基于調控一體化系統的重要遙測量智能監視方法

羅小龍譚紅艷

（1.畢節供電局，云南 畢節 551700；2.畢節市第二人民醫院，云南 畢節 551700）

基于調控一體化系統的重要遙測量智能監視方法

羅小龍1譚紅艷2

（1.畢節供電局，云南 畢節 551700；2.畢節市第二人民醫院，云南 畢節 551700）

為方便調度員和監控人員更有力地管理電網中的某些重要遙測量，提出一種準確監視這些量跳變和越限現象的智能監視告警方法。方法給出較科學的跳變和越限門檻值選擇，充分利用新投運的畢節電網調控一體化系統的潛在功能及時序數據庫技術，準確實現重要遙測量跳變和越限事故上告警窗告警和自動推高密度曲線畫面告警。方法在畢節電網中得到了很好的應用，為調度員和監控人員對重要遙測量的管理工作提供了強有力的技術支持。

調控一體化；重要遙測量；智能監視；告警

隨著電網的快速發展，傳統的電能管理系統（EMS）已經無法對電網進行有效監控。近年來，各級調度機構和科研院所采用新的通信技術、電子技術和自動化技術，按照國際、國家和行業標準研發了新一代的調控一體化系統，并在各調度機構得到了廣泛應用［1-9］。

2014年，畢節電網投運了一套新一代的調控一體化系統。該系統接入了 35kV及以上電壓等級變電站的一次設備狀態量、模擬量和大量的保護信號。由于某些模擬量如重要客戶電流值、有功值和無功值、地區電網總負荷、中樞點電壓值、聯絡線電流值、有功值和無功值等非常重要，調度員或監控人員需要實時掌握它們跳變或越限情況。新系統投運前，因原EMS系統的功能限制，畢節地調一直采用人工監視重要遙測量統一監視界面的方式，不僅費時費力，而且難以準確捕捉跳變或越限現象。同時，由于原EMS系統并未部署時序數據庫，只能調取周期性采樣曲線。當跳變或越限現象發生在采樣間隔時間內時，無法直觀反映。為了更好地監視重要遙測量跳變或越限現象，本文充分挖掘調控一體化系統的潛在功能，提出了一種科學的跳變或越限門檻值選擇方法，充分利用時序數據庫技術、數據采集與監控（SCADA）功能模塊和專家告警系統實現重要遙測量越限或跳變告警，自動推圖顯示越限或跳變遙測量的高密度曲線畫面，提高調度員或監控人員的監控能力。

1 調控一體化系統概述

畢節電網調控一體化系統中遙測量跳變或越限現象智能監視告警方法的實現，主要使用了調控一體化系統中的部分實時庫表和時序數據庫技術。

1.1 相關實時庫表

調控一體化系統中廠站定義表、多點源表、限值表和跳變事故定義表等的部分關鍵域具體描述見表1至表4。

表1 廠站信息表

表2 點多源表

表3 限值表

表4 跳變事故定義表

1.2 時序數據庫技術

關系型數據庫是調控一體化系統必配的數據庫，需要配備大容量的磁盤陣列設備，但空間仍然有限，主要用于圖形和部分數據的存儲，無法解決巨量數據的存儲問題。

調控一體化系統接入遙信量、遙測量和保護信號量巨大，再加上電流、有功、無功和電壓等的采樣值，以及電力系統應用軟件（PAS）中的數據等，數據總量往往達十幾萬、幾十萬條，基至更多。時序數據庫技術能較好地解決高實時性、高密度、高頻和巨量數據存儲等問題，對數據的存儲分辨率可達1s甚至更短，并能完整反映數據變化的真實情況，是一種按“時間+變化數據”的時間序列結構對實時變化數據進行存儲的技術。其利用數據壓縮和過濾技術，大大壓縮數據對存儲空間的占用率［10］。

2 基于調控一體化系統的重要遙測量智能監視告警

2.1 遙測量跳變門檻值選擇及實現

1）歷史存儲遙測量跳變門檻值選擇

畢節調控一體化系統投運前，即將停運的原EMS系統保存了重要遙測量的5min采樣值。針對某一重要遙測量，假定近一年來重要遙測量的5min采樣值均為正常值，記為 P11，P12，…，P1n1，P21，P22，…，P2n2，…、Pm1，Pm2，…，Pmnm。其中，Pmnm為該遙測量第m天第nm次采樣值。

若存在跳變值，則進行剔除。

遙測量跳變門檻值為

2）無歷史存儲的遙測量跳變門檻值選擇

對于沒有歷史采樣數據的遙測量，直接進行時序庫采樣，按7日為周期對遙測量跳變門檻值不斷修正。假定第一個周期中時序庫存儲的時序數據為P（t1），P（t2），…，P（tn），第二個周期的遙測量跳變門檻值由式（6）計算:

