電網調度監控系統事故跳閘判別方法的改進

伍太萍，金學成，程 正，房金彥，胡治中，溫錢明，朱麗華

（1.國網江西省電力有限公司，江西 南昌 330077；2.國網江西省電力有限公司檢修分公司，江西 南昌 330096）

0 引言

國家電網公司實行“調控一體化”和變電站無人值班后，當變電站發生設備故障跳閘時，調控中心監控系統會根據實時接收到的開關變位、保護出口或全站事故總信號進行開關事故跳閘判別[1]。若判別為開關事故跳閘，則啟動事故語音告警、推出相關的廠站或間隔畫面，提醒監控員在第一時間發現故障，監控員再通過監控系統的報文進行故障初步分析判斷，并匯報值班調度員故障簡要情況和通知變電站運維人員檢查現場設備。雖然監控員正常值班過程中，應對監控信息進行不間斷監視，不能僅依賴于監控系統的事故推圖或列表來發現故障跳閘，但實際運行中發現，監控系統開關事故跳閘誤判率偏高，影響了監控員對故障的準確判斷，延長了監控員通知運維人員故障時間，降低了故障處置效率。

本文針對目前監控系統開關事故跳閘判別存在的問題進行分析，提出了500 kV變電站一種基于多源信息的開關事故跳閘判別方法，可以有效降低系統事故跳閘誤報率。

1 開關事故跳閘判別存在問題

目前，調控中心監控系統接收到變電站開關分閘信息的同時，若有“事故總”類信號動作，會判該開關事故跳閘，即監控系統是將變電站“事故總”信號和開關分位信息取“邏輯與”的關系來判別開關是否事故跳閘。“事故總”類型信號一般包括：全站事故總、間隔事故總、XX保護出口等，用戶可以自定義選取。該事故跳閘判別方法主要存在以下問題：

1）當設備檢修調試時，會觸發大量的保護出口、全站事故總、開關變位等信息。

2）實際運行過程中，全站事故總信號誤報的缺陷較多，原因是參與合成全站事故總的分信號不合理，比如保護啟動參與合成，電網稍有擾動，甚至正常操作都會觸發全站事故總，導致全站事故總誤報。

3）一些老舊變電站由于通訊規約轉換裝置、遠動裝置等通訊方面的問題，會批量報出全站或間隔保護裝置的保護軟報文信號，包括保護出口信號。

4）設備的正常停送電操作時會產生開關變位，特別是AVC系統日常的調壓控制很頻繁，產生很多電容電抗器開關變位信息。

5）個別廠家的智能終端事故總原理設計存在缺陷，導致監控員遠方遙控和變電站現場遙控開關分閘時會報出間隔事故總，同時觸發全站事故總。

以上情況實際上均未發生開關事故跳閘，但單獨或組合發生時，可能會導致監控系統誤判開關事故跳閘。可見，由于基礎數據質量問題和缺乏對告警信息的有效辨識，導致開關事故跳閘判別誤報率偏高。

2 基于多源信息的開關事故跳閘判別

為解決以上問題，設計了一個新的開關故障跳閘判別方法[2]，其邏輯圖如圖1所示。該方法不僅利用監控系統的開關變位、全站事故總進行判別，還結合AVC、OMS系統等多源信息或數據進行綜合判斷，可以減少開關事故跳閘誤判率。

圖1 開關事故跳閘判別邏輯圖

首先系統接收到保護出口、全站事故總、開關變位等原始告警信息后，先進行信息有效性辨識。當信息帶有告警抑制或檢修標識時，表明監控員對相應信號和設備進行了告警抑制或檢修掛牌操作，系統判斷該些信息為無效信息，不進行開關事故跳閘判別。

當系統接收到有效的開關分閘信息后，對信息進行解析，自動獲取變電站、電壓等級、開關編號等信息。然后判斷開關分閘是否帶有遙控標識，有遙控標識表明開關是由監控員遠方分閘操作產生的變位，非事故跳閘；若無遙控標識，再根據不同電壓等級進行判別：

若電壓等級為35 kV，則判斷是否電容器或電抗器開關。是電容器或電抗器開關，則再判斷同時是否有AVC控制該開關指令信號，有AVC控制信號，則說明該開關為AVC系統調壓控制產生，非事故跳閘。

若電壓等級非35 kV或雖為35 kV但非電容（抗）器，則判斷該開關是否有相應監控轉令信息，有監控轉令則表明開關變位為現場運維人員操作產生，非事故跳閘。監控轉令信息來源于OMS系統，主要包括監控轉令記錄或操作指令票。通過拓撲關系找到開關所屬設備名稱，如母線、主變、線路等，再將開關編號、所屬設備、變位時間等關鍵信息與OMS中的監控轉令記錄和操作指令票信息進行匹配，匹配成功則判別為監控員轉令后現場執行的操作；否則判別為開關異常變位。

當開關判別為異常變位后，若5 s之內同時有該變電站的有效的全站事故總信號動作，則判別為開關事故跳閘。

按照該方法判別的事故跳閘，可以解決目前存在的問題：

1）設備檢修調試期間，監控員會在監控系統上對檢修設備進行檢修掛牌和對全站事故總進行告警抑制，掛牌后檢修間隔產生的保護動作、開關變位信號均會帶上檢修標識，全站事故總會帶上抑制標識，均自動判為無效信息，不進行事故跳閘判別。

2）全站事故總單獨誤報，因開關沒有異常變位，不判別事故跳閘；開關正常操作同時全站事故總誤報，因開關非異常變位，仍不判為事故跳閘。

3）保護出口單獨誤報，因開關沒有異常變位，不判別事故跳閘。

4）開關的監控遠方遙控操作、現場運維人員操作、AVC系統調壓控制時產生的開關變位，非異常變位，不會判別該開關為事故跳閘。

5）由于智能終端回路缺陷導致遙控開關分閘時同時報出全站事故總的問題，因開關變位帶有遙控標識或有監控轉令判為現場操作，非異常變位，不判為事故跳閘。

該方法在江西省省調集中監控數據集中監控分析與輔助決策系統上進行了應用。從應用效果來看，大大提高了事故跳閘推理分析的準確性和效率。若采用以往的判別方法，僅利用監控系統的開關變位、全站事故總、保護動作出口等信號作為系統故障分析推理機的啟動信號，只要任一信號動作就進入故障推理程序，可能導致推理結果錯誤，即使推理時因不能成功匹配專家庫而不誤報，也嚴重占用了系統的工作時間和內存，影響了推理的準確性和效率，降低系統的實用化水平。

3 結語

針對目前監控系統開關事故跳閘判別存在的問題，本文提出一種改進方法，首先通過對監控告警信息進行有效性辨識，再結合監控系統、AVC系統、OMS系統的多源信息或數據，對開關是否事故分閘進行綜合判斷。既可用于監控系統的事故跳閘判別，又可作為電網故障診斷系統事故跳閘推理機的啟動信號，有利于監控員對電網或設備故障的準確判斷，縮短監控判別用時，提升故障處置效率，具有非常廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]閃鑫，戴則梅，張哲，等.智能電網調度控制系統綜合智能告警研究及應用[J].電力系統自動化，2015，39（1）∶65-72．

[2]郭創新，彭明偉，劉毅.多數據源信息融合的電網故障診斷新方法[J].中國電機工程學報，2009，29（31）∶1-7．