（国网重庆电力公司重庆市400021）
摘要：本文针对变电站运作的量化监测建立了一个新的数学模型。将此模型应用于变电站的自动化监测系统，可以使系统具备警报、处理违规作业行为的能力。经过实践检验，本文建立的模型具有结构清晰、可行性强、功能拓展等优点，能够较大程度地满足不断提升的管理要求。另外，本文还对模型的实际应用进行了阐述。
关键词：变电站作业；安全管控系统；应用研究
前言
变电站运行时，不到位的管理会对电网的稳定运行造成较大影响，给电站运行留下安全隐患，甚至造成重大事故，最终给电站带来无法估量的损失。所以，变电站的安全监测和管理是电站安全运行的关键，以往的人工管理已经无法满足日益增长的管理需求。要将管理和技术进行升级，实施智能化电网管理，从根本上保证电站运行的安全。
1.变电站作业管控系统的技术基础
变电站管控系统的核心技术之一在于精确地确定工作人员的位置。我国对基于无线网络的管控系统定位功能的研究较早，也比较成熟。但是，由于无线网络定位精度不足、费用昂贵等原因，该技术并没有得到广泛的应用。而国外在视觉定位技术方面的研究则比我国早很多，并且在算法和程序上取得了不少的成绩。我国对这项技术的研究还不够专业和深入，因此本文阐述的监控系统的开发具有重要开创意义。新的管控系统采用多种识别和定位技术，基于视觉定位和动态追踪进行多源信息的合成，进而实现站区内目标物的精准识别和定位，为电站安全提供强有力的技术支撑。该系统将被动的事发或事后处理机制转变为主动的事前防预机制，完美地避免了由于工作人员监控不到位而带来的一系列问题和隐患。
2.变电站作业管控系统的结构阐述
本文中的管控系统分为两个子系统。如图1所示。其中一个是定位子系统，该子系统通过定位监控器获得视频信息，并利用处理和识别技术获得被监控事物位置的图像信息，将获取的位置信息的图像传输给位置引擎器。位置引擎器则立即对位置信息的图像进行分析，并将其转译为实际的地理坐标，将被监控事物的地理坐标传输给主站子系统，该分析过程正是利用视觉定位的技术。二是主站子系统，该子系统负责对地理坐标信息进行解析，进而完成对站内安全情况的监控。
3.变电站作业管控的数学模型
变电站的工作任务较多，并且需要严格按照安全规定、和规范化的作业流程完成。因此，建立完善的数学模型有助于完成电站工作。电站工作种类繁多，不同的工作又有不同的要求和规范。举例来说，巡视工作需要定时定线对站内进行搜寻检查，并且对重要设备的巡视时间长度有要求；检修工作则是需要接受全程监视，并零失误完成任务；检修工作则首先要划定工作范围，在范围内进行检修，不得擅自改变范围；以上三个内容都对工作时间有严格的限制。因此，面对繁复的要求，应当以工作任务为基础建立数学模型，用一种通用的模式规范作业过程，并据此将各种任务分类，然后为任务匹配相应的任务要求和规范。这样，就能够实现管控系统对站内工作情况的实时监控。监控内容包括工作时间、位置、人员等。
3.1工作模式模型
工作模式模型包括三个部分，分别是工作区域、工作行为、工作空间的管理模型，三者相互制约，形成稳定的工作模式。每种工作都由一种相应的模式模型进行管控，接着由三种管理模型进行细分管理。
3.2工作区域的管理模型
此模型是由管控范围内的关联链表组成，具体内容包括两类：
1）链表构成：关联链表的选择应当参考工作流程，选择工作关联链表；工作流程和各
个任务的重要性在链表中通过监控范围的先后顺序进行表达；监控范围可以覆盖，监控范围的顺序可以改变。
2）区域管控：完成链表选择后，应当对链表中的监控范围设置管控选项，和优先级。
不同选项的优先级不同，这视管控选项的内容而定。被覆盖的监控范围则可以依据优先级对覆盖区域进行划分。
3.3工作行为的管理模型
工作行为的管理模型可以看做是区域管理模型的附加项，它根据规范为监控区域内的工作行为进行限制。具体内容包括以下几项：
3）时间
a时间限制：对与监控范围的监控时间相关的所有要求，具体包括监控时间、累计监控时间、单次监控时间三个选项，这三个选项又分为限制和要求两种分支类型。
