善无人站消防火警预警能力；对工作温度有要求的场所，如保护室等，应具备实时温度检测并进行越限报警至集控中心（基地站）；对于站内沟、渠、电缆夹层等处应安装自动启动排水装置，并具备越限报警至集控中心（基地站）功能，完善无人站防洪防汛能力；对于给水，包括空调水在可能影响设备运行的管路段应装设对工作水压实时检测装置，在压力差越限时报警，避免给水跑漏造成无人站设备异常得不到发现、控制的情况出现。

2.2.2根据国家电网《无人值守变电站管理规范》要求，消防室（雨淋阀室、泵房室等）的门不应上锁。

现在无人站消防室（雨淋阀室、泵房室等）的门从实际安防角度出发都上锁。

为此建议，对无人值守变电站房屋门锁使用统一的可变使用权限式的电子锁具；消防室等门上同样电子锁，同一基地，同一钥匙，运行人员挂牌（钥匙）操作，所有门禁随开随关，提升基地站事故反应能力。

面向管理的基地站技术支持系统建设
Construction of Technology Support System in Substation Management
李鑫①Li Xin；贺春②He Chun
（①天津职业大学经济与管理学院，天津300410；②天津市电力公司，天津300010）
（①School of Economics and Management，Tianjin Vocational Institute，Tianjin300410，China；
②Tianjin Electric Power Corporation，Tianjin300010，China）
摘要：作为智能电网基础之一，基地站建设的开展，一方面解决了一线运行人员结构性缺员问题，另一方面也引入了新模式下的安全运行风险。

为了提高基地站运行模式下，运行工作的效率，可靠度及维护系统安全稳定运行，就不得不建立起一套行之有效的技术支持系统。

基地站技术支持系统，应包括辅助设施自动化、站区门禁电子化、现场标识系统化、设备巡查遥视化、故障预警智能化、决策支持在线化，即开展基地站“六化”建设。

其中后两项多依托集控中心，前者多侧重站端。

Abstract:It seems the only solution should be developing unattended substations and centralized control center,in order to solve the situation of the staff shortage in the substation and problems about operation management of the substation.In this paper,the construction strategy of unattended substation construction is presented,and several technical innovation principles for unattended substations construction are proposed based on the study and construction experience of Tianjin Weiguodao Unattended Substation project.It is pointed out that as a key part of intelligent gird,the construction, operation,and management of unattended substations should be considered as an integrated systematic engineering project which needs systematic planning and step-by-step implementation.
关键词：基地站；技术；支持；智能电网
Key words:substation；unattended；technical innovation；intelligent grid
中图分类号：TP315文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）14-0173-03
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作者简介：李鑫（1976-），女，山西吕梁人，硕士研究生，讲师，研究方向为技
术经济及管理；贺春（1976-），男，山西大同人，高级工程师，研究
方向为电力系统及自动化。

·173·
价值工程
表1操作流程提示卡
XXX 站主变操作提示卡
应做
工作
序号具体内容
完成
情况
操作前应做的工作
操作中应做的工作
操作完成后应做的工作
1
23
45到主控室东墙钥匙箱取安全工具室钥匙，然后到一楼西侧安全工具室取相应电压等级的验电笔，地线杆、绝缘手套（雨天操作还应穿好绝缘靴），刀闸操作手把
准备好录音笔，从接受调度命令到操作全过程进行录音
结合站内实际运行情况，提前分析操作任务危险源点并详细列出预控措施：重点关
注站内运行主变中心点接地方式、运行主变保护装置二次压板变化情况、母线保护及失灵保护二次压板投退情况、操作过程中二次信号确认时间点等。

用个人设置的密码登陆工作台上办公用电脑，进入PMS 系统，
填写调度命令、操作票使用经审核无误的已写好的操作票去模拟盘，打开模拟盘上的电源开关，显示进入“模拟操作”状态后逐项进行预演，当预演结束后，按“传票”按钮将电脑钥匙（在模拟盘后）电源开关打开插入模拟盘操作票接收孔接收操作票，待接收完成后取下去现场进行实际设备操作
到主控室东墙钥匙箱取主变电抗器室、10kV 开关室、主变两侧爬梯门钥匙1234
5按照操作把
“六关”制度逐项落实当开关拉开后应检查“弹簧未储能”（液压机构“油泵运转”）光字牌出现后已返回开关母线侧刀闸（-4、-5）拉开后应有“电压断线”光字牌发出二次控制开关拉开后应有“控制回路断线”光字牌发出、开关位置指示灯（红、绿灯）应熄灭
主变三侧控制保险在控制盘后，
钥匙在东墙钥匙箱里12按照“操作质量检查关”要求，检查已经操作的设备状况已满足“调度命令”要求将使用后的安全用具带回并放回原位置
5678重新进入PMS 系统，回填操作票操作终了时间并向调度回复命令将本次操作内容录音存入办公用电脑相应的文件夹中保存注意监视运行中主变的负荷变化在PMS 中把执行的操作票进行评审
34将电脑钥匙插回模拟盘操作票接收孔进行操作回传，待完成后关闭开关放回原充电座检查站内保护信号、
指示灯、光字牌指示正常2.2.3扩大遥视设备覆盖范围[8]，将遥视终端接入集控中心或基
地站，保证特殊天气下，设备巡视的及时性、
到位性。

