變電站監控信息告警直傳技術及其在浙江電網的應用

胡麗清，肖艷煒，李 英

（浙江電力調度控制中心，杭州 310007）

0 引言

隨著國家電網公司“大運行”體系建設和集約化、扁平化專業管理的深入開展以及各級變電站無人值班進程的快速推進，各級變電站的集中監控、遠方監視已成為必備功能。變電站監控信息的完整性和及時性要求也相應提高，上送各級調度的信息必須全、準、快。根據傳統模式，集中監控接入的變電站監控信息多為非結構化數據，數據量大，給調控信息的運行維護及輸變電設備的正常監視帶來了諸多問題，也給調控一體化主站系統的正常運行帶來了巨大的負載壓力。以浙江省電力公司為例，基于省調智能調度技術支持系統的500kV變電站集中監控系統已經建成并正式運行，接入500kV變電站33座，平均每站接入信息3000余點，共計10萬余點，制作各類畫面2400余幅，維護工作量十分巨大。

要實現全省220kV變電站的集中監視，如何在保障變電站集中監控安全的情況下，采用技術手段減少監控數據直接接入量，降低維護工作量，成為當前技術突破的當務之急。

浙江省電力調度控制中心（以下簡稱省調）遵照國家電網公司“告警直傳，遠程瀏覽，數據優化，認證安全”的技術原則，全面開展變電站監控信息告警直傳技術應用研究和探索。本文主要介紹浙江省調在告警直傳技術應用方面取得的成果和500kV四都變電站實現該技術應用的全過程，對進一步深化應用該技術提出了建議。

1 告警直傳技術概述

變電站設備告警信息是設備監控業務的主要關注對象。傳統的監控信息傳輸模式是以IEC 104等規約協議通過點號匹配的方式實現的，需要主站側運維人員通過大量機械式輸入工作并仔細校核信息表以保證信息的正確性，工作量巨大且出錯幾率高，同時告警信息的重要性也需要運行人員根據經驗綜合判定，信息區分度不明確可能會影響值班運行人員對信息內容的判斷，不利于對故障原因作出迅速、正確的判斷，一定程度上影響了安全生產和工作效率。

告警直傳技術是以變電站監控系統的單一事件或綜合分析結果為信息源，將實時告警信息按照相關的分類標準，經過規范化處理、篩選和優化后生成標準的告警條文，經由變電站圖形網關服務器通過DL 476規約，直接以文本格式傳送到調度主站及設備運維站系統，并分類顯示在相應的告警窗，同時存入告警記錄文件。監控運行人員可以通過告警窗第一時間監視變電站一次設備、二次設備的故障或異常狀態。

2 告警信息的標準格式

告警直傳信息中，告警的定義參照Syslog（I ETF RFC 3164）格式，以實現站端系統告警信息的在線標準化采集。標準的告警條文按照“級別、時間、設備、事件、原因”五段式進行描述，各段之間用空格分隔，具體格式為＜告警級別＞＜空格＞告警時間＜空格＞設備名稱＜空格＞告警內容＜空格＞告警原因。

（1）告警級別：分1—5級，分別為事故、異常、越限、變位和告知。對應主站告警窗至少分為“全部、事故、異常、越限、變位、告知”等不同的告警欄，以滿足全部監視與分類瀏覽的需要。

（2）告警時間：用來標記事件動作的時刻，單一事件取遙信原始SOE時標，多事件綜合分析結果取啟動綜合分析流程的觸發遙信SOE時標，精確到ms。

（3）設備名稱：嚴格參照《電網設備通用模型命名規范》進行標準描述，電網設備全路徑命名結構為： 電網.廠站線/電壓.間隔.設備/部件.屬性。其中，正斜線“/”為定位分隔符，小數點“.”為層次分隔符。

（4）告警內容： 對應“1”或“0”的狀態，按照告警類型的不同，規范動作表述詞。例如保護出口信號表述為動作/復歸；保護壓板狀態信號表述為投入/退出；測控遠方/就地位置表述為就地/遠方；開關、刀閘變位表述為合閘/分閘；異常告警信號表述為告警/復歸；越限告警信號表述為越限/復歸；通信狀態表述為中斷/正常。

（5）告警原因：填寫變電站端監控系統對故障分析后的原因判斷，包括故障定位、定性以及相關測量值、動作信號。對于同類告警信號合并的組合信號，可填寫產生該告警的原始信息名稱。

3 告警直傳的硬件架構

以500kV四都變電站為例，采用南瑞繼保PCS-9700廠站監控系統，在此基礎上要實現變電站告警直傳與圖形遠程瀏覽功能，需要在站控層綜合監控系統上增加告警圖形網關應用，該應用向調度端提供告警轉發和圖形轉發服務。

