電力調度監控一體化系統的信息告警優化研究

施正釵，張雯燕

（溫州電力局，浙江 溫州 32500）

隨著國家電網公司體制改革的推進和“大運行”建設要求的提出，電網調度和變電站監控逐步實現一體化運作，地縣兩級調度、監控使用同一個監控平臺，大量無人值班變電站接入，告警信息量越來越大，重要的告警信息往往夾雜在大量的次要信息中一同上送，給監控工作帶來極大不便，甚至會造成重要信息遺漏。為解決這一問題，需要對信息告警功能進行優化處理，為此設計了利用變電站異常信息導航圖進行監屏的方法，可有效提高監屏效率及正確性。

1 監控系統現狀分析

1.1 監控系統應用現狀

溫州電力局于2010年實現變電站集中監控，負責溫州地區220 kV變電站和市區110 kV及以下共86座變電站的監控任務，監控人員每天通過時序告警窗和基于圖形瀏覽器的光字牌圖來查看4.3萬余條告警信息，超負荷的工作狀態影響了對信息的敏感性。2011年4月，對告警信息進行分析后發現，只有4%的告警信息真實反映變電站現場設備異常情況，有96%的告警信息不必由監控員進行處理。同時還發現存在以下不足：

（1）正常情況下，如果各種信號動作頻繁，監控人員容易遺漏重要信號，延誤處理。

（2）事故情況下，信息大量上送并不斷滾動顯示，重要信號被大量次要信號淹沒，監控人員很難抓住重點，進而影響事故的正確處理。

（3）設備檢修試驗時會產生大量試驗信號，擾亂監控人員的視線。

（4）交接班時需要查看系統當時所有處于動作狀態的保護信號，而告警窗口是歷史信息的瀏覽界面，無法顯示所有信號的實時信息。

1.2 原因分析

通過對96%非重要信息的進一步分析，發現大量的告警信息來自以下幾方面：

（1）監控員通過監控系統對現場設備進行控制、自動化運維人員在監控系統上進行維護和用戶切換時，會產生監控系統運行信息，此類信息占49%。但這類信息只用于事后分析上述工作是否到位，無需監控員時刻注意，因此不必顯示在時序告警窗。反映電力系統運行狀態的一次設備信息和保護投退的告知類信息，用于調度員、監控員判斷系統運行狀態和檢查現場人員操作是否到位的信息等，可以通過監控畫面直觀顯示狀態，無需以告警信息方式在時序告警窗顯示。

（2）測控裝置故障或通信故障、時鐘對時中斷等因自動化設備抗干擾能力有限而短時誤發的抖動信息，因電力系統擾動造成電壓、電流、有功、無功等遙測突變信息，遙控操作時因現場設備設計特性而伴隨觸發的彈簧未儲能、觸點抖動等信息，此類信息通常經幾秒或幾分鐘后會自動復歸，只有長時間動作才表明現場設備確有異常，因此可以加延時后再上傳時序告警窗。

（3）現場操作或檢修中產生的信息、經現場確認設備缺陷而產生頻繁動作的缺陷信息，可通過某種技術手段，使其暫時不上傳時序告警窗。

（4）無法實時掌控的全站現存的事故異常信息和越限信息，如雷雨臺風天氣時各變電站上傳的大量告警信息。來自各變電站的信號混雜，不僅分屬多種類型（事故跳閘信息、裝置異常信息、遙測越限信息等），而且按時間順序排列，監控人員難以判別，只能通過切屏（主接線圖）查看，容易造成監視遺漏，影響事件的處理速度。

2 監控系統信息告警優化

針對監控系統的應用現狀和存在問題，從信息分區分層設置、干擾信息過濾和監屏畫面優化等方面來探討解決方案，并設計了采用變電站異常信息導航圖進行監屏的方法。

2.1 信息分區分層設置

根據“大運行”建設和調控一體化運作要求，地縣兩級調度、監控、運維站將使用同一套監控系統，但根據其職責不同，要求告警信息不同，故可對監控系統信息進行分區，使告警信息根據所屬的責任區上傳各自的告警窗，不同責任區的廠站告警信息不得上傳到別的責任區，同一廠站的設備分屬不同的責任區時，其告警信息也要上傳到各自所屬的責任區中，不能誤傳。

根據運行經驗，結合國家電網公司自動化信息采集規范，將信息分為6層，分別上傳到時序告警窗或直接存入告警庫。

（1）第一層事故信息是指反映電網故障、設備故障且有保護動作出口跳/合閘的信息，包含事故信息、保護動作信息、安全自動裝置動作信息。此時伴隨開關跳閘，通過監控系統合成1個開關事故分閘信息，上傳至事故信息告警窗，用于集中判斷電網故障。

（2）第二層開關變位信息特指開關類設備狀態改變（合閘、分閘）的信息，不包括電容器、電抗器開關分/合閘信息，上傳至開關變位告警窗，用于及時發現電網運行變化。

（3）第三層異常信息是指反映變電站設備運行異常情況、威脅電網安全與設備運行的報警信息，上傳至異常信息告警窗，用于及時發現變電站設備運行狀況。

（4）第四層遙測越限信息是指反映電網重要遙測量超出報警上/下限區間的信息，主要有電壓、電流、負荷、油溫、功率因數等，上傳至遙測越限告警窗，用于及時了解電網運行參數。