第三個周期的遙測量跳變門檻值，需要對第二個周期的時序數據統計出最大值 P2max和最小值P2min。門檻值取:

第n+1個周期的門檻值為

若存在跳變值，則進行剔除后再進行門檻值選擇。

3）遙測量跳變事故智能監視告警實現

廠站信息表中新建一個與遠程測控終端（RTU）無實際通信的廠站（表1），用于管理實現智能監視告警的重要遙測量。在本廠站測點遙測定義表中新增與需要監視的重要遙測量同一名稱的遙測量，因為該廠站并未與廠站RTU實際通信，所以此類遙測量是非實時值。通過遙測定義表設置“點多源”，該非實時遙測量自動添加于點多源表中，記錄于點多源表中域“結果ID”處，通過表中域“來源ID”建立該量與被調取廠站相應實時遙測量的關聯關系，使得新建廠站測點遙測定義表中的非實時量與實際通信廠站的相應實時遙測量的值在任意時刻相等。將測點遙測定義表中的遙測量添加至跳變事故定義表中，作為跳變事故定義對象。將式（3）或式（6）計算結果相應地填入跳變事故定義表中，選擇變化值為判別標準，并將該遙測量跳變現象定義為事故類。專家告警系統中正確定義事故上告警窗和自動推畫面告警行為。

對新建廠站遙測量進行時序庫采樣，遙測量變化時將以“時間+變化數據”的序列數據存儲于時序庫中，完整記錄被采樣數據的任一變化值。通過圖形編輯界面的曲線工具完成曲線制圖，以新建廠站名稱命名保存，并將該圖形名稱填入廠站表廠站接線圖名和畫面名中。當遙測量滿足跳變條件時，將進行告警窗告警和自動推高密度曲線畫面告警。

2.2 遙測量越限門檻值選擇及實現

1）電壓量越限門檻值選擇

根據《南網母線失壓技術方案》和畢節電網的實際情況，電壓正常上/下限、電壓事故上/下限和電壓停運上/下限分別以（1±10%）、（1±20%）和（1 ±70%）為系數計算。電壓量越限門檻值按表 5進行設置。

2）電流量越限門檻值選擇

2.1.3 維生素缺乏 羊只在放牧過程中容易造成維生素A、維生素D、維生素E的缺乏，引起羊只繁殖率低下和產弱羔、死胎等現象。所以，在補充飼喂時應注意胡蘿卜素和多維素等的適量添加。

除了電壓量之外，考慮越限問題的重要遙測量通常為電流值。當電流過大，導線容易損壞，線路電流過小，又造成浪費。為了保證負荷較大線路流經電流不至于過大以至于損壞線路，也確保電流過小造成線路閑置，有必要按方式和繼保專業給定的電流正常上/下限和事故上/下限進行越限設置，滿足條件時及時告警，以方便調度專業和方式專業合理安排電網運行方式。

表5 電壓量門檻值

3）遙測量越限監視告警實現

廠站信息表中新建廠站或與跳變事故智能監視告警共用同一廠站（表1），對實現越限智能監視告警的電壓量或電流量進行管理。在本廠站測點遙測定義表中新增與需要監視的重要遙測量同一名稱的遙測量。該廠站并未與廠站RTU實際通信，所以此類遙測量是非實時值。通過遙測定義表設置“點多源”，該非實時遙測量自動添加于點多源表中，記錄于點多源表中域“結果ID”處，通過表中域“來源ID”建立該量與被調取廠站相應實時遙測量的關聯關系，使得該廠站測點遙測定義表中的非實時量與實際通信廠站的相應實時遙測量的值在任意時刻相等。在遙測定義表中對該遙測量進行“限值”處理，按表 5將相應值對限值表中正常上/下限和事故上/下限門檻值進行賦值。完成曲線制圖和時序庫采樣定義后，若遙測量滿足條件時，通過專家告警系統進行告警定義后實現智能上告警窗告警和自動推高密度曲線畫面告警行為。

3 重要遙測量智能監視告警流程

3.1 重要遙測量跳變事故監視告警流程

創建一個新廠站，并對事故跳變門檻值進行選擇，通過實時庫中的各表定義和建立新廠站被監視的非實時遙測量與實時遙測量的關聯關系，完成門檻值設置、時序采樣定義、曲線制圖和專家告警系統的告警定義后，可以實現對遙測量跳變事故的智能監視告警。遙測量跳變事故監視告警流程如圖 1所示。

