電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)的信息告警優(yōu)化研究

摘要：電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)的產(chǎn)生極大地提高了電網(wǎng)運行效率，但在當(dāng)前形勢下，無人值班智能化變電站增多，遠(yuǎn)動裝置中發(fā)送的告警信息量隨之增長，告警信息中充斥著大量無效信息，這些信息對監(jiān)控人員正常工作造成了阻礙。文章基于電力調(diào)動監(jiān)控一體化系統(tǒng)的基本運行原理和當(dāng)前存在的問題，提出了信息告警的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；電力監(jiān)控；一體化系統(tǒng)；信息告警；電網(wǎng)運行；智能化變電站 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM73 文章編號：1009-2374（2016）07-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.069

在電力調(diào)控一體化模式背景下，電網(wǎng)調(diào)度與變電監(jiān)控實行一體化作業(yè)，共同使用一個監(jiān)控平臺，因此所有的信息均集中到監(jiān)控中心。隨著無人值班變電站數(shù)量增多、告警信息量增大，常出現(xiàn)重要告警信息隨多余信息夾雜而入的現(xiàn)象，不利于監(jiān)控人員正常開展工作。本文基于上述問題，對如何從巨量信息流中攝取有效信息，保證電網(wǎng)運行穩(wěn)定進(jìn)行了簡要分析。

1 電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)架構(gòu)分析

電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要以EMS調(diào)度主站系統(tǒng)為核心，通過使用信息技術(shù)擴(kuò)張調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，最終實現(xiàn)將系統(tǒng)終端接入監(jiān)控中心的目的。一體化系統(tǒng)與粗放型傳統(tǒng)運作模式相比，其優(yōu)點在于可簡化操作人員工作流程，對電網(wǎng)維護(hù)使用進(jìn)行統(tǒng)一管理，保障變電與供電調(diào)度正常。在我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展日益復(fù)雜的背景下，對電網(wǎng)工作人員日常工作提出了高效率的要求，具體表現(xiàn)為：在實際調(diào)度與監(jiān)控過程中，需從根源上對用戶數(shù)量增加狀況進(jìn)行分析，在認(rèn)識服務(wù)規(guī)模和基數(shù)增大現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，還需認(rèn)識電網(wǎng)調(diào)度方式、監(jiān)控職能、管理體系等變量因素增加的意義。因此，保證電網(wǎng)系統(tǒng)各方面全面協(xié)調(diào)具有重要的實用意義。以某供電公司電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為例，一般選擇三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)置異地備用調(diào)度中心、核心調(diào)度中心、調(diào)度員培訓(xùn)中心、地調(diào)、運方、繼電保護(hù)。以核心調(diào)度中心為主，與其他子中心連接進(jìn)行實時數(shù)據(jù)傳輸，以MSTP對數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)度，所有數(shù)據(jù)信息均傳入各巡檢中心，同時設(shè)置監(jiān)控中心對各類信息進(jìn)行監(jiān)控，如圖1所示。

2 電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

以某地區(qū)供電公司為例，于2013年實現(xiàn)一體化集中監(jiān)控，其負(fù)責(zé)對地區(qū)和市區(qū)共68個變電站進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控人員日常工作為：通過告警窗與光字牌圖查看告警信息，日均3.4萬條左右，工作狀態(tài)存在超負(fù)荷現(xiàn)象。2014年4月對告警信息進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，海量信息流中僅有5.7%的告警信息真實反映了電站設(shè)備異常運行狀況，另外94.3%的信息無需監(jiān)控人員處理。

