電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)的信息告警優(yōu)化研究

摘要：電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)的產(chǎn)生極大地提高了電網(wǎng)運(yùn)行效率，但在當(dāng)前形勢(shì)下，無(wú)人值班智能化變電站增多，遠(yuǎn)動(dòng)裝置中發(fā)送的告警信息量隨之增長(zhǎng)，告警信息中充斥著大量無(wú)效信息，這些信息對(duì)監(jiān)控人員正常工作造成了阻礙。文章基于電力調(diào)動(dòng)監(jiān)控一體化系統(tǒng)的基本運(yùn)行原理和當(dāng)前存在的問(wèn)題，提出了信息告警的優(yōu)化措施。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度；電力監(jiān)控；一體化系統(tǒng)；信息告警；電網(wǎng)運(yùn)行；智能化變電站 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM73 文章編號(hào)：1009-2374（2016）07-0136-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.07.069

在電力調(diào)控一體化模式背景下，電網(wǎng)調(diào)度與變電監(jiān)控實(shí)行一體化作業(yè)，共同使用一個(gè)監(jiān)控平臺(tái)，因此所有的信息均集中到監(jiān)控中心。隨著無(wú)人值班變電站數(shù)量增多、告警信息量增大，常出現(xiàn)重要告警信息隨多余信息夾雜而入的現(xiàn)象，不利于監(jiān)控人員正常開展工作。本文基于上述問(wèn)題，對(duì)如何從巨量信息流中攝取有效信息，保證電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

1 電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)架構(gòu)分析

電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要以EMS調(diào)度主站系統(tǒng)為核心，通過(guò)使用信息技術(shù)擴(kuò)張調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，最終實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)終端接入監(jiān)控中心的目的。一體化系統(tǒng)與粗放型傳統(tǒng)運(yùn)作模式相比，其優(yōu)點(diǎn)在于可簡(jiǎn)化操作人員工作流程，對(duì)電網(wǎng)維護(hù)使用進(jìn)行統(tǒng)一管理，保障變電與供電調(diào)度正常。在我國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)展日益復(fù)雜的背景下，對(duì)電網(wǎng)工作人員日常工作提出了高效率的要求，具體表現(xiàn)為：在實(shí)際調(diào)度與監(jiān)控過(guò)程中，需從根源上對(duì)用戶數(shù)量增加狀況進(jìn)行分析，在認(rèn)識(shí)服務(wù)規(guī)模和基數(shù)增大現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，還需認(rèn)識(shí)電網(wǎng)調(diào)度方式、監(jiān)控職能、管理體系等變量因素增加的意義。因此，保證電網(wǎng)系統(tǒng)各方面全面協(xié)調(diào)具有重要的實(shí)用意義。以某供電公司電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)為例，一般選擇三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，設(shè)置異地備用調(diào)度中心、核心調(diào)度中心、調(diào)度員培訓(xùn)中心、地調(diào)、運(yùn)方、繼電保護(hù)。以核心調(diào)度中心為主，與其他子中心連接進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸，以MSTP對(duì)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行調(diào)度，所有數(shù)據(jù)信息均傳入各巡檢中心，同時(shí)設(shè)置監(jiān)控中心對(duì)各類信息進(jìn)行監(jiān)控，如圖1所示。

2 電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

以某地區(qū)供電公司為例，于2013年實(shí)現(xiàn)一體化集中監(jiān)控，其負(fù)責(zé)對(duì)地區(qū)和市區(qū)共68個(gè)變電站進(jìn)行監(jiān)控，監(jiān)控人員日常工作為：通過(guò)告警窗與光字牌圖查看告警信息，日均3.4萬(wàn)條左右，工作狀態(tài)存在超負(fù)荷現(xiàn)象。2014年4月對(duì)告警信息進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn)，海量信息流中僅有5.7%的告警信息真實(shí)反映了電站設(shè)備異常運(yùn)行狀況，另外94.3%的信息無(wú)需監(jiān)控人員處理。