為避免影響現有綜合自動化系統后臺運行，對所有運行系統配置和程序不做任何修改，在站控層網絡上配置1臺或2臺機架式圖形網關服務器。服務器原則上采用國產設備，選用linux內核操作系統，雙電源接入，配置4個100M/1000M網絡接口，其中2個連接站控層網絡，2個連接調度主站，其所需數據通過PCS-9700一體化信息平臺網絡從系統服務器獲取。同時配置1臺切換器以及雙機切換裝置，滿足后期維護時修改信號名稱等需求。

圖1 一體化信息平臺系統架構

四都變電站一體化信息平臺的系統架構如圖1所示。

4 告警直傳的技術實現

變電站圖形網關服務器的告警采集模塊通過規約協議直接收取間隔層中的測控及保護裝置數據，并存入監控系統。當信號變化時，將后臺監控處理生成的本地告警信息轉換為帶站名和設備名的標準告警信息，傳給告警網關轉發模塊，再通過TCP與主站告警接收模塊建立鏈接，通過DL 476協議將標準告警信息傳輸給調度端。

4.1 工作流程

（1）通信鏈路建立。

（2）告警采集模塊收集變電站監控系統內的所有實時告警，利用配置文件warn_sendpara.ini判斷是否需要上送。如果需要上送，則進行告警等級拼接、時間轉換、設備命名規范等處理后，發給告警圖形網關服務器。

（3）告警圖形網關服務器將標準告警信息通過規約傳輸給省調調度端。

（4）省調調度端采集程序將接收到的報文發給告警解析處理模塊，進行告警抑制判斷，根據文本內容在模型中取得廠站ID、設備ID等信息，并通過消息發送給告警服務系統。

（5）告警系統對收到的告警信息進行處理，按照告警等級發給告警窗并顯示在相應位置。

4.2 告警直傳的技術優點

（1）告警直傳的信息是字符串編碼，能有效避免通訊規約編碼的限制。有效利用規約“信息確認”及“出錯重傳”機制，防止信息丟失，保證信息的完整性和可靠性。

（2）主站系統可利用告警直傳信息的全面性，對從其他渠道獲得的告警信息加以輔證，幫助值班運行人員了解故障原因，做出合理判斷。

（3）主站側無需人為維護，省去信息表編制、數據庫制作、畫面繪制等工作，大大減少了主站端自動化人員的維護工作量。

（4）告警記錄文件以文本方式保存，不進入主站數據庫，有效節約了數據庫資源，降低了數據庫運行負荷。

浙江省調大力推廣該項新技術，在500kV變電站監控信息接入集中監控系統的過程中，直接接入監控系統的調控數據量從傳統模式的4000余條下降至不足800條，更多的信息采用告警直傳方式，大大降低了運行維護人員的工作量，監控信息聯調時間也由過去的10天縮短至3～4天，有效保障了電網的安全穩定運行。

5 告警直傳技術的深化應用

浙江省電力公司調控一體化技術支持系統已經實現了500kV變電站的集中監控功能，但目前對220kV變電站僅實現開關、閘刀等一次設備的簡單信息接入，未采集相關設備故障及異常等告警信息，不具備集中監控的條件。

全省現有220kV變電站約250座，按平均每站2000點監控信息計算，若要實現220kV省調集中監控，則需在現有省調集中監控系統中增加約50萬點信息量，而現有的主站系統并不具備接入如此大量信息的條件。同時，浙江省的11個地調均建成了調控一體化系統，監控信息采集完整及時，實現了各自區域變電站的集中監控。因此，可充分利用現有地調調控一體化技術支持系統的監控信息等技術資源，實現對220kV變電站的告警信息實時監視。省、地調系統間告警直傳數據流示意如圖2所示。

圖2 省、地調系統告警直傳數據流示意

根據技術方案，各地調增加配置2臺與地調系統相同配置和相同操作系統的網關服務器，安裝告警直傳模塊，建立TCP鏈路，通過調度數據網絡并采用DL 476規約直接以標準文本格式將告警信息傳送到調度主站，分類顯示在相應的告警窗并存入告警記錄文件，但不進入主站數據庫。

當前，省調調控一體化技術支持系統已經完成與溫州、湖州、嘉興、麗水等多個地區調控一體化技術支持系統的告警直傳調試，涉及南瑞科技OPEN-3000和東方電子DF-8003系統，主要包括220kV變電站保護裝置動作等重要事故告警的上送，以便于省調調度員、監控員第一時間掌握220kV變電站的設備運行情況。

6 結語

告警直傳技術及其應用打破了過去調控信息直采直收的傳統方式，從根本上解決了調控信息數據多、系統運行壓力重、維護工作量大、信息調試時間長及現場安全風險大的問題。

目前告警直傳技術的應用剛剛起步，其在歷史信息的分類檢索、按類組合、統計分析以及置牌屏蔽等方面還有待后續研究和改進。

[1]DL/T 476-2012電力系統實時數據通信應用層協議[S].北京：中國電力出版社，2012.