對94.3%的非重要告警信息進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)大量信息源自以下方面：（1）在對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或者切換用戶時，系統(tǒng)會自動產(chǎn)生運行信息。這類信息在非重要性告警信息中占到47.6%左右，但只能作為事后分析數(shù)據(jù)對工作是否開展到位進(jìn)行分析，因此無需監(jiān)控人員時刻注意和及時處理，也無需將其顯示在時序告警窗中。此外，對電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的設(shè)備信息以及繼電保護(hù)投退等告知類信息占比約為28.5%，此類信息通常用于調(diào)度員和監(jiān)控人員對系統(tǒng)運行狀態(tài)和現(xiàn)場檢修人員所處環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行判定，在監(jiān)控中心和巡檢中心可通過監(jiān)控視像直觀顯示，因此也無需以告警信息的方式顯示在告警窗中。（2）通信故障、測試裝置故障、設(shè)備時間顯示有誤或電力不足。此類告警信息產(chǎn)生的主要原因為自動化設(shè)備受外界干擾因素影響，短時間誤報抖動信息。例如電力系統(tǒng)運行不穩(wěn)導(dǎo)致電壓、電流等數(shù)值出現(xiàn)遙測突變，遙控作業(yè)時因現(xiàn)場設(shè)備設(shè)計保護(hù)特性觸發(fā)抖動信息或預(yù)警信息。上述信息一般情況下在發(fā)出3分鐘后會自動復(fù)位，只有信號呈長時間動作才能表明現(xiàn)場設(shè)備確實存在故障，因此可延時上傳至告警窗。（3）現(xiàn)場檢修過程中產(chǎn)生的次要信息頻繁傳輸。（4）不可抗力因素所導(dǎo)致的事故異常信息。如惡劣天氣時變電站所上傳的各種告警信息、跳閘信息、設(shè)備裝置自身誤動作異常信息、遙測越限信息等，類型混雜多樣，且在監(jiān)控中心按時間順序列出，監(jiān)控人員在進(jìn)行處理時難以判別，只能通過切屏查看，易導(dǎo)致監(jiān)視遺漏，延誤事故

處理。

3 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)信息告警優(yōu)化措施探討

3.1 對信息進(jìn)行分區(qū)、分層設(shè)定

在“大運行”背景下，對電網(wǎng)建設(shè)和調(diào)控一體化運作提出了更高的要求。縣級、地級電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)控、運維均共同使用一套監(jiān)控系統(tǒng)，但由于職責(zé)分工異同，所接收處理的告警信息性質(zhì)也各有不同，因此對監(jiān)控系統(tǒng)信息進(jìn)行分區(qū)處理尤為重要。例如供電公司電網(wǎng)系統(tǒng)可對各下轄責(zé)任區(qū)所上傳的告警信息進(jìn)行分類，上傳至各自的告警窗，上傳過程中進(jìn)行分區(qū)管理，不同責(zé)任區(qū)告警信息禁止上傳到其他責(zé)任區(qū)，若同一變電站設(shè)備分屬不同責(zé)任區(qū)，對應(yīng)的告警信息也要上傳到各自所屬責(zé)任區(qū)中，不能混淆。根據(jù)我國目前電網(wǎng)運行中的先進(jìn)經(jīng)驗，可將優(yōu)化措施總結(jié)如下：

將告警信息分6層處理，將其分別上傳到對應(yīng)告警窗或直接儲存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫。第1層為事故信息處理層，包括設(shè)備故障、電網(wǎng)異常、保護(hù)動作信息、跳閘/合閘信息、安全自動裝置動作信息。通過監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一合成單個事故分閘信息，上傳到事故信息告警窗，以便于對電網(wǎng)運行故障進(jìn)行集中判斷。第2層為開關(guān)變位信息處理層，包括開關(guān)設(shè)備狀態(tài)改變信息，但排除電抗器、電容器等分合閘信息，將其上傳至開關(guān)變位告警窗，用于及時了解電網(wǎng)運行狀態(tài)。第3層為異常信息處理層，包括反映變電站設(shè)備異常、電網(wǎng)安全、設(shè)備運行報警等信息，上傳至異常信息告警窗，對變電站設(shè)備運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。第4層為遙測越限信息處理層，包括能反映電網(wǎng)上下限位區(qū)間的遙測信息，如電壓、電流、油溫、負(fù)荷值等，將其上傳至遙測越限告警窗，實現(xiàn)對電網(wǎng)運行參數(shù)的實時監(jiān)控。第5層為告知信息處理層，包括反映電網(wǎng)設(shè)備運行狀態(tài)的開關(guān)信息、閉合/開閘信息、二次保護(hù)投退信息等。設(shè)備包括電容器、電抗器等開關(guān)，將其直接儲存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫，無需傳至告警窗，監(jiān)控人員需要時可直接調(diào)出監(jiān)控畫面觀看。第6層為系統(tǒng)運行信息處理層，包括對設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場控制的確認(rèn)信息、運行信息以及運維人員在監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)作業(yè)時產(chǎn)生的系統(tǒng)運行信息和用戶切換信息，將其直接儲存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫，需要時通過查詢歷史數(shù)據(jù)獲得。

