集控中心監控信息智能統計和輔助決策系統

賈健

摘 要：500kV電網運行采用區域成立集控中心，已經成為我國電力系統在生產分工上的發展趨勢。但如何使集控中心監控人員高效、準確的監視集控子站上傳的各類信號，提高事故、異常時的處理能力，找到適合本單位集控監視的實際需求，是每個從事集控系統運維人員需要思考和研究的問題核心。文章針對內蒙古超高壓供電局集控中心建設中，就監控信息優化和輔助決策分析手段方面提出一些改進思路，能為集控監視、設備運行巡檢和設備檢修提供可靠信息。

關鍵詞：信息優化；統計分析；輔助決策；集控監視

目前，內蒙古超高壓供電局集控中心建設已經全面開展，運用內蒙古電力集團公司現有OPEN3000監控系統的支撐，可以完全實現目前所轄500kV變電站的遙信、遙測、遙控等功能，但是展示的告警信息量大、種類繁多，監控人員監視數據量龐大，無法快速、準確的掌握變電站設備運行狀況，這就需要對監控信息進行有效優化。監控信息優化是電網監控重要手段之一，目前關于集控中心監控信息優化的研究發展比較快速，不同使用人員有不同的研究需求，比較先進的是基于人工智能、神經元網絡技術的告警系統。信息優化有效的實現了監控信息的壓縮和統計，有助于監控中心及時發現設備運行狀態，提前判斷事故和故障出現的可能性，及時采取有效措施，避免電網事故發生，具有較大的經濟效益和社會效益。具體表現為：（1）幫助監控人員及時有效的了解系統和設備運行狀態，避免重大事故和設備故障；（2）監控信息優化后將大大的提高監控人員工作效率，減輕監盤人員負擔；（3）提升監控安全性，有效幫助運行人員快速、準確判斷和分析故障；（4）可以幫助運行和維護人員學習故障處理辦法，特別是對現場設備情況不熟悉的運行人員，幫助他們學習故障處理辦法；（5）監控信息優化有很好的推廣使用價值，集控一體化，實現監控信息優化將會帶來很大的社會效益，可以大大減輕監控值班員的工作量，并對保障電網和設備的安全運行有著極為重要的意義。

1 集控建設監控系統運行存在的問題

有些信號頻繁動作、復歸，比如通道告警、電壓越線、端子虛接、甚至斷路器空壓機打壓頻繁等，會出現監視窗口刷屏現象，使監視人員監視強度立即成倍增加；另外，頻繁刷屏會使人的視覺麻痹，如果此時在頻繁動作復歸信號中出現了別的重要告警信號，很容易被監視人員遺漏，延誤處理造成事故，進而造成十分嚴重的后果。

內蒙古超高壓供電局集控系統，運用內蒙古電力集團公司現有OPEN3000監控系統的支撐，但從集控角度出發，兩者的監視的角度卻又不同，內蒙古超高壓供電局集控監視不但關心設備的位置信息和事故信息，更側重監視反應設備各種異常的遙信量；但變電設備運行監視的信息由監控系統采集上來以后，全部按時間順序顯示，只做了實時信息和事故信息窗，基本未作任何的分層或判斷處理。因此，對告警信息分類、分級完善，可以更加細化上傳報文分類，達到重點事件重點關注的效果，幫助監控人員快速判斷、準確定位設備故障，并為設備運行巡檢和設備檢修提供可靠信息。

作為內蒙古西部地區的500kV集控中心，需要對變壓器的有功值、線路的電流限值、站內負荷的電流值計算出的負載率重點關注，直觀的了解設備、線路的重載、輕載情況，比如可以掌握N-1或N-2方式下的運行控制極限，可以提前預警某一個停電操作會引起已經重載的主變壓器嚴重過負荷，可以對變電站站內負荷的負載率一目了然。