b持续时间：工作人员停留在监控区的时间。
4）人数
a人数限制：对与监控范围内出现的各种人员的所有要求，具体包括同一时刻最低值人数、同一时刻最高值人数、累计出现人数，也包括限制和要求两种分支类型。
b人数人次：是指设置的监控区域内的人数或人次。
5）警告原因及条件内容
a对以上每一项的管控和限制，都应当配以明确清晰的告警原因，以便于工作人员进行管理和控制。
b对监控区域的管理，采用条件结果判断原则，即先考虑时间要求，然后对人数情况进行判断，或是两者顺序颠倒。
以上内容从三方面阐明了各项要求的内涵和要求，具体操作过程中，对于每一个监控区域应当设置多个管控选项，以满足多样多变的工作行为管理需求。
3.4工作空间的管理模型
工作空间的管理模型与区域管理共享一套管理设备，它根据规范和高度限制要求，对电站安全管理工作需要的空间高度进行计算并给出适当的高度值。高度限制包括目标范围内的所有相关的高度要求；高度值则是符合限制规范的数值。每一条高度管控要求都应当配上管控原因；一个管控范围应当设置多个高度管控要求，以免发生疏漏。
3.5作业任务管控
在安排具体工作内容时，选定相应的工作模式，包括以下两方面的确定。
1）时间：工作内容的周期性，周期时长，周期始末。2）人员：数量，工种
3.6模型数据关系结构
如图2模型数据关系结构图，清晰明确地表达了模型数据间的关系，他们之间有较强的相关性，是相互制约的关系。此图中，指针方向代表了一种数据对另一种数据的制约作用。事实上，此图只反映了数据间的第一层制约关系，在实际应用中，各种数据关系会更加复杂，数据之间可以迭代，可以交换位置，还可以交叉制约，因此形成一张紧密而复杂的数据关系网。通过这种复杂的数据逻辑和制约关系构建一个有用多层数据关系的模型，使系统的拓展性和兼容性更强。
4.变电站作业安全管控系统应用
本文中的管控系统已经应用在青海两个变电站中，初步反映较好。反馈情况如下：
1）采用图像识别技术，通过定位录像，对站内所有人事物进行高精度定位。该技术首先从录像中读取监控目标的轮廓，然后利用识别技术进行甄别和配准，最终的地理位置由视觉定位分析确定。
2）站内所有监控目标的移动轨迹和运动状态由站内全景地图记录和显示。该地图由监控摄影机实时记录，由专业软件实时合成，最终形成完整的立体地图。
3）系统内所有信息和记录即查即看，大大方便工作人员的工作，且所有数据存储期限为十年。
4）建立数学模型。用数学模型描述变电站工作的各个环节，将安全要求和管理任务在数学模型中进行表达，保证工作人员能够清晰完整地了解工作要求。
5）实现了事后处理机制向事前预警的转变。新的防预机制可以进行紧急情况下的事前警报，防止违规作业的发生，进而降低或者避免可能造成的损失。
6）建立任务完成情况报表。按照工作时间、工作地点、工作种类、违规情况等进行分类统计，利用自动统计工具，形成管理报表，为电站的科学精准管理积累大量基础数据。
5.结语
本文阐述的变电站监控系统是基于全自动监控系统和数学建模管理的，这在电力安全管理领域是完全崭新的理念，是一次有意义的尝试和探索。采用该系统对电站安全进行全面、实时、高效的监控，能够量化管理种类繁多、要求复杂的电站工作，让电站安全管理工作走上自动化、数据化、规范化的道路，为未来智能电网的建设奠定了良好的基础。现在，系统中各种工作模式还未能实现计算机自动化创建，仍然是由电站熟练的工作人员利用计算机编程创建完成。所以，接来下应当重点研究如何通过计算机进行工作任务和管理模式的自动创建，实现电站安全监控和管理的自动化控制。
参考文献：
[1]孙志鹏.智能变电站安全措施及其可视化技术研究[D].华北电力大学（北京），2014：26-32.
[2]叶刚进，戴世强.智能变电站继电保护检修作业安全风险管控策略[J].智能电网，2014（03）：6-11.
[3]谷月雁，司刚，刘清瑞.无线定位技术在变电站作业安全管理中的应用[J].电气技术，2012（12）：78-81.
作者简介：
孙轶群，（1962-），男，广东揭阳市，高级职称，硕士，电力系统，