集控中心常要对各受控站开关进行遥控操作，但实际命令是否执行下去的原因往往很难判断，利用遥视功能进行分析就能很好地做出判断。

遥视功能还能在变电站发生事故时，自动启停录像设备，实现事故时图像的自动记忆。

尝试遥视与遥测绑定，利用遥视探头进行重点部位在线测温，既节约成本，又提升电网自检能力。

2.2.4完善现场标识，建立可视化的现场标识系统。

各受控无人站应建立健全图文资料，做好低压、直流、消防、一二次设备等装置的可视化标识。

使受控无人站内各系统接线清楚、系统界线清楚、设备位置清楚、设备操作方法清楚、设备操作流程清楚，以保证运行操作人员对站内各部分设备操作时有的放矢，避免误操作。

2.2.5增设集控中心调度监控系统高级应用，使其故障预警智能化。

改进光字牌报警显示功能，在集控中心层解决海量信号分级显示、分层处理，从大量冗余的信息中分离出重要信息，起到对信息过滤，智能判断作用，并迅速通过图形界面进行有效显示，提高监控运行人员对电网异常信息的掌控能力。

2.2.6集控中心监控值班员面对较多受控站，各个受控站一、二
次存在较大差异，
尤其是在电网发生异常情况时，
对监控值班员的应急处理技能要求更高。

要适应智能电网发展，建设智能监控中心，就要求给监控值班员提供一套行之有效的在线决策支持系统，以改变过去监控系统只能告诉运行值班员电网系统发生了什么，存在什么样的问题，而不能指导运行人员相应情况下如何解决问题的不
足。

通过决策支持在线化，在电网发生异常情况时，准确判断电网异常的性质、范围，并给出处理流程，指导应急处理。

通过决策支持在线化、运行控制自动化、保护控制协同化共同来提升智能电网的整体反映能力。

3可视化的现场标识系统应用
3.1建立操作提示卡现场操作提示卡起到说明、提示、警告作用，从受众心理上提示作业的危险性，从而提高作业效率、降低操作风险。

操作提示卡为一个多层面、分布设置的提示标识系统，它可以
对二次屏柜、
保护装置、二次压板、一次汇控柜、低压直流系统等的位置、分界点、系统接线、操作流程、注意事项等直观呈现。

以站内低压系统为例介绍。

类似的提示卡有：低压方式图、低压接线图、“禁止并列”牌、开关操作说明等。

图1为操作说明标识位置及内容。

我们将各种功能的解释贴在小车上，让运行人员作时有所参照，从而提高操作的正确性和高效性。

另外，对于受控站而言，切换站内低压、直流负荷时应高度重
视交直流环路,一旦造成并列，后果不堪设想。

为此，各站应绘制环路接线图，在接有环路闸的端子箱内张贴环路接线图，以防运行人员由于接线不清误合误断环路闸造成低压并列或环路解列。

如图2所示。

3.2完善流程提示卡以操作提示卡来指导作业过程单步操
作，以流程提示卡来指引作业任务整个流程。

如表1所示，表中所示流程提示可以有效避免由于运维人员长期无操作造成的对受控站不甚了解而引起的误操作风险。

3.3建立标准化安全措施完善的安全措施可以有效降低作业现场安全风险，而简便快捷的措施工具就可以做到事半功倍，即达到醒目的现场安全标识，又切实地提高了劳动效率，降低了维操人员的劳动强度。

具体措施，如图3-图5，其中图5说明的二次盘柜安全措施门锁，只有在柜内有工作时才被运行人员打开。

正常时都标识为“运行”中，打开后标识为“在此工作”牌。

4智能光字牌系统应用对于故障预警智能化、决策支持在线化而言，是调度监控系统
的高级应用[9]
，智能光字牌是其发展的方向。

我们知道，监控中心管辖更多受控站及受控设备，就迫使监控值班人员面对大量的监控信息。

如何从大量冗余的信息中分离出重要信息，达到加快处理电网事故和异常的目的，是目前调度集控人员面临的一个难题。

另一方
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Value Engineering 0引言
近年来，随着电子计算机的飞速发展和网络技术和多媒体应用的迅速增长，人们对网络的优质服务提出了更高的要求。

在网络拥塞控制的研究中主动队列管理一直扮演著重要的角色。

基于经典控
制理论的传统的PI [1]和PID [2]
控制器是AQM （主动队列管理）的典型代表，它们都应用到解决在Internet 的中间节点的拥塞控制问题，使
网络服务质量得到了改善。