3.2 重要遙測量越限監視告警流程

創建一個新廠站，通過實時庫中的各表定義和建立新廠站被監視的非實時遙測量與實時遙測量的關聯關系，完成門檻值設置、時序采樣定義、曲線制圖和告警定義，最后可以實現對重要遙測量越限現象進行智能監視告警。遙測量越限現象監視告警流程如圖2所示。

圖1 重要遙測量跳變事故監視告警

圖2 重要遙測量越限監視告警流程

4 方法的應用

該方法在畢節電網中得到了很好的應用，為調度員和監控人員有效管理重要遙測量提供了強有力的技術支持。以對110kV安家井變10kV安洪線負荷 P進行跳變事故智能監視告警和對 110kV Ⅰ母線電壓 Uab進行越限智能監視告警為例，廠站名為畢節（220kV）測試變，通過前置系統模擬負荷跳變事故和電壓越限現象。

根據2014年1月至2015年3月負荷P的5min歷史采樣數據，按式（1）—式（3）可得跳變門檻值為4.87MW。按流程圖1完成相關定義和設置，將跳變門檻值4.87MW輸入表4中的域“變化值門檻”處，作為安洪線負荷P跳變事故的判別標準值。通過時序庫采樣定義界面對負荷P進行時序采樣定義，此時系統將根據負荷P變化值和變化時刻以“時間+變化值”的時間序列結構存儲在時序庫中，能完整記錄該負荷變化情況。使用曲線編輯工具對該負荷進行曲線定義，曲線關聯時序庫的時序數據。進行模擬時，實時P值約為3.34MW，通過前置系統模擬P=10MW后，系統告警窗立即告警，并完成自動推畫面顯示，如圖3和圖4所示。

圖3 跳變事故上告警窗

圖4 跳變事故推畫面

按流程圖 2完成相關定義和設置，將表 5中110kV電壓等級相對應的越限門檻值輸入110kV Ⅰ母線電壓 Uab限值表中，作為線電壓越限的判別標準值。通過時序庫采樣定義界面對 Uab進行時序采樣定義，此時系統將根據 Uab變化值和變化時刻以“時間+變化值”的時間序列結構存儲在時序庫中。使用曲線編輯工具對該線電壓進行曲線定義，曲線關聯時序庫的時序數據。進行模擬時，實時 Uab值約為114.23kV，通過前置系統模擬Uab=140kV后，系統告警窗立即告警，并完成自動推畫面顯示，如圖5和圖6所示。

通過對該方法的應用，能準確對重要遙測量的跳變事故或越限現象進行智能監視告警，不僅將告警信息準確地通過告警窗進行告警，而且實現了跳變或越限遙測量的高密度曲線自動推畫面告警，完整反映遙測量的變化特性，徹底解決了按周期采樣的弊端。

圖5 越限事故上告警窗

圖6 越限事故推畫面

5 結論

本文介紹的方法對畢節電網重要遙測量進行了有效的智能監視，為調度員或監控人員準確掌握其跳變或越限現象提供了強有力的技術支持，對加強重要遙測量的管理工作取得了良好的效果，減輕了調度員和監控人員的負擔。

1）通過新建并未與 RTU實際通信的廠站，可以對重要遙測量進行統一管理，為跳變告警或越限告警自動推高密度曲線畫面提供了可能。

2）對跳變或越限門檻值選擇的方法較為科學，為告警判別提供了標準。

3）采用時序庫技術對遙測量進行處理，曲線畫面完整反映了遙測量的變化情況，避免了周期性采樣時導致采樣間隔時間內變化數據丟失的現象，方便工作人員直觀地掌握跳變或越限情況。

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Intelligent Monitoring Method for Important Telemetry Values based on Dispatching-Control Integration System

Luo Xiaolong1Tan Hongyan2
（1.Bijie Power Supply Bureau，Bijie，Yunnan 551700；2.Bijie Second People's Hospital，Bijie，Yunnan 551700）

In order to manage a series of important Telemetry Values for Dispatchers and Power-supervisors，a intelligent monitoring-warning method for such values is proposed to judge whether the important value is hopping or limited.The Article introduces a reasonable method for acquiring hopping-threshold and limited-threshold of the values.It makes full use of the potential function of the new Dispatching-Control Integration System established for Bijie Power Grid，which could make the hopping message and the limited message warned in the alarm window accurately if the value is really hopping or limited.And the corresponding high density graphics which is solved by using the temporal database technology is displayed in the front of all graphics automatically for warning.The method is used for Bijie Power Grid commendably，and gives a strong technology to manage such values for Dispatchers and Power-supervisors.

dispatching-control integration system； important telemetry value； intelligent monitoring； alarm

羅小龍（1985-），男，貴州省畢節市人，碩士，工程師，主要從事調度自動化和微機保護工作。

貴州電網有限責任公司科技項目（K-GZ2011-055b）