（5）第五層告知信息是指反映電網設備運行狀況、狀態監測的一次閘刀信息、二次保護投退信息，包括電容器、電抗器開關正常操作分/合信息，不上傳時序告警窗，直接存入告警庫，可根據需要通過監控畫面觀看。

（6）第六層系統運行信息是指監控員通過監控系統對現場設備進行控制、確認現場設備異常信息時產生的監控系統運行信息，以及自動化運維人員在監控系統上進行維護工作、用戶切換等產生的監控系統運行信息，這些信息也不上傳時序告警窗，直接存入告警庫，可根據需要通過查詢歷史告警庫了解。

經過信息分層，對前4層信息設置事故、異常、遙測越限、開關變位4個時序告警窗，配置不同告警語音，監控人員可將監控重點放在這4個告警窗上，提高了監控效率。

2.2 干擾信息過濾

將部分抖動信息加延時后上傳時序告警窗，若信息在超過延時時間后仍未復歸，再將其上傳至各自時序告警窗。如彈簧未儲能延時60 s、控回斷線延時10 s、測控裝置故障或通信故障和時鐘對時中斷延時30 s、母線電壓和功率因數延時5 s、電流和有功延時5 min。此類信息在設定的延時時間內均不上傳時序告警窗，但會存入歷史告警庫，便于以后分析處理。

現場操作或檢修工作時，及時在監控后臺對有工作的設備或間隔掛設屏蔽標示牌，操作和檢修的相關信息不上傳時序告警窗，待現場工作結束后再恢復。對不太重要的信息，若設備存在故障且已經上報缺陷但仍然頻繁動作發信時，可將該信息單點封鎖，不再上傳時序告警窗，直接記錄在歷史告警庫，缺陷消除后再解除封鎖。

2.3 監屏畫面優化

為了實時掌控現有的事故異常信息和越限信息，可利用監控系統對各變電站的光字牌動作、遙測、開關分/合閘的變化數統計功能設計導航圖，進行導航處理，設置全網光字牌動作列表圖、負荷重載（斷面穩定）列表圖、指標監視圖、停役設備列表圖、遙測越限列表圖、母線有功平衡列表圖、設備掛牌列表圖、封鎖信息列表圖、現場地刀（地線）列表圖，作為惡劣天氣和大量告警信息上傳時序告警窗導致漏監的補充措施。

導航圖可利用監控系統自動統計變電站畫面中“新動作未確認光字牌數”、“復歸未確認光字牌數”、“現存的動作光字牌總數”、“遙測越限數”、“開關跳閘未確認數”、“開關合閘未確認數”共6個遙測量，當有異常信息發生或復歸時，6個遙測變化數會有變化（不等于0），且有相應數據底色變化提示。通過這些信息可初步判斷哪個變電站有幾個光字牌新亮、光字牌瞬時動作瞬時復歸、光字牌復歸、開關新變化、遙測越限等動作情況，再根據提示通過鏈接切至相應變電站畫面，對信息動作和復歸進行確認，使此次異常信息導航復位，可有效避免信息遺漏，下一次的信息變化數即為自動統計的新信息異常數。特別是在有多個變電站多信息同時觸發時，監控人員根據綜合導航圖可以清晰了解各變電站的異常情況，無需逐條分析報文，因而大大加快了事故及異常的處理速度，提高了工作效率。監控人員實時了解并掌握這些異常信號后，就能間接掌握全站的其他正常信息。

各種列表圖、監視圖可利用監控系統自動羅列異常信息或變化數據底色，實時更新，可根據變電站和時間隨意排列，是監控人員重點監控和定期檢查的好工具。

3 應用效果

對監控系統實施信息告警優化后，統計溫州電力局地調2012年3月期間的118座變電站監控系統數據，通過分區分層設置、干擾信息過濾措施，減少了干擾信息中的短時復歸信息、工作信息和絕大部分缺陷信息，需監視的有效信息占比4.3%，有效提高了監屏效率。通過對監控畫面的優化，使監控界面布局更加合理，功能更加完善。重要的遙信、遙測信息均具備2種以上監測手段，不但能通過告警窗監測，還能通過相應的監控畫面監測，有效避免了信息遺漏，在提高效率的同時還提高了可靠性。

以5組技術水平不同的運行人員為樣本進行模擬試驗，對新舊系統處理故障的耗時及準確率進行對比后發現，信息量越復雜，新系統效率越高，準確率提升越明顯。復雜故障的判斷時間可縮短50 s以上，故障判斷的正確率達到100%。

4 結語

實際應用證明，監控系統信息告警優化后，極大地提高了監控效率和準確率，有效解決了監控人員面對大量告警信息時既要不遺漏任何有用信息、又要對當前發生的情況迅速作出正確判斷的矛盾。該方案目前已在溫州電力局調控中心監控系統實施，并安全運行至今。從實施效果看，總體上是成功的，但存在主站實施工作量巨大和歷史告警庫無效信息過多的問題。建議以后變電站信息應先經過干擾過濾后再分類上傳，以減少監控系統的無效信息，降低主站工作壓力。