基于光字牌的配電網信號監視和定位

莫茜雅 黃農純

構建責任分區、變電站、饋線和配電終端四級層次模型，每級模型自動創建一個終端本體光字牌和重要保護光字牌，光字牌狀態逐層往上邏輯或傳遞。對配電終端信號進行分級分類，自動將終端本體重要信號合并為終端本體光字牌信號，重要保護信號合并為重要保護光字牌信號。配調員只需要監視責任分區的光字牌索引界面，就可以及時發現配電網系統運行故障，通過光字牌索引界面逐層往下檢查，定位發生故障的終端和保護信號。該方法解決了因配電終端信號數據量大導致監視困難的問題，降低配調員監視工作量，保證配電網安全、穩定運行。

1引言

配電網主站系統采集配電終端信號后，在告警事項窗上進行展示，配調人員對告警事項窗實時監控，發現線路故障，及時處理。隨著配電終端覆蓋率的提高，配電終端的信號量越來越大，給配調人員的信號監控工作帶來很大困難，極易出現重要信號漏監視情況。面對架構復雜的配電網線路，以及數量龐大的配電終端信號，如何簡化配調人員的監控工作成為目前亟需解決的技術問題。

2配電網信號監視現狀

配調員每天需要監控大量的配電終端告警信息，工作壓力和勞動強度非常大。以崇左配網主站系統為例，接入配網終端近千臺，每臺終端近百個保護信號，信號總量達到了10萬級別，監控人員僅僅依靠實時告警窗予以監視，常常應接不暇、疲憊不堪。

為減少配電終端信號量，在配電終端側做邏輯或功能，將多個信號合并為一個總信號，如事故總信號。如果總信號邏輯發生變化，需要每臺配電終端現場處理，實施困難較大。

3配電網光字牌的實現原理

對終配電端信號進行分級分類，類型包括裝置本體狀態信號和重要保護告警信號，級別分為一至四級，一級和二級為重要信號。每一個終端增加終端本體光字牌和重要保護光字牌，終端本體光字牌為重要裝置本體狀態信號的合并信號，重要保護光字牌為重要保護告警信號的合并信號。

責任分區、廠站、饋線增加終端本體光字牌和重要保護光字牌兩個光字牌。饋線包含的所有終端的光字牌合并為饋線的光字牌，廠站包括的所有饋線光字牌合并為廠站光字牌，責任分區包含的所有變電站光字牌合并為責任分區光字牌。

本方法的實施包含下面幾個步驟：配電終端信號維護，關鍵信號范圍配置、光字牌索引圖繪制、光字牌邏輯處理和故障信號定位。

3.1配電終端信號維護

維護每個配電終端信號的關聯設備、信號類型和信號級別等信息。關聯設備包括開關、刀閘、母線和故障指示器等一次設備。信號類型包括終端本體信號和保護信號兩類，信號級別包括：一類、二類、三類和四類4個級別。

為提高配電終端信號維護效率，采用關鍵字匹配法。終端本體信號關鍵字如終端裝置故障、終端裝置交流電源失壓、終端設備通信狀態等；重要保護信號關鍵字如過流告警、接地告警、重合閘動作等。維護好信號類型和告警級別關鍵字后，根據關鍵字，自動配置配電終端信號的分類和告警級別，減少系統維護人員的工作量。

3.2關鍵信號范圍配置

配置需要光字牌監視的信號類型和告警級別，可選擇終端本體信號和重要保護信號兩類光字牌，或其中一類，選擇4個級別中的一種或多種信號為重要信號，參與光字牌計算。

光字牌類型和監視信號范圍的自定義配置，滿足了系統不同使用者的需求。

3.3光字牌索引圖繪制

讀取配網主站系統數據庫，建立責任分區、變電站、饋線、配電終端、終端信號的5級層次模型。責任分區光字牌索引圖人工繪制，變電站、饋線、配電終端光字牌索引根據5級層次模型動態生成，適應配電網模型頻繁變化的要求。

繪制責任分區光字牌索引圖時，每個責任分區包含終端本體信號和重要保護信號2個光字牌。責任分區光字牌索引圖如圖1所示。

3.4光字牌邏輯處理

當配網主站系統接收到配電終端信號變位后，判斷如果是關鍵信號，更新該配電終端該信號對應類型的光字牌狀態，并根據5級層次模型，逐級往上更新饋線、變電站和責任分區相應類型的光字牌狀態，并在責任分區光字牌索引圖上進行變位提示。

