電網(wǎng)調(diào)控中心集中監(jiān)控變電站信息傳輸分析與思考

武志東++劉華偉++陳重++李海洋

摘 要：調(diào)控一體化業(yè)務(wù)中，變電站監(jiān)控信息傳輸是其順利實(shí)施的重要基礎(chǔ)。現(xiàn)價(jià)段，變電站監(jiān)控信息傳輸實(shí)施模式各異。文中通過(guò)對(duì)變電站監(jiān)控信息傳輸模式介紹、現(xiàn)狀分析和運(yùn)行對(duì)比，總結(jié)不同信息傳輸模式的優(yōu)缺點(diǎn)。最后，對(duì)變電站信息傳輸提出建議和展望。

關(guān)鍵詞：變電站監(jiān)控信息傳輸；集中監(jiān)控；告警直傳；圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)

引言

為適應(yīng)大電網(wǎng)的發(fā)展需要，電網(wǎng)公司在原調(diào)度中心和變電站集中監(jiān)控中心的基礎(chǔ)上組建調(diào)度控制中心，調(diào)控一體化是其核心內(nèi)容之一，而變電站監(jiān)控信息傳輸是調(diào)控一體化順利實(shí)施的基礎(chǔ)[1-4]。變電站監(jiān)控信息傳輸基本由集成方式和獨(dú)立方式組成，獨(dú)立方式有獨(dú)立采集、后臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)、遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)三種模式，每種模式各有優(yōu)劣。為保證信息傳輸?shù)陌踩煽浚瑖?guó)網(wǎng)公司提出“告警直傳，遠(yuǎn)程瀏覽，數(shù)據(jù)優(yōu)化，認(rèn)證安全”技術(shù)原則[5-6]。其中，“告警直傳，遠(yuǎn)程瀏覽，數(shù)據(jù)優(yōu)化”在變電站端較多通過(guò)配置圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)[7]。在運(yùn)行實(shí)踐中，圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)發(fā)生異常或故障導(dǎo)致告警直傳中斷是變電站集中監(jiān)控運(yùn)行的一大隱患，該缺陷發(fā)生時(shí)通道均顯示正常，隱蔽性高，監(jiān)控人員無(wú)法直接發(fā)現(xiàn)，僅能通過(guò)對(duì)光字、告警直傳進(jìn)行分析來(lái)間接判斷，且發(fā)生頻率較高，暫無(wú)較好的解決方案。

本文通過(guò)分析比較變電站監(jiān)控信息傳輸?shù)奶攸c(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)某省級(jí)電網(wǎng)大運(yùn)行集中監(jiān)控實(shí)施三年多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，提出相對(duì)可靠的變電站監(jiān)控信息傳輸模式，為“十三五”期間更大規(guī)模的變電站接入集中監(jiān)控提供有益的幫助。

1 變電站監(jiān)控信息傳輸現(xiàn)狀

1.1 變電站監(jiān)控信息傳輸分類(lèi)及模式

截至2016年底，某省級(jí)電網(wǎng)實(shí)施集中監(jiān)控的34座500千伏變電站均實(shí)現(xiàn)了“數(shù)據(jù)優(yōu)化、告警直傳”功能。由于各變電站投運(yùn)時(shí)間、生產(chǎn)廠(chǎng)家、設(shè)備現(xiàn)狀等情況不同，各變電站實(shí)現(xiàn)以上功能的方式也不一樣，具體分類(lèi)及模式見(jiàn)圖一：

1.2 集成方式和獨(dú)立方式特點(diǎn)分析

該省級(jí)電網(wǎng)新投運(yùn)的2座變電站監(jiān)控信息傳輸全部功能由變電站一區(qū)遠(yuǎn)動(dòng)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)集成方式。其余32座變電站“數(shù)據(jù)優(yōu)化”功能由遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)實(shí)現(xiàn)，“告警直傳、遠(yuǎn)程瀏覽”功能由獨(dú)立的圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)稱(chēng)獨(dú)立方式。

這兩種方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，詳見(jiàn)表一。

1.3 獨(dú)立方式圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)分析

該省級(jí)電網(wǎng)采用獨(dú)立方式圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)進(jìn)行信息采集的變電站，主要分成三種模式。

獨(dú)立采集模式：共19個(gè)站使用。圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)作為站控層的主站節(jié)點(diǎn)，信息來(lái)自站控層網(wǎng)絡(luò)，直接與間隔層設(shè)備進(jìn)行通信。

后臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)模式：共12個(gè)站使用。后臺(tái)機(jī)信息采自站控層網(wǎng)絡(luò)，直接與間隔層設(shè)備進(jìn)行通信，并且將信息轉(zhuǎn)發(fā)至圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)。

遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)模式：共3個(gè)站使用。后臺(tái)機(jī)信息采自站控層網(wǎng)絡(luò)，直接與間隔層設(shè)備進(jìn)行通信，并且將信息轉(zhuǎn)發(fā)至圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)。