2 項目研究、推廣應用內容和技術關鍵

OPEN3000系統是一套開放性好，拓展性方便的系統，可以在OPEN3000系統上直接嵌入新的功能模塊，也可以對原有的功能進行完善，直接添加自己想要的功能。調用OPEN3000系統相關接口，即可實現告警信息優化，設備運行監視功能。

為了解決以上三個存在問題，提出集控中心監控信息智能統計和輔助決策系統的研究，主要從告警信息優化和統計分析；告警信息分類、分級，提供輔助決策功能；集控中心三類設備信息負荷運行統計和計算分析，這三個方面提出重點解決的技術問題。（1）告警信息壓縮優化和統計分析。針對種類繁多的告警信息、保護信號頻繁動作、復歸，造成信號刷屏給監視帶來的不便，提出將告警信息壓縮，并引入統計功能，將重復信號歸一化處理，將頻繁上報的這同一條重復信息，在告警監視窗口只顯示最新的一條告警信息，統計該告警信息在規定時間范圍內出現次數和信息發生的首尾時間并顯示，達到告警窗信息不重復出現的效果。例如某一條線路的RCS-931保護通道告警頻繁動作、復歸，通過告警信息壓縮和統計分析，告警窗顯示為：某線路RCS-931保護通道告警動作（32次）2014-6-4 08：55/2014-6-4 09：30。壓縮和統計監控信息，快速反應并展示設備運行狀態，優化監控信息和內容，異常發生時可以大大減輕監控運行人員工作負荷，有效節約人力成本，提高監控中心監控效率。（2）對告警信息分類、分級，提供輔助決策功能。根據告警信號提示，并參照相關告警信息說明、告警信號分類文檔，對信號進行智能化分級、分類（電壓等級類、實時信息類、事故類、異常類、越限類、變位類、SOE類、保護信息類、告知類等），告警信息分類和分流展示為監控信息統計分析提供基礎和保證。輔助決策功能就是對每個信號自定義告警級別和分類信息情況，關聯OPEN3000系統的專家知識庫，針對同一時間上傳的同一間隔的保護類信號動作和復歸情況綜合分析，給出輔助決策意見（同一時間同一間隔同時動作的幾個信號，可以利用知識庫綜合分析后初步得出這幾個信號反映的設備狀態）。（3）集控中心三類設備信息負荷運行統計和計算分析，實時計算線路、變壓器及變電站負荷等設備負載率，根據實際要求，劃分三類設備運行區間值，計算出三類設備的運行范圍，通過柱狀圖等輔助統計手段，統計并分析集控中心各類設備負荷運行信息。達到方式改變前能提前預警、事故異常時斷面控制極限能及時掌控、變電站站用電各段母線負荷分配能實時體現的效果。

變壓器負載率計算方法：

（1）修改變壓器表表結構，增加所需計算域；

（2）高壓側繞組負載率：

sqrt（p_value*p_value+q_value*q_value） / snom；

（3）寫高壓側繞組負載率入變壓器表。

線路負載率計算方法：

（1）修改線路表表結構，增加所需計算域；

（2）線段兩個線端的最大電流值：

i_value = max（i_a_value， i_a_value）；

（3）線段的電流正常限：imax1；

（4）線段負載率：i_value / imax1；

（5）線段負載率寫入線段表。

負荷負載率計算方法：

（1）修改負荷表表結構，增加計算負載率所需要的域；

（2）負荷負載率：i_a_value / inom；

（3）負荷負載率寫入負荷表。

3 結束語

集控中心是電網安全運行的眼睛，對監控信息的統計和分析進行優化，能夠有效減輕監控人員工作負擔，提高其工作效率，提高監控中心管理效率，能使監控人員快速準確掌握設備運行狀況，同時根據設備運行信息快速做出設備故障的應對措施，對集控中心有較大的使用推廣價值并產生較高的運行效益。

參考文獻

[1]鄭延海，張小白，錢玉妹，等.電力系統實時安全約束調度的混合算法[J].電離系統自動化，2005.