對(duì)94.3%的非重要告警信息進(jìn)行深入分析，發(fā)現(xiàn)大量信息源自以下方面：（1）在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)或者切換用戶時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生運(yùn)行信息。這類信息在非重要性告警信息中占到47.6%左右，但只能作為事后分析數(shù)據(jù)對(duì)工作是否開展到位進(jìn)行分析，因此無(wú)需監(jiān)控人員時(shí)刻注意和及時(shí)處理，也無(wú)需將其顯示在時(shí)序告警窗中。此外，對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的設(shè)備信息以及繼電保護(hù)投退等告知類信息占比約為28.5%，此類信息通常用于調(diào)度員和監(jiān)控人員對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)檢修人員所處環(huán)境狀態(tài)進(jìn)行判定，在監(jiān)控中心和巡檢中心可通過(guò)監(jiān)控視像直觀顯示，因此也無(wú)需以告警信息的方式顯示在告警窗中。（2）通信故障、測(cè)試裝置故障、設(shè)備時(shí)間顯示有誤或電力不足。此類告警信息產(chǎn)生的主要原因?yàn)樽詣?dòng)化設(shè)備受外界干擾因素影響，短時(shí)間誤報(bào)抖動(dòng)信息。例如電力系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)導(dǎo)致電壓、電流等數(shù)值出現(xiàn)遙測(cè)突變，遙控作業(yè)時(shí)因現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)保護(hù)特性觸發(fā)抖動(dòng)信息或預(yù)警信息。上述信息一般情況下在發(fā)出3分鐘后會(huì)自動(dòng)復(fù)位，只有信號(hào)呈長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)作才能表明現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備確實(shí)存在故障，因此可延時(shí)上傳至告警窗。（3）現(xiàn)場(chǎng)檢修過(guò)程中產(chǎn)生的次要信息頻繁傳輸。（4）不可抗力因素所導(dǎo)致的事故異常信息。如惡劣天氣時(shí)變電站所上傳的各種告警信息、跳閘信息、設(shè)備裝置自身誤動(dòng)作異常信息、遙測(cè)越限信息等，類型混雜多樣，且在監(jiān)控中心按時(shí)間順序列出，監(jiān)控人員在進(jìn)行處理時(shí)難以判別，只能通過(guò)切屏查看，易導(dǎo)致監(jiān)視遺漏，延誤事故

處理。

3 電力調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)信息告警優(yōu)化措施探討

3.1 對(duì)信息進(jìn)行分區(qū)、分層設(shè)定

在“大運(yùn)行”背景下，對(duì)電網(wǎng)建設(shè)和調(diào)控一體化運(yùn)作提出了更高的要求。縣級(jí)、地級(jí)電網(wǎng)調(diào)度、監(jiān)控、運(yùn)維均共同使用一套監(jiān)控系統(tǒng)，但由于職責(zé)分工異同，所接收處理的告警信息性質(zhì)也各有不同，因此對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)信息進(jìn)行分區(qū)處理尤為重要。例如供電公司電網(wǎng)系統(tǒng)可對(duì)各下轄責(zé)任區(qū)所上傳的告警信息進(jìn)行分類，上傳至各自的告警窗，上傳過(guò)程中進(jìn)行分區(qū)管理，不同責(zé)任區(qū)告警信息禁止上傳到其他責(zé)任區(qū)，若同一變電站設(shè)備分屬不同責(zé)任區(qū)，對(duì)應(yīng)的告警信息也要上傳到各自所屬責(zé)任區(qū)中，不能混淆。根據(jù)我國(guó)目前電網(wǎng)運(yùn)行中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，可將優(yōu)化措施總結(jié)如下：

將告警信息分6層處理，將其分別上傳到對(duì)應(yīng)告警窗或直接儲(chǔ)存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫(kù)。第1層為事故信息處理層，包括設(shè)備故障、電網(wǎng)異常、保護(hù)動(dòng)作信息、跳閘/合閘信息、安全自動(dòng)裝置動(dòng)作信息。通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一合成單個(gè)事故分閘信息，上傳到事故信息告警窗，以便于對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行故障進(jìn)行集中判斷。第2層為開關(guān)變位信息處理層，包括開關(guān)設(shè)備狀態(tài)改變信息，但排除電抗器、電容器等分合閘信息，將其上傳至開關(guān)變位告警窗，用于及時(shí)了解電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)。第3層為異常信息處理層，包括反映變電站設(shè)備異常、電網(wǎng)安全、設(shè)備運(yùn)行報(bào)警等信息，上傳至異常信息告警窗，對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。第4層為遙測(cè)越限信息處理層，包括能反映電網(wǎng)上下限位區(qū)間的遙測(cè)信息，如電壓、電流、油溫、負(fù)荷值等，將其上傳至遙測(cè)越限告警窗，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。第5層為告知信息處理層，包括反映電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)信息、閉合/開閘信息、二次保護(hù)投退信息等。設(shè)備包括電容器、電抗器等開關(guān)，將其直接儲(chǔ)存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫(kù)，無(wú)需傳至告警窗，監(jiān)控人員需要時(shí)可直接調(diào)出監(jiān)控畫面觀看。第6層為系統(tǒng)運(yùn)行信息處理層，包括對(duì)設(shè)備進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)控制的確認(rèn)信息、運(yùn)行信息以及運(yùn)維人員在監(jiān)控系統(tǒng)中進(jìn)行維護(hù)作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的系統(tǒng)運(yùn)行信息和用戶切換信息，將其直接儲(chǔ)存進(jìn)告警數(shù)據(jù)庫(kù)，需要時(shí)通過(guò)查詢歷史數(shù)據(jù)獲得。

