江西電網(wǎng)在線故障智能告警應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

房金彥，姚諸香

（國網(wǎng)江西省電力公司，江西南昌 330077）

0 引言

當(dāng)電網(wǎng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時，值班調(diào)度員需根據(jù)調(diào)度自動化系統(tǒng)提供的各種信息，及時發(fā)現(xiàn)、定位、消除威脅電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的隱患，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。但以往接入調(diào)控中心的SCADA、WAMS、保信等自動化系統(tǒng)相互獨(dú)立，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，調(diào)度員難以快速從各系統(tǒng)繁多的告警信息中對電網(wǎng)運(yùn)行方式進(jìn)行準(zhǔn)確的判別，影響電網(wǎng)異常的及時處理。

江西省調(diào)在新建的D5000系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺上，整合接入調(diào)控中心的SCADA、WAMS、保信等系統(tǒng)的告警信息，對各類告警信息進(jìn)行挖掘、分析與整合，抽取出告警信息的根源以及關(guān)鍵信息并進(jìn)行可視化展示，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)事故的故障定位，縮短了調(diào)度員對電網(wǎng)異常判別時間，減輕了調(diào)度員工作強(qiáng)度，提高了調(diào)度員電網(wǎng)監(jiān)視和故障處理的效率。

1 在線故障智能告警功能

江西電網(wǎng)在線故障智能告警利用調(diào)度側(cè)的SOE信息、遙信變位、事故總信號、保護(hù)動作信號、PMU數(shù)據(jù)以及故障信息管理系統(tǒng)的故障錄波數(shù)據(jù)，自動分析電網(wǎng)一、二次設(shè)備的運(yùn)行、故障等告警信息，快速準(zhǔn)確判斷故障設(shè)備，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障的在線綜合診斷[2]。利用分層化的圖形、圖表以及智能推出故障簡報的方式直觀將故障現(xiàn)象、故障廠站及故障相關(guān)聯(lián)的潮流電壓、電流突變情況展示，為故障性質(zhì)的確定提供清晰的表述。在線故障智能告警還可以實(shí)現(xiàn)故障次數(shù)的自動統(tǒng)計及上下級調(diào)度故障信息的互推，為設(shè)備維護(hù)及相關(guān)調(diào)度第一時間掌握電網(wǎng)運(yùn)行情況提供參考。

2 在線故障診斷數(shù)據(jù)來源

電網(wǎng)發(fā)生故障時，故障設(shè)備的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)和暫態(tài)信息量會發(fā)生變化，通過故障設(shè)備多態(tài)告警信息可以全面、準(zhǔn)確反映電網(wǎng)故障[3]。但在以前江西備調(diào)D5000系統(tǒng)建設(shè)的在線故障診斷只采用電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，未考慮動態(tài)和暫態(tài)數(shù)據(jù)，對于事故的判斷缺乏全面性和準(zhǔn)確性。為保證在線故障診斷的準(zhǔn)確性和全面性，新建設(shè)的主調(diào)D5000系統(tǒng)增加了電網(wǎng)故障時來自于動態(tài)監(jiān)視與分析系統(tǒng)的動態(tài)數(shù)據(jù)、二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析系統(tǒng)的暫態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)來源如圖1所示。

圖1 在線故障告警穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)來源

2.1 穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)源

電網(wǎng)在線故障診斷穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)取自于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的開關(guān)遙信變位、SOE（包括開關(guān)的SOE和硬節(jié)點(diǎn)保護(hù)動作信號）及電壓、電流數(shù)據(jù)。通過綜合利用SCADA系統(tǒng)提供的開關(guān)遙信變位、SOE及事故總，以及保護(hù)動作等電網(wǎng)故障前后的各種動作信息，在電網(wǎng)發(fā)生故障時，對故障進(jìn)行判斷，并在第一時間給出故障診斷結(jié)果信息。

2.2 動態(tài)數(shù)據(jù)源

電網(wǎng)在線故障診斷動態(tài)數(shù)據(jù)源來自于WAMS系統(tǒng)的相電壓、相電流數(shù)據(jù)，通過利用相電壓、電流的突變特征信息可以判別出故障相，進(jìn)而更準(zhǔn)確地判別出重合閘、線路無故障跳閘等故障，彌補(bǔ)穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)無法判斷開關(guān)誤動的不足。

2.3 暫態(tài)數(shù)據(jù)源

電網(wǎng)在線故障診斷暫態(tài)數(shù)據(jù)源來自于二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析功能的故障測距、故障相位和故障性質(zhì)等故障錄波信息。通過故障設(shè)備（線路、母線、變壓器）的電壓、電流及開關(guān)量的分析，可以獲得短路點(diǎn)電流大小、故障測距及開關(guān)拒動信息。

當(dāng)基于穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)判斷出設(shè)備故障時就推出畫面告警，以故障簡報給出故障設(shè)備、故障類型、故障相、重合閘、測距等故障信息。

3 在線故障告警展示

在電網(wǎng)設(shè)備故障發(fā)生后，為使調(diào)度運(yùn)行人員能夠清晰便捷地掌控電網(wǎng)中的各類告警信息，在線故障智能告警通過圖形化的方式將電網(wǎng)發(fā)生故障情況下的故障信息展示，如圖2所示。

