電網調度自動化系統的信息分類優化

張倩瑩，陳新斌

（磐安縣供電局，浙江 磐安 322300）

1 電網調度自動化系統

1.1 發展現狀

電網調度自動化系統由硬件平臺、操作系統平臺、EMS/DMS支撐平臺、電力系統基本應用和電力高級應用軟件等組成。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數據采集與監視控制）系統是EMS的基礎模塊，主要完成數據的收集、處理解釋、存儲和顯示，并把這些實時信息傳遞給其它應用模塊。主要功能有信息處理控制、報警與處理、事件順序記錄（SOE）、事故追憶反演（PDR），是監控人員實時監控電網穩定運行的重要手段。

電網調度自動化系統在電網實時監控、故障處理、負荷預測和保障電網安全、經濟、穩定運行方面發揮了重要作用，同時也為生產、管理部門提供了科學準確的決策依據。

1.2 存在的問題

目前，電網調度自動化系統已實現了“四遙”目標，但隨著變電站綜合自動化的發展進程，無人值班、無人值守變電站逐步增加，因此實時信息量也在不斷地增多。信息量的大量上傳導致實時監控的難度不斷增大，也嚴重影響了監控人員對現場一次、二次設備運行信息快速、準確、完整的獲取。

如何對SCADA系統采集的數據進行規劃篩選，規范信息分類、優化信息，以便更好地實現信息自動化成為研究方向。信息優化任務主要包含了信息采集優化、信號設置優化和信息展示優化3個方面，所涉及的信號包括電網運行過程中監控、調度、變電運行人員監控電網運行所必須監視和了解的信號。

2 電網調度系統優化的原則

2.1 信息分類原則

電網調度自動化系統應將二次信號分類顯示，便于監控運行人員掌握重要信息。

（1）事故信息：是需要實時監控、立即處理的重要信息。系統自動以“事故總動作＋斷路器分閘”、“某保護信號動作＋斷路器分閘”或“某斷路器分閘”來判定，區分于正常的開關分閘；“火災報警”、“消防火警”等火災事故、RTU中斷也歸入此類。

（2）保護動作信息：包括保護動作、保護裝置（包括自動裝置）動作、保護出口跳閘、重合閘動作等信息，是需要實時監控、經過判斷來加以處理的重要信息。

（3）重要故障信息：是除了保護、重合閘動作類及“一般故障告警”外，其它反映變電設備運行異常情況的報警信號和影響設備遙控操作的信號，將直接威脅電網安全與設備運行，是需要實時監控、及時處理的重要告警信息。

（4）一般故障信息：是變電站設備狀態類及告知類信號，包括開關“近/遠控切換”、主變壓器檔位調節、AVC動作信號、收發信機動作、保護呼喚、在線浸油裝置動作、小電流選線裝置信息、消弧線圈調檔信息等。

（5）不上告警窗直接入庫信息：將“故錄啟動”、“PMU 啟動”、 “檔位 BCD”、 “小電流 BCD”等告知類遙信設置為“不上告警窗直接入庫”。

2.2 信息顯示/屏蔽原則

（1）事故異常信號應在第一時間以醒目標識出現在電腦屏幕上，使監控人員能及時發現異常，快速處理事故。變電站間隔和裝置檢修時，該間隔/裝置上送的遙信/遙測信號、保護軟報文應對監控人員屏蔽，但不影響自動化調試。

（2）信息屏蔽功能設置應具備全站屏蔽、單間隔屏蔽、單信號屏蔽等方式。

（3）對設備正常運行或操作過程中發出的伴生信號，可采用延時過濾防抖、信號動作次數統計等進行過濾，防止誤報或重復上報。延遲時間和計次數值等可根據需要針對不同設備來設置。

（4）對于設備正常工作過程中發出的如彈簧未儲能、控制回路斷線等可短時復歸的信號，為避免影響設備監視，可在變電站或主站設置延時進行屏蔽。延時時間要根據設備的具體情況設置，經延時仍無法過濾的按異常信息處理。

（5）被屏蔽但未及時處理的信息應有醒目標識（顏色或標牌），區別于正常信息，以便于事后檢查時值班員的辨識。

3 減少監控信息量的實踐

磐安電網共有3座110kV、5座35kV變電站，在建1座220kV變電站，日常上傳信息量達千余條。由于磐安地處山區，雷雨季節極易發生雷擊、單相接地等各類事故，上傳信號更是紛雜。事故發生時，往往因為紛雜的信號而延誤事故處理的時機。

