電力調(diào)度自動(dòng)化主站智能告警功能的工程應(yīng)用及運(yùn)行分析

張宗包 胡亞榮

摘要：隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的發(fā)展壯大，電力工程技術(shù)在不斷完善和進(jìn)步。但是由于電力系統(tǒng)自身的特點(diǎn)，在電力調(diào)度運(yùn)行中仍然經(jīng)常出現(xiàn)各種事故，影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。主站智能告警技術(shù)的應(yīng)用可以提升電網(wǎng)監(jiān)控效果，提高電力調(diào)度的效率，有利于電力系統(tǒng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電力調(diào)度自動(dòng)化;主站;智能告警功能

引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的增大以及電網(wǎng)自動(dòng)化水平的提升，電力調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)采集的信息量向海量化方向發(fā)展，給調(diào)度員的監(jiān)控工作帶來(lái)更大的壓力。在臺(tái)風(fēng)等惡劣天氣下，廠站上送信息成倍增加，導(dǎo)致調(diào)度監(jiān)控人員對(duì)電網(wǎng)信息的監(jiān)控難度大幅提高。舊有的告警功能已經(jīng)難以適應(yīng)高效監(jiān)控的需求，需對(duì)海量告警信息進(jìn)行更加快速、深入、智能篩選、分析、處理和總結(jié)，進(jìn)而提高對(duì)電網(wǎng)整體運(yùn)行狀態(tài)的感知能力和對(duì)故障或異常的處理速度。在此背景下，智能告警技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。為設(shè)備運(yùn)維人員提供高效、直觀的告警信息和輔助決策依據(jù)，提高了電網(wǎng)事故分析的準(zhǔn)確度，加快了電網(wǎng)事故判斷處理的速度，為檢修復(fù)電節(jié)約了寶貴時(shí)間

1建立電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化智能報(bào)警系統(tǒng)的重要性

目前，全國(guó)各地變電站的無(wú)人值班制度和綜合自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)的改進(jìn)工作正在進(jìn)行中，迅速加大了信息的獲取量，其中以微機(jī)保護(hù)的綜合運(yùn)用、變電站遙控信息的變化尤為顯著。各種設(shè)備的具體位置信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、壓板信息等的無(wú)人值班室接收的遙控信息量達(dá)到上千條，甚至更多。因此，對(duì)電力調(diào)度系統(tǒng)安全運(yùn)行的監(jiān)控要求也更為精準(zhǔn)，異常事故警報(bào)信息量也會(huì)有一定程度的提升。另一方面，電網(wǎng)容量的急劇上升，對(duì)電網(wǎng)調(diào)度的安全性、穩(wěn)定性等性能的要求也更高，這是為了方便操作人員能夠更快更準(zhǔn)地對(duì)實(shí)時(shí)異常事故信息進(jìn)行分析。在規(guī)模較大的電力系統(tǒng)運(yùn)行中，調(diào)度操作人員需要對(duì)數(shù)量龐大的正在運(yùn)行的設(shè)備各項(xiàng)實(shí)時(shí)參數(shù)，內(nèi)容繁雜，需要高度集中精力，及時(shí)掌控電網(wǎng)異常情況。盡管這樣謹(jǐn)慎，只憑眼睛監(jiān)控仍無(wú)法避免疏忽遺漏，只有建立設(shè)備異常智能警報(bào)系統(tǒng)才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況，迅速采取有效措施以防止安全事故的發(fā)生，并且，智能報(bào)警系統(tǒng)還能分擔(dān)調(diào)度員的重任，讓他們有更多的時(shí)間和精力去分析處理發(fā)生故障的設(shè)備、儀器。線路從過(guò)負(fù)荷到造成線路跳閘斷開(kāi)，整個(gè)過(guò)程需要一定的時(shí)間和積累足夠的負(fù)荷增長(zhǎng)（環(huán)形電網(wǎng)線路未滿足N-1原則的情況下，因某條線路跳閘引起其他線路超過(guò)載荷而斷開(kāi)的情況除外），而線路的后備保護(hù)設(shè)置一般為該線路最大載荷電流的1.43倍及以上。因此，在電網(wǎng)線路、運(yùn)行設(shè)備達(dá)到滿載時(shí)跳閘也需要一定的時(shí)間，若此時(shí)智能報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出預(yù)警及時(shí)提醒調(diào)度控制人員采取相關(guān)措施，就能夠有效避免線路安全事故的發(fā)生及擴(kuò)大