這三種模式的優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表二：

2 變電站集中監(jiān)控信息傳輸現(xiàn)狀分析

2.1 圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)導(dǎo)致告警直傳中斷缺陷概述

以某省電網(wǎng)實(shí)施集中監(jiān)控的34座500千伏變電站為樣本，分析2015年至2016年間影響省調(diào)集中監(jiān)控的缺陷構(gòu)成，可以發(fā)現(xiàn)，采用圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)的變電站缺陷較多，對(duì)集中監(jiān)控造成較大影響。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，從2013年3月某省省調(diào)監(jiān)控正式運(yùn)行截至2016年底，影響省調(diào)集中監(jiān)控的缺陷共442項(xiàng)，其中因圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)導(dǎo)致的缺陷共55項(xiàng)，占比為12.4%。從圖2中可以看出，2015年，因圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)導(dǎo)致的告警直傳中斷共24次，在缺陷總量中占比10.9%；2016年，因圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)導(dǎo)致的告警直傳中斷共21次，占比23.9%。在影響集中監(jiān)控的缺陷總量2016年（88項(xiàng)）比2015年（220項(xiàng)）大幅下降的趨勢(shì)下，圖形網(wǎng)關(guān)類(lèi)缺陷占比出現(xiàn)較大幅度上升，尤其值得引起注意。

在運(yùn)行工作中，圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)缺陷導(dǎo)致告警直傳中斷是監(jiān)控運(yùn)行的一大隱患，缺陷發(fā)生時(shí)通道顯示均為正常，隱蔽性高，不易發(fā)現(xiàn)，且發(fā)生頻率較高，暫無(wú)較好的解決方案。

2.2 圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)缺陷詳析

該省網(wǎng)實(shí)施集中監(jiān)控的34座500千伏變電站中，圖形網(wǎng)關(guān)分為獨(dú)立采集、后臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)、遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)三種運(yùn)行模式，共采用許繼電氣、南瑞科技、北京四方、南瑞繼保、國(guó)電南自、南京中德、東方電子、長(zhǎng)園深瑞等八個(gè)廠(chǎng)家的設(shè)備。

2.2.1 按照變電站分類(lèi)

截至2016年底，該省網(wǎng)共有20個(gè)變電站發(fā)生了55次圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)缺陷導(dǎo)致的告警直傳中斷事件，另有14個(gè)變電站未發(fā)生過(guò)類(lèi)似缺陷。其中，變電站1發(fā)生次數(shù)最多，共8次。詳見(jiàn)圖2。

2.2.2按圖形網(wǎng)關(guān)運(yùn)行模式分類(lèi)

圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)分為獨(dú)立采集、后臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)、遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)三種運(yùn)行模式，有19個(gè)變電站采用獨(dú)立采集模式，12個(gè)變電站采用后臺(tái)機(jī)客戶(hù)端轉(zhuǎn)發(fā)，3個(gè)變電站采用遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)。圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)運(yùn)行模式與缺陷數(shù)量分布之間的關(guān)系見(jiàn)圖4。

由圖4可以看出，采用遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)模式的變電站站均缺陷數(shù)較多，達(dá)到2.7次/站；其次是采用后臺(tái)機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)模式的，為1.8次/站；采用獨(dú)立采集模式的站均缺陷最少，為1.4次/站。

2.2.3按圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)廠(chǎng)家分類(lèi)

省網(wǎng)34座500千伏變電站，監(jiān)控后臺(tái)共采用許繼電氣、南瑞科技、北京四方、南瑞繼保、國(guó)電南自、南京中德、東方電子、長(zhǎng)園深瑞等八個(gè)廠(chǎng)家的設(shè)備。各廠(chǎng)家設(shè)備對(duì)應(yīng)的缺陷數(shù)量關(guān)系見(jiàn)圖5。

從圖5中可以看出，采用廠(chǎng)家C設(shè)備的變電站（變電站1、變電站11）站均缺陷最多，達(dá)到5次/站；其次是采用廠(chǎng)家D設(shè)備的（變電站2、變電站10、變電站17），達(dá)到2.7次/站。采用許繼電氣、南瑞繼保、國(guó)電南自、長(zhǎng)園深瑞設(shè)備的缺陷次數(shù)較少。

從近三年的缺陷分布可以看出，圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)運(yùn)行模式采取遠(yuǎn)動(dòng)前置機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)模式的（廠(chǎng)家D，變電站2、變電站10、變電站17）缺陷數(shù)量較多，采取獨(dú)立采集模式的站均缺陷最少。通過(guò)缺陷分布可以看出，監(jiān)控后臺(tái)廠(chǎng)家設(shè)備中，規(guī)模較大、技術(shù)支持力量較強(qiáng)的廠(chǎng)家設(shè)備運(yùn)行工況較好，規(guī)模較小、技術(shù)支持力量較弱的廠(chǎng)家設(shè)備運(yùn)行工況較差。這值得在今后圖形網(wǎng)關(guān)機(jī)模式選擇、監(jiān)控后臺(tái)設(shè)備選型等方面進(jìn)行參考。endprint