電力調度監控一體化系統的信息告警優化研究

趙 亮

（北京地鐵運營有限公司，北京 100044）

0 引 言

經濟的發展帶動社會各個行業的不斷進步，人們的生活水平也在隨之提升。作為人們生活、企業生產的基礎能源，對電能的需求量日益增加，電力企業需要不斷提升電能供給水平，優化電力系統運維，保證電能的高質量供應。電力系統布設繁雜且包含的設備眾多，日常運維的工作量大，難免會有疏忽的情況發生，嚴重影響著電力系統的運行穩定性。隨著計算機技術、網絡信息通信技術的不斷發展，電力企業將多種先進技術融合到電力系統中，實現了電力調度監控一體化。電力調度監控一體化系統的應用能夠優化電力系統設備運行的監控工作，減少電力設備發生故障的概率。根據相應的電力數據信息能夠對電能進行高效的調配，提高電能的利用率，簡化運維人員的日常工作量，對電力系統的穩定運行有著重要的促進作用[1,2]。

1 電力調度監控一體化系統概述

采用計算機技術、網絡信息通信技術對電力系統進行改造和設計，實現電力調度與監控的一體化運營，是目前電力企業的發展方向與技術革新目標。電力調度監控一體化系統對電力系統的正常穩定運行有著非常重要的作用，系統采用智能終端對電力數據進行實時采集，將采集到的數據傳遞到網絡信息監控平臺，實現對電力系統數據的實時監控。工作人員通過對數據的分析和統計，采用網絡信息平臺，可有選擇性地實施電能調度與分配，提高電能的利用率。此外，電力調度監控一體化系統的構建需要有完善的網絡配置與計算機作為基礎，同時配合信息顯示平臺充分反映電力系統的情況，實時監測電力數據，確保電能供應的正常、穩定[3,4]。

2 電力調度監控一體化系統應用存在的問題及原因

2.1 存在的問題

現階段，隨著電力系統的不斷發展，大部分電力企業都開展了集中化的監控管理，逐步實現智能化電力系統建設目標。電力調度監控一體化系統的實際應用中，電力數據信息會隨著使用時間不斷擴增，工作人員依靠傳統的運維監測方式已經不能滿足現階段電力系統的需求。隨著工作量越來越大，長時間的超負荷工作會增加工作人員的疲勞度，進而發生工作失誤[5]。

2.2 問題產生的原因

（1）電網系統設備在長時間的運行工作中，其自身的抗磁能力會下降，受到外界的電磁影響時，極易提示錯誤的故障信息。雖然系統具備自主修復錯誤信息的功能，但是系統不同設備的運行方式不同，各設備的自主修復方式不一致，所需的修復時間也不同，這樣就會延誤故障的調查時間，導致故障問題進一步加深。

（2）電力系統運行中，受外界環境的影響較大，如出現惡劣天氣時，電力系統會報告大量的異常告警信息，信息量不斷增大，運維人員很難短時間完成處理，延誤運維工作。此外，大量的告警信息有可能產生遺漏的情況，嚴重影響電力系統運行的穩定性。

3 電力調度監控一體化信息告警優化措施

3.1 構建電能調度自動化一體系統

系統的基本結構如圖1 所示，由控制中心主站系統、遠程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU）和信息通道3 部分組成。

圖1 系統結構

根據功能的不同，系統可分為信息采集與執行子系統、信息傳輸子系統、信息處理子系統以及人機交互子系統。信息采集與執行子系統的主要功能是采集發電廠和變電站電力系統運行的實時信息，接收和執行上級控制中心發出的工作命令、運輸命令或控制命令。信息傳遞子系統為信息采集執行子系統和傳遞控制中心之間的信息交互提供了橋梁，通過解調器連接到基站和前端計算機的RTU。人機交互子系統處理發送到控制中心的各種信息，通過各種顯示設備、監控設備、打印輸出設備等實時向上級控制中心提供完整的電能信息。系統能夠準確、及時且高效地采集、檢測、處理電力系統運行的實時信息，整個電網在輸電協調下實現高效供電。

3.2 功能實現

（1）信息采集及監控功能。系統信息采集主要覆蓋發電廠、變電站各電力系統運行狀態的信息采集，并向上級控制中心發送各種信息的匯總報告，用于輸電、變電調度與安全分析。監控功能主要實現電力系統運行中發生故障時的信息采集與提示，當發生故障時，能夠主動發出報警信號、打印故障電錄波表、自動識別故障以及反映各種用電設備的工作參數。

（2）安全分析。系統配置模擬修復軟件，可以對電力系統中跳閘、設備保護誤動作等故障進行分析，明確各類故障對系統安全構成的威脅，包括電流過載、電壓超出安全范圍。對于出現故障的設備，模擬修復軟件可根據故障類型提示修復方案與修復時間，并制定相應的預警機制，降低安全相關事故的可能性和損失。

（3）電能調配控制。系統可自動檢測電能輸送狀態，評估電力系統的電能消耗情況，并及時調整。

（4）告警信息分區。根據電力系統的實際運行需求，構建調度監控一體化系統。結合系統不同分區的實際情況，設置不同的告警信息，告警信息需要對應系統中不同設備的故障狀態。在告警信息的傳輸過程中，要明確告警信息的類型和發送位置，防止出現告警信息混淆的情況。按照電力系統的相關規范要求，可以將告警信息分為短路故障、開關故障、越線故障以及接地故障等，再通過二次分區的方式分級分層處理信息，提高信息處理的效率。

（5）過濾干擾信息。當電力系統發生多級故障時，可以根據告警信息類別確定故障狀況，再根據不同的故障狀況選擇馬上處理或延時處理。延時處理可將相關的告警信息暫時關閉，從而減少窗口的信息累計數量。工作人員在進行設備維修時，可以在電力調度監控一體化系統的后臺暫時屏蔽告警信息，完成維修工作后上傳檢修信息，最后取消屏蔽操作，實現對告警信息的單點封鎖，減少系統界面的信息累計量。

3.3 系統技術方案

目前，大部分電力調度數據采集系統依靠數據通道彼此連接，可以借助數據通道從變電站等終端設施實時采集數據到服務器端。傳統的電力調度數據采集包括變電站等數據采集終端、接入路由器、服務器等。其中，數據采集終端有多條數據通路經由中間路由與存儲數據的服務器相連接，系統可以選擇其中任意一條通道作為主通道，并將該通道上的實時數據上送至服務器。在傳輸過程中難免會有傳輸故障等問題，可能導致部分通道上傳的數據延遲，造成時間戳不匹配的問題。

對于采集到的數據，由于電力調度數據包含時間戳信息，是典型的時序數據，具有很強的時效性，對電力調度數據的分析與應用必須將時間戳作為重要的參考依據。電力系統的時間戳生成架構如圖2 所示，包括時間戳客戶端和時間戳服務端。

圖2 時間戳生成架構

采用統一時間戳的改進方法一般是將時間戳加上時間源提供的時間標記，并用數字簽名來保證時間標記的完整性與真實性。

4 結 論

通過對電力調度監控一體化系統進行闡述，結合在實際使用過程中存在的問題，探析問題發生的原因，結合智能電網建設實際需求以及電力調度監控一體化系統的應用情況提出了告警信息逐層分區設置、構建電網調度自動化一體系統以及過濾干擾信息的優化策略，有助于減少供電企業工作人員的工作量，提高電力調度監控一體化系統的信息處理效率，促進電力事業的可持續發展。隨著科學技術的發展，電力調度監控一體化系統仍需不斷開發和研究，通過融合多方面的技術和知識，加快電力系統的智能化、自動化建設，促進我國電力事業的發展。