2智能報(bào)警系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)

2.1報(bào)警平臺(tái)拓?fù)湓O(shè)計(jì)

報(bào)警平臺(tái)拓?fù)湓O(shè)計(jì)所要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)是當(dāng)出現(xiàn)異常情況或緊急故障時(shí)，能夠快速及時(shí)通知相關(guān)管理人員采取措施解決問(wèn)題，改變自動(dòng)化值班人員對(duì)整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)視的低效率、高成本狀況。

2.2智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)置

當(dāng)前的智能報(bào)警系統(tǒng)一般都嵌套有3個(gè)預(yù)警子系統(tǒng)，針對(duì)不同的預(yù)警程度作出有所區(qū)別的顯示。第一種是正常執(zhí)行的預(yù)警系統(tǒng)。就目前的狀況來(lái)看，一般都只是顯示路線開(kāi)關(guān)跳閘警報(bào)，而這些只是常規(guī)開(kāi)關(guān)邊位的操作和線路故障的開(kāi)關(guān)跳閘，不能清楚地辨別出故障的真實(shí)緣由。根據(jù)這一種情況，需要對(duì)預(yù)警系統(tǒng)作出一定的調(diào)整設(shè)置，若線路出現(xiàn)異常而發(fā)生開(kāi)關(guān)跳閘情況，預(yù)警系統(tǒng)要作出必要的提示，警示燈要閃爍，在沒(méi)有解除警報(bào)之前不能停止閃爍，而且要發(fā)出報(bào)警聲;若是由于執(zhí)行正常的操作而對(duì)開(kāi)關(guān)執(zhí)行相關(guān)的變動(dòng)，預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)該能夠識(shí)別此操作是正常操作并不會(huì)發(fā)出等級(jí)為重要警報(bào)的聲音，僅需要進(jìn)行一定的提示和次要報(bào)警就可以了。第二種系統(tǒng)是異常報(bào)警系統(tǒng)。只要主變壓器的設(shè)備電壓超過(guò)預(yù)先設(shè)定的安全穩(wěn)定值時(shí)，異常報(bào)警系統(tǒng)就應(yīng)該立即彈出具有相關(guān)提示的報(bào)警窗口，提示操作人員這時(shí)候的系統(tǒng)功率不符合變電所所要求的運(yùn)行條件。若不能及時(shí)消除異常，大部分的無(wú)功功率就會(huì)被電動(dòng)機(jī)投入運(yùn)行故障的裝置中，接著陷入死循環(huán)，最后會(huì)造成整個(gè)電網(wǎng)失去控制，停止供電，影響用電安全。操作人員需要通過(guò)觀察電壓棒圖是否改變顏色，重點(diǎn)關(guān)注運(yùn)行參數(shù)文字顏色是否發(fā)生改變并不停閃爍，來(lái)確認(rèn)電壓器是否出現(xiàn)故障，以便及時(shí)進(jìn)行維修處理。第三種系統(tǒng)是事故告知系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)生事故的時(shí)候，這個(gè)告知系統(tǒng)會(huì)立即啟動(dòng)，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行斷開(kāi)開(kāi)關(guān)和跳閘操作，并且在執(zhí)行斷開(kāi)操作時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)向調(diào)度人員發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)，并記錄相關(guān)的信息。

3智能告警運(yùn)行分析

未正確告警主要包括漏告警、誤告警、告警結(jié)果異常三種情形。其中，漏告警表示應(yīng)該給出推理結(jié)果但實(shí)際沒(méi)有給出推理結(jié)果;誤告警表示應(yīng)該不會(huì)給出推理結(jié)果但實(shí)際給出了推理結(jié)果;告警結(jié)果異常表示給出了推理結(jié)果但推理結(jié)果的內(nèi)容不正確。運(yùn)行分析表明，未正確告警的常見(jiàn)原因如下。