為了規范信號分類，減少監控信息量，根據原則分3個步驟進行電網調度系統的優化。

3.1 信息采集優化

3.1.1 統計信息采集量

經過統計，2011年2—10月，磐安縣供電局調控中心日均信息采集量近千條，最多時可達2000條。從圖1可以明顯看出，需要及時處理的事故信息和異常信息所占比例非常小，而變位信息和告知信息占據了信息量的八成，在日常信息處理過程中對監控員造成了很大的不便。

圖1 日均采集信息量統計

3.1.2 改進措施

歸類每日信號，分析信號報出的原因，在不影響安全的情況下，采取適當措施降低不必要的信息的數量。

（1）由于裝置的啟動、復歸值設置區間問題導致啟動參數在臨界值波動時頻繁報出，此類信號可通過合理修改定值來削減。

（2）對于電網事故或者異常狀態下的重復信號，可通過對歷史信號的分析，合理屏蔽部分重復或無用的信號。

（3）裝置通信中斷的信號不定期發生，有時會自動復歸，對監控和處理造成干擾。通信類異常的原因較為多樣，有些是由于裝置模塊本身的問題；有些是由于裝置與管理機之間的數據監視延時設置不合理造成的，可通過修改參數來避免。

（4）對于接點頻繁抖動造成的異常信號，一經發現，立即督促運行人員報缺陷，通過設備管理流程將缺陷處理后，相關信號就能有效清除。

3.2 信息設置優化

（1）在監控中總結經驗，進一步細化信號分類。通過監控崗位總結每日實際工作積累的經驗、建議和問題，對原先分類不合理的信號進行整理，并對其類別進行修改，僅留下需要監控的信號作為實時事項報出，其余的則進入數據庫供查詢參考。

（2）伴生信號的處理。正常操作產生的伴生信號也占了每日信號量的相當比重。所謂伴生信號，指的是開關操作過程中由于接點抖動頻報的“控制回路斷線”和延時不足報出的“彈簧未儲能”，以及個別類型的裝置產生的“裝置報警”等信號。針對伴生信號出現后均能很快復歸的特點，最終采取了用主站程序過濾伴生信號。每當含有伴生信號關鍵字的動作事項上報到主站，程序不會立即將事項報出，而是放在緩存區，在一定延時時間內如果接受到對應的復歸事項，該信號將不會報出。反之如果在延時時間內沒有復歸事項，則在延時結束后將信號報出。

在對大量的伴生信號進行分析后，確定了各種信號的合理延時時間，通過技術手段將在延時時間內復歸的信號予以屏蔽，否則如常報出。

3.3 信息展示優化

為了在第一時間處理最為重要的信號，對監控窗口設置優先級，等級最高的彈出，次之的則手動點擊，解決了事故發生時因多個告警窗口彈出而導致系統死機的問題。

（1）重要告警窗口設為最高級，主報事件跳閘、保護動作等重要告警信息。同時伴有特殊告警音，自動彈出告警窗。

（2）SOE告警窗口為一般信息，主要報告如主變壓器檔位調節等告知信息。有特殊告警音但需要手動打開告警窗。

（3）繼保信息告警、電壓越限、RTU等窗口顯示的保護動作信息，由監控人員自主選擇查看。有一般告警音，需手動打開告警窗。

（4）對故障錄波啟動、檔位 BCD、小電流BCD，按規范要求定義為不上告警窗直接入庫，但因系統原因，改為不告警而只上告警窗和入庫。有一般告警音，需手動打開告警窗。

4 結語

通過信息分類并按優先級排序，減少了實時監控信息量，提高了事故處理效率，優化了電網調度系統自動化，通過增加檢索功能，提高了事故分析能力，使電網更穩定、安全、可靠運行。

[1]陳慶前，王政源，曾小立，等.地區電網調度自動化系統的標準化與規范化建設[J].廣東電力，2001，14（3）∶1-3.

[2]何巖，吳發旺.SVG在電力調度自動化中的應用分析[J].黑龍江電力，2008，30（1）∶38-41.

[3]薛宏偉.電力調度中心辦公自動化系統的開發與應用[J].寧夏電力，2006，增刊：154-157.

[4]何景斌.管理信息系統在電力調度管理自動化中的應用[J].建材與裝飾，2007（12）∶115-116.

[5]馬紅.電力調度自動化系統實用化應用[J].現代電子技術，2004，27（16）∶106-107.