3.2 遠(yuǎn)程瀏覽

遠(yuǎn)程瀏覽的主要架構(gòu)為在電網(wǎng)調(diào)度控制中心部署變電站代理服務(wù)程序，在變電站終端部署服務(wù)程序，并將二者通過協(xié)議進(jìn)行交互，實現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽主要可從以下兩個方面進(jìn)行優(yōu)化：

3.2.1 繪制畫面。人機系統(tǒng)通過本地網(wǎng)關(guān)向變電站終端發(fā)送畫面文件請求信號，與變電站圖形網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，獲取請求畫面文件。人機系統(tǒng)在接收文件后可通過瀏覽器對畫面文件進(jìn)行解析，并根據(jù)圖元文件通過本地網(wǎng)機向變電站終端發(fā)送請求。人機系統(tǒng)在接收圖元文件后由瀏覽器完成解析，并將完整的畫面圖形繪制出來。

3.2.2 刷新數(shù)據(jù)。人機系統(tǒng)向本地圖形網(wǎng)關(guān)發(fā)送打開畫面的請求后獲取數(shù)據(jù)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)立即響應(yīng)并將結(jié)果返回，本地圖形網(wǎng)關(guān)接收結(jié)果后將數(shù)據(jù)返回至人機系統(tǒng)，由人機系統(tǒng)瀏覽器對數(shù)據(jù)進(jìn)行著色和及時刷新。

3.3 告警信息服務(wù)

在信息交互方式的選擇上，綜合告警利用智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)消息總線、事件轉(zhuǎn)發(fā)以及服務(wù)總線等通用交互方式，實現(xiàn)對Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)各個對應(yīng)功能與綜合智能告警的信息交互。

在信息交互的內(nèi)容上，可針對不同的告警類型對告警交互內(nèi)容進(jìn)行封裝和抽象，以便于后續(xù)擴(kuò)展，例如設(shè)備越限，交互內(nèi)容包括告警時間、設(shè)備信息、越限值、越限類型、告警來源等信息。

在告警信息展示方面，以告警類型、工作站節(jié)點、用戶責(zé)任區(qū)為依據(jù)，對告警信息進(jìn)行個性化配置，滿足用戶的不同需求。

4 應(yīng)用效果評價

對電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)告警信息進(jìn)行優(yōu)化處理后，統(tǒng)計某地區(qū)供電公司68個變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過分區(qū)分層優(yōu)化、信息過濾處理等措施后，需監(jiān)控人員處理的有效告警信息占比為8.7%，干擾信息中的短時復(fù)位信息、設(shè)備運行信息等次要告警信息減少了15.8%左右。在對監(jiān)控屏幕進(jìn)行優(yōu)化后，整個界面布局更為合理，功能更為完整，重要的遙測信息均具備2種以上檢測手段。對運行人員進(jìn)行實地調(diào)研后得知，信息量復(fù)雜程度不變，但優(yōu)化后系統(tǒng)運行效率提升8%左右，復(fù)雜的設(shè)備故障判斷時間由原來的3分鐘縮短至1分45秒，且故障判斷準(zhǔn)確率高達(dá)100%。

5 結(jié)語

實踐證明，在對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，有效地提升了監(jiān)控效率和信息接收準(zhǔn)確率，解決了監(jiān)控人員在面對大量無效信息時容易發(fā)生的遺漏、混亂處理等現(xiàn)象。文中所采用的方案目前已在諸多電力調(diào)控中心實施，且能保證長時間安全運行，從整體角度來看，實施效果顯著。綜上，對電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)信息告警進(jìn)行優(yōu)化能促進(jìn)供電質(zhì)量的提升，在面對事故時能做出有效判斷，廣大電力工作者應(yīng)對其原理進(jìn)行深入分析研究，為我國電力現(xiàn)代化發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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作者簡介：黃勁（1978-），女，湖南益陽人，國網(wǎng)湖南省電力公司益陽供電分公司助理工程師，研究方向：設(shè)備監(jiān)控、變電運維。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）