3.1廠站端漏告警導(dǎo)致智能告警推理結(jié)果不正確

由于廠站端推送的原始告警信息不完整，缺少了告警推理分析需要的重要元素，導(dǎo)致智能告警不能給出推理結(jié)果，或給出不正確的推理結(jié)果。

3.2廠站端告警信號(hào)延時(shí)導(dǎo)致智能告警推理結(jié)果不正確

考慮到程序運(yùn)行穩(wěn)定性，智能告警規(guī)則匹配時(shí)采用時(shí)間窗機(jī)制。從接收到符合某條推理規(guī)則的邏輯推理元素開(kāi)始，啟動(dòng)時(shí)間窗，計(jì)時(shí)結(jié)束后，結(jié)束規(guī)則匹配，給出推理結(jié)果，釋放軟硬件資源。如果廠站端推送給調(diào)度主站的告警信號(hào)存在延時(shí)，邏輯推理元素的時(shí)間差超出了推理時(shí)間窗，則超出時(shí)間窗的告警信息將不能正確納入規(guī)則匹配過(guò)程，導(dǎo)致智能告警不能給出推理結(jié)果，或給出不正確的推理結(jié)果。

3.3廠站端誤告警或主站端未及時(shí)掛牌導(dǎo)致智能告警推理結(jié)果不正確

廠站在調(diào)試、定檢時(shí)，會(huì)向主站上發(fā)送無(wú)規(guī)律的告警信號(hào)，這些信號(hào)不能反映設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。正常情況下，當(dāng)調(diào)度員在主站掛上調(diào)試/檢修標(biāo)識(shí)牌后，智能告警模塊可以過(guò)濾調(diào)試/檢修設(shè)備的告警信號(hào)。實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，調(diào)度員如果沒(méi)有及時(shí)掛牌或漏掛標(biāo)識(shí)牌，調(diào)試/檢修信號(hào)將會(huì)參與智能告警邏輯推理，產(chǎn)生不正確的推理結(jié)果，干擾調(diào)度員判斷電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

3.4主站智能告警推理模型配置不完善導(dǎo)致智能告警推理結(jié)果不正確

準(zhǔn)確的原始告警信息、完善的推理模型、穩(wěn)定運(yùn)行的規(guī)則匹配程序是影響智能告警推理結(jié)果正確性三個(gè)重要因素。告警信號(hào)分類不正確、告警推理規(guī)則配置不正確將直接導(dǎo)致智能告警檢索不到正確的匹配對(duì)象，無(wú)法推理出正確的結(jié)果。由于此類原因引起的不正確告警問(wèn)題相對(duì)容易排查，問(wèn)題整改過(guò)后一般不會(huì)重現(xiàn)。

結(jié)語(yǔ)

長(zhǎng)期運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，調(diào)度自動(dòng)化主站智能告警的實(shí)用化程度取決于原始告警信息的準(zhǔn)確性和推理規(guī)則庫(kù)的完備性，調(diào)度機(jī)構(gòu)通過(guò)智能告警的運(yùn)行分析和未正確告警問(wèn)題的閉環(huán)整改，發(fā)現(xiàn)并處理原始信號(hào)和模型存在的問(wèn)題，在提升智能告警正確率的同時(shí)，也提升了原始信號(hào)和模型的質(zhì)量。推理規(guī)則庫(kù)是智能告警功能的核心，推理規(guī)則的制定對(duì)專家經(jīng)驗(yàn)的依賴度較高。隨著運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的積累，推理規(guī)則將不斷得到完善，智能告警推理結(jié)果將更加豐富且準(zhǔn)確，調(diào)度運(yùn)行人員的監(jiān)控壓力將進(jìn)一步減小。

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作者簡(jiǎn)介

第一作者張宗包（1985），男，碩士研究生，工程師，主要從事電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)研究。