3.2 遠(yuǎn)程瀏覽

遠(yuǎn)程瀏覽的主要架構(gòu)為在電網(wǎng)調(diào)度控制中心部署變電站代理服務(wù)程序，在變電站終端部署服務(wù)程序，并將二者通過(guò)協(xié)議進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程瀏覽主要可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化：

3.2.1 繪制畫面。人機(jī)系統(tǒng)通過(guò)本地網(wǎng)關(guān)向變電站終端發(fā)送畫面文件請(qǐng)求信號(hào)，與變電站圖形網(wǎng)關(guān)進(jìn)行交互，獲取請(qǐng)求畫面文件。人機(jī)系統(tǒng)在接收文件后可通過(guò)瀏覽器對(duì)畫面文件進(jìn)行解析，并根據(jù)圖元文件通過(guò)本地網(wǎng)機(jī)向變電站終端發(fā)送請(qǐng)求。人機(jī)系統(tǒng)在接收?qǐng)D元文件后由瀏覽器完成解析，并將完整的畫面圖形繪制出來(lái)。

3.2.2 刷新數(shù)據(jù)。人機(jī)系統(tǒng)向本地圖形網(wǎng)關(guān)發(fā)送打開畫面的請(qǐng)求后獲取數(shù)據(jù)，變電站監(jiān)控系統(tǒng)立即響應(yīng)并將結(jié)果返回，本地圖形網(wǎng)關(guān)接收結(jié)果后將數(shù)據(jù)返回至人機(jī)系統(tǒng)，由人機(jī)系統(tǒng)瀏覽器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行著色和及時(shí)刷新。

3.3 告警信息服務(wù)

在信息交互方式的選擇上，綜合告警利用智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)消息總線、事件轉(zhuǎn)發(fā)以及服務(wù)總線等通用交互方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)各個(gè)對(duì)應(yīng)功能與綜合智能告警的信息交互。

在信息交互的內(nèi)容上，可針對(duì)不同的告警類型對(duì)告警交互內(nèi)容進(jìn)行封裝和抽象，以便于后續(xù)擴(kuò)展，例如設(shè)備越限，交互內(nèi)容包括告警時(shí)間、設(shè)備信息、越限值、越限類型、告警來(lái)源等信息。

在告警信息展示方面，以告警類型、工作站節(jié)點(diǎn)、用戶責(zé)任區(qū)為依據(jù)，對(duì)告警信息進(jìn)行個(gè)性化配置，滿足用戶的不同需求。

4 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

對(duì)電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)告警信息進(jìn)行優(yōu)化處理后，統(tǒng)計(jì)某地區(qū)供電公司68個(gè)變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)，在經(jīng)過(guò)分區(qū)分層優(yōu)化、信息過(guò)濾處理等措施后，需監(jiān)控人員處理的有效告警信息占比為8.7%，干擾信息中的短時(shí)復(fù)位信息、設(shè)備運(yùn)行信息等次要告警信息減少了15.8%左右。在對(duì)監(jiān)控屏幕進(jìn)行優(yōu)化后，整個(gè)界面布局更為合理，功能更為完整，重要的遙測(cè)信息均具備2種以上檢測(cè)手段。對(duì)運(yùn)行人員進(jìn)行實(shí)地調(diào)研后得知，信息量復(fù)雜程度不變，但優(yōu)化后系統(tǒng)運(yùn)行效率提升8%左右，復(fù)雜的設(shè)備故障判斷時(shí)間由原來(lái)的3分鐘縮短至1分45秒，且故障判斷準(zhǔn)確率高達(dá)100%。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐證明，在對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化后，有效地提升了監(jiān)控效率和信息接收準(zhǔn)確率，解決了監(jiān)控人員在面對(duì)大量無(wú)效信息時(shí)容易發(fā)生的遺漏、混亂處理等現(xiàn)象。文中所采用的方案目前已在諸多電力調(diào)控中心實(shí)施，且能保證長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行，從整體角度來(lái)看，實(shí)施效果顯著。綜上，對(duì)電力調(diào)度監(jiān)控一體化系統(tǒng)信息告警進(jìn)行優(yōu)化能促進(jìn)供電質(zhì)量的提升，在面對(duì)事故時(shí)能做出有效判斷，廣大電力工作者應(yīng)對(duì)其原理進(jìn)行深入分析研究，為我國(guó)電力現(xiàn)代化發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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作者簡(jiǎn)介：黃勁（1978-），女，湖南益陽(yáng)人，國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司益陽(yáng)供電分公司助理工程師，研究方向：設(shè)備監(jiān)控、變電運(yùn)維。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）