圖2 在線故障告警推圖界面

設(shè)備故障發(fā)生后，故障告警展示主題分為3個部分，左側(cè)為故障分析信息層次樹，中部為故障設(shè)備附件電網(wǎng)潮流圖，右側(cè)為多主題展示窗口。

3.1 故障設(shè)備直觀展示

在電網(wǎng)潮流圖上，故障設(shè)備顯示特殊標(biāo)記（如顏色的變化、閃爍等），以使故障情況的描述表示簡單、直觀。2014年8月27日20：43，220 kV渡田II線線路跳閘后，推圖界面以黃色閃電符號不斷閃爍的方式定位出故障位置。

3.2 多主題展示窗口

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障后，故障分析主題右側(cè)的3個多主題窗口將自動彈出和本次故障相關(guān)的信息，從上至下3個窗口內(nèi)容分別為：故障簡報圖、故障設(shè)備首端廠站圖及故障設(shè)備末端廠站圖。

1）故障簡報圖里包括了故障判斷路徑、故障設(shè)備、故障時間、故障相、重合情況、保護(hù)動作概況、首末端故障測距和短路電流以及歷史故障次數(shù)等信息，如圖3所示。調(diào)度運(yùn)行人員通過故障簡報畫面，可以對故障情況有個大致全面的了解，縮短了調(diào)度運(yùn)行人員判別事故性質(zhì)的時間，進(jìn)行事故處理提供了技術(shù)支撐。

圖3 在線故障告警故障簡報界面

2）故障首末端廠站圖用于顯示故障設(shè)備所在廠站的單線圖，調(diào)度運(yùn)行人員通過廠站單線圖可以了解到站內(nèi)的開關(guān)動作情況。

3.3 故障信息查看

為滿足調(diào)度運(yùn)行和自動化維護(hù)人員查看故障發(fā)生時各系統(tǒng)數(shù)據(jù)的需要，故障告警界面左側(cè)故障分析信息層次樹中提供了故障詳細(xì)信息查看按鈕，通過點(diǎn)擊詳細(xì)信息按鈕，可以展示故障時間、故障設(shè)備、開關(guān)變位、保護(hù)動作概況、故障相、重合情況、故障測距、短路電流以及歷史跳閘次數(shù)統(tǒng)計等多種信息，如圖4所示。

圖4 在線故障告警詳細(xì)信息界面

4 在線故障告警應(yīng)用中存在的問題及改進(jìn)措施

4.1 存在問題

1）設(shè)備正常操作誤推圖。在線故障告警在滿足故障告警判斷邏輯“開關(guān)變位+事故信號”時，能夠快速準(zhǔn)確判斷事故發(fā)生并推圖。但部分設(shè)備正常停送電操作時伴生的保護(hù)動作信號被劃歸為事故信號，根據(jù)智能告警邏輯即判斷設(shè)備故障，從而推圖告警。

2）故障簡報信息不全。故障簡報能夠全面展示故障判斷路徑、故障設(shè)備、故障時間、故障相、重合情況、保護(hù)動作概況，但由于暫態(tài)數(shù)據(jù)源獲得信息不全，部分設(shè)備故障時，無法獲取故障測距、短路電流數(shù)據(jù)，從而故障簡報中無故障測距、短路電流等數(shù)據(jù)。

4.2 改進(jìn)措施

1）規(guī)范調(diào)度主站系統(tǒng)保護(hù)信號分類，確保故障數(shù)據(jù)源的正確性。設(shè)備正常操作誤推圖主要是調(diào)度主站系統(tǒng)保護(hù)信號分類不規(guī)范造成，調(diào)控中心調(diào)度、自動化、保護(hù)等專業(yè)協(xié)同對接入系統(tǒng)的保護(hù)信號分類進(jìn)行規(guī)范，以確保故障判斷邏輯數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)的正確性。

2）做好調(diào)度主站系統(tǒng)數(shù)據(jù)的接入維護(hù)，確保在線故障診斷數(shù)據(jù)源的全面性。由于在線故障判斷數(shù)據(jù)源來源于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控、電網(wǎng)運(yùn)行動態(tài)監(jiān)視與分析和二次設(shè)備在線監(jiān)視與分析三套系統(tǒng)，任何一套系統(tǒng)數(shù)據(jù)都會影響故障判斷及信息的展示，因此調(diào)度自動化運(yùn)維要做好信息的維護(hù)工作，確保數(shù)據(jù)暢通及告警信息齊全。

5 結(jié)語

江西省調(diào)基于D5000系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺建設(shè)的調(diào)度在線故障智能告警功能，利用調(diào)控中心的穩(wěn)態(tài)、動態(tài)、暫態(tài)數(shù)據(jù)來綜合判斷設(shè)備故障的發(fā)生，快速準(zhǔn)確定位故障位置、分析故障原因，能夠為調(diào)度運(yùn)行人員提供全面、直觀的技術(shù)支持，對提高調(diào)度工作效率，保證江西電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行有著重要的意義和作用。

[1]馬韜韜，郭創(chuàng)新，曹一家，等.電網(wǎng)智能調(diào)度自動化系統(tǒng)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電力系統(tǒng)自動化，2010，34（9），7-11．

[2]Q/GDW 680.41-2011智能電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)[S].

[3]夏可青，陳根軍，李力，等.基于多數(shù)據(jù)源融合的實(shí)時電網(wǎng)故障分析及實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動化，2013，37（24），81-88．