Hollot 等[1]在PI 控制器的基础上提出了一种能够提高了网络性能基于主动队列管理的方法，如队列稳定。

然而在一个大范围的动态网络中，对网络的稳态性不能达到令人满意的瞬态响应和减少偏差。

Fan Yanfei 等[2]基于gain and phase margins 的基础上给出了PID 主动队列管理的算法。

PID 控制器参数可以降低主动队列管理的调节时间、改善瞬时性能。

然而，传统PID 控制算法采用其固定参数在面对计算机网络其自身的复杂性和动态特性方面适应性较低。

为了达到一个稳定的和期望队列长度、
低数据包丢失和高利用率的数据包在一个有时滞的TCP /IP 网络环境中、智能控制理论被应用——————————————————————
—作者简介：宋炯（1967-），男，云南昆明人，副教授，高级工程师，硕士，研究方向为计算机软件工程，计算机网络，人工智能，机器学习，智能交通，车载网络等。

基于自适应模糊神经网络PID 控制器的
主动队列管理算法
Active Queue Management Algorithm Based on Self-adaptive Fuzzy Neural-network PID Controller
宋炯Song Jiong ；杨维和Yang Weihe ；张嘉智Zhang Jiazhi ；闫忠孝Yan Zhongxiao
（云南交通职业技术学院，昆明650101）
（Yunnan Jiao Tong Vocational and Technical College ，
Kunming 650101，China ）摘要：主动队列管理（AMQ ）是一种非常重要的拥塞控制的研究领域。

但其自身的复杂性和计算机网络的动态特性，传统的PID 控制算法由
于其固定参数的方式、导致其对动态环境适应性低。

为了克服这些缺点，通过对拥塞智能控制理论的研究，介绍了一个新的AQM 算法
FAPIDNN 。

模糊控制器是采用自动学习速率η的计算机，通过神经网络PID 控制器根据当前网络状态和对网络数据包下降概率的计算基础上，
网络速率自主学习的模糊控制器。

仿真结果表明FAPIDNN 算法在队列稳定、
收敛速度和时间延迟上要优于PID 控制器。

Abstract:Active queue management (AQM)is a very important research area in congestion control.But the complexity and dynamic characteristic of the computer network causes the traditional PID control algorithm low adaptability to dynamic environment due to its fixed parameters.In order to overcome such shortcomings,intelligent control theory was introduced to congestion control research,and a new AQM algorithm called FAPIDNN was proposed.Fuzzy controller automatically computers the learning rate ηaccording to the current network state,and the neural network PID controller calculate the packet dropping probability based on the learning rate provided by the fuzzy controller.Simulation results show that FAPIDNN algorithm is superior to the presented PID controller on the queue stability,convergence speed and time delay.
关键词：拥塞控制；队列管理；模糊控制；神经网络；自适应Key words:congestion control ；queue management ；fuzzy control ；neural networks ；self-adaptive
中图分类号：TP39
文献标识码：A
文章编号：1006-4311（2012）14-0175-03
面，现运的变电站，其信号光字牌命名并不统一、设置也并不规范。

随着基地站、监控中心的建设这种现状已经严重制约了运行人员的工作效率，甚至不可避免地引入了误操作、误判断的风险。

因此，制定统一的光字牌运行管理规范，通过对各类监控信息有效甄别，进
行分类、
分级报警，分层、分区显示，进而精准定位电网系统异常，进行事故判断，给出处理预案，才能适应智能电网下以信息交换标准化、分析决策在线化等为技术特征的自动化监控系统的发展要求。

智能光字牌系统就是基于上述要求，用以满足变电站站端及集控中心的应用需求，集信息梳理，辅助分析和技能培训于一体的自动化
高级综合应用系统。

它改变了过去光字牌只能告诉运行值班员电网系统发生了什么，存在什么样的问题，不能指导运行人员相应情况下如何做的不足。

通过智能光字牌的应用，使调度监控中心能够覆盖受控范围,实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合。

进
而依据该技术支持系统，打造一支积极高效、
安全可靠、动作标准、流程规范的调度监控运行队伍和运维操作一线队伍，保障电网安全、
稳定、经济运行。

5结束语
从实际应用来看，我们感觉到220kV 变电站无人值班相关的
运行管理制度需进一步完善。

目前，
虽然出台了相应的运行管理制度，对原有制度进行了修订和补充，但和调度、检修、基建、设计等相关部门的一些作业流程改动还不大，设备状态检修工作开展进度缓慢，导致集中控制模式的优势没有完全显现。

如何防止影响全局的技术瓶颈出现[10]，需要时间的检验也需要实践中提升。

220kV 无人值班变电站的实践，依然是一个不断探索、认识、总结、改进、提高的过程，不仅是具有深远影响的技术变革，也是变电运行的管理创新。

这项工作要求我们从各方面不断进取、不断思考、不断创新，从而保证管理工作不断前进。

本文论述了面向基地站日常管理的基地站技
术支持系统，它应包括辅助设施自动化、
站区门禁电子化、现场标识系统化、
设备巡查遥视化、故障预警智能化、决策支持在线化等。

限于篇幅，本文重点对其中的现场标示系统化、故障预警智能化、决策
支持在线化等作了进一步示例说明。

实践证明该系列技术措施有效地提高了基地站运行管理效能，提高了无人站运行安全性能。

总之，做好基地站“六化”建设，才能够充分落实国家电网公司“两个转变”的发展要求，保证主网在经济安全运行的前提下，迎合智能电网环境下对基地站发展水平的要求，率先建成现代智能电网。

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