當該責任分區配電終端發生關鍵信號動作時，該責任分區的對應類型的光字牌變為紅色，并閃爍進行告警；當該責任區所有配電終端某一類型關鍵信號都復歸后，該責任分區的對應類型光字牌變為綠色。

當光字牌觸發動作時，索引界面上光字牌進行閃爍告警，報警確認后停止閃爍。對經過配電員確認后信號不需要繼續監視，當有新的告警信號出現，又可以及時提醒配調員根據處理，減輕配調員的監視工作量。

3.5故障信號定位

當一個責任區光字牌動作后，根據5級層次模型關系，可以逐級往下查詢變電站、饋線、配電終端發生動作的光字牌，點擊配電終端動作的光字牌，可以查看該光字牌關聯的所有配電終端信號和狀態。雙擊責任分區名稱，打開該責任分區的變電站光字牌索引圖；雙擊變電站名稱，打開該變電站的饋線光字牌索引圖；雙擊饋線名稱，打開該饋線的配電終端光字牌索引圖；雙擊配電終端光字牌名稱，打開配電終端該類型終端信號的監視圖，終端信號按中文名稱排序，方便查找。

在配電終端光字牌索引圖上，雙擊配電終端名稱，打開配電終端安裝的單線圖，并定位到終端信號關聯設備。

4配電網光字牌的特點

配電網光字牌的特點有以下幾個：

①配電終端信號的類型和級別根據關鍵字進行自適應匹配，支持手動修改，既減輕了維護人員的工作量，又適應不斷發展的新型終端。

②光字牌類型和監視信號范圍可以支持配電終端信號監視范圍定制，可根據使用者要求靈活配置需要監視的信號類型和級別，滿足不同使用者的需求。

③根據配電網數據模型，自動建模變電站、饋線、配電終端光字牌，動態生成光字牌監視索引界面。

④當光字牌觸發動作時，索引界面上光字牌進行閃爍告警，報警確認后停止閃爍。對經過配電員確認后信號不需要繼續監視，當有新的告警信號出現，又可以及時提醒配調員根據處理，減輕配調員的監視工作量。

⑤可將故障終端定位到系統一次單線圖，配調員可以快速了解故障終端前后設備的運行情況，指導現場及時、準確地處理故障。

⑥配調人員通過監視責任分區光字牌索引界面可以快速定位故障終端及其所屬變電站、饋線，及時通知人員處理，提升配電網故障處理效率。

5配電網光字牌應用效果

配電網光字牌功能已在廣西電網公司崇左供電局配網自動化主站系統使用，得到配調員的極大認可。

（1）極大減輕配網監視人員的工作負擔

采用配電網光字牌后，配調員平時只需要監視責任分區光字牌索引圖即可。當配電終端關鍵信號報警時，終端所屬責任分區光字牌就會動作，并閃爍報警，能夠及時發現終端關鍵報警信號，減輕了配調員的信號監視壓力。

（2）提升了配電網故障處理速度

10月26日15時52分，某配電終端上報過流告警信號，該終端對應的責任分區重要保護光字牌閃爍報警，值班配調員第一時間發現告警信號后，定位到配電終端所在單線圖，發現該條線路還有2個終端報出了過流告警信號，快速定位到故障發生的區域，通知供電所運維人員現場搶修。配電網光字牌功能能夠快速打開故障終端所在單線圖，讓配電員及時了解故障終端前后設備的運行情況，正確判斷故障區域。

6結束語

根據配電網主站系統數據庫生成責任分區、變電站、饋線、配電終端和終端信號的五級層次模型，根據配置的光字牌類型和信號監視范圍，自動生成責任分區、變電站、饋線和配電終端四級光字牌。通過配電終端信號類型和級別關鍵字自適應設置，變電站、饋線和配電終端四級光字牌索引界面動態生成等技術提升實施效率。重要告警光字牌可以快速高效地解決配調員信號監視任務重、故障定位困難等問題，終端本體光字牌，能夠及時發現配電終端故障，通知維護單位處理。光字牌動作閃爍告警和報警確認功能可以提升配電員的信號監視效率，配電終端定位單線圖可以讓配電員了解故障終端線路運行情況。該方法可以廣泛運用在配電網主站系統的信號監視、故障處理和終端維護中，能夠有效提升配電網主站系統信號監視和故障處理的效率，保證配電網安全、穩定運行。