變電站監控信息接入的智能驗收系統設計

范衛東, 趙勇, 沈旭珍, 張舒麗

(國網內蒙古東部電力有限公司, 呼和浩特 010010)

0 引言

伴隨著電網運行的不斷發展，電力企業構建了大運行體系，并在很大程度上增加了智能變電站的運行投入力度。另外，為了滿足人們生活的多元化需求，變電站還需做進一步的擴建與改造工作。這就要求相關部門工作人員，即調度自動化、監控、現場變電站施工、調試等各個崗位員工循環檢驗并實時監控信號。在需要驗收大量信號的時候，校驗工作任務就會越來越繁重，這樣一來，調度控制中心所監控的數據規模逐漸擴增時，所需驗收的信號也會明顯增多，從而造成電網監控工作備受阻礙，還會直接影響信號驗收工作的正常有序進行[1]。

1 變電站監控信息接入自動驗收內容

1.1 遙測信息

試驗人員承擔相應的遙測任務，利用外加信號源，對電流、電壓、溫度等各種遙測信息進行模擬產生。

1.2 遙信信息

試驗人員采用整組傳動、操作設施設備、設備本體點端子等各種方式，生成遙信信號。而監控人員則應該實時檢查主站端的遙信值，確保其與現場設施設備狀態保持一致。

1.3 遙控、遙調操作

對傳動開關、主變有載開關、重合閘、備自投功能軟壓板等進行實踐操作，以此開展實際操控驗證。在遙控軟壓板之后，實時監控畫面上其具體位置信號變位的正確性，重合閘充電、備自投充電等遙信信號的對應變位，并到現場根據實際情況做詳細核對。

1.4 監控畫面

所謂監控畫面主要包含接線圖畫面和光字牌畫面等等，其中驗收內容主要包含接線圖畫面與現場接線方法的一致性，設備名稱編號調度命名的正確性，光字牌畫面所包含的事故類和異常類信息的準確性，事故分閘的推圖，等等[2]。

2 變電站監控信息接入驗收現狀分析

2.1 環境不規范

監控信息接入驗收涉獵范圍十分廣泛，其中各個單位之間，受管理范圍和技術等各種因素差異的影響，導致彼此之間缺乏有效配合與協作。現階段，多半輪值的驗收方式導致工作人員不斷更換，現場驗收工作人員不準時到崗，信號責任區域劃分不明確，接線和信號圖制作不健全，驗收中現場交接與調控中心監控信號的交接不同步等各種現象，使得監控驗收環境明顯缺乏規范性。

2.2 表格不規范

盡管各個區域都在采取各種相應的方式，匯總并敘述監控信息，然而在實際應用中，因為單位和廠商不同，設備裝置存在差異，導致監控信息表缺乏規范性，最為突出的問題就是遙信點號出現重復，遙測信號太過繁雜冗余，遙控通道信息嚴重缺失等等[3]。

2.3 過程不規范

現階段，就驗收而言，因為人員業務素質與專業素養存在一定差異，驗收方式與順序也明顯不同，而且尚未制定統一標準與驗收流程，以及詳細的要求。因此，在驗收工作中，現場和監控驗收工作人員主要采取的是自主選擇驗收的方式與流程。這樣的不規范過程，直接造成了漏檢、錯檢、復檢等不良現象。

2.4 記錄不規范

變電站監控信息接入驗收時間太過冗長，所涉獵人員繁雜，多班輪值驗收方式的利用，很容易造成驗收中斷或延誤，導致驗收、反饋以及復驗等整個驗收記錄過程不健全，難以實現閉環管理模式，構成責任追溯機制根本不能構建和完善，從而無法實現設備的全面化、動態化管理，進而嚴重阻礙了驗收工作的有效、有序開展。

2.5 部門矛盾

受各種相關因素的影響，即管理范圍、處理對象、技術層次等，各個部門之間在協調時，經常會出現各式各樣的分歧。監控端需要一些信號，但是現場并沒有對此設置。現場信號屬于合并上傳的形式，但是監控需要進行分層次上傳。對此，這就要求電力調度控制中心積極協調其他的相關部門，在驗收整個過程中，根據實際情況，適當調整和完善驗收方案，并健全驗收過程[4]。

3 人工智能理論視域下的變電站監控信息接入自動驗收體系支撐系統

變電站監控信息接入自動驗收體系的支撐系統構建了各種新模塊，制定了可視化對策，以全面覆蓋了變電站現場與調度主站的全方位信息，從而實現了對監控信息接入驗收的全過程管理。變電站監控信息自動接入驗收體系的支撐系統具體如圖1所示。

3.1 主站端

主站端信息接入自動驗收系統，主要是以人工智能電網調度技術支持系統作為基礎的一種高級化應用，其所涉及的內容主要是對廠站輸送的遙信、遙測、遙控信息進行模擬，并利用計算機程序，實現主站自動驗收功能，具體功能如圖2所示。

圖1 變電站監控信息自動驗收體系支撐系統

圖2 主站端信息自動驗收系統

其一，前置信息校驗主要標準是信息表管理系統表格，就遙信、遙測、遙控出發，將主站中的數據庫信息讀取出來，并對其維護工作的準確性進行檢驗。在校驗之后，進行結果比較分析，監控人員則據此向自動化人員反饋信息，以便于有效修正。其二，遙信自動驗收，主要是廠站端在自動驗收程序根據既定順序，逐漸傳輸監控信息，主站端的驗收程序則是以既定發送和變位順序進行，對輸送信息的正確性進行檢驗。其三，遙測自動驗收針對的是現場所傳輸的數據信息與預定遙測值之間的一致性，并做進一步判斷。其四，遙控自動驗收則是根據相關標準，利用實控操作，按照驗收程序，進行一次性遙控分合，采集現場設施設備的具體位置，檢查其變化程度，并進行判斷。其五，遙測鏈接正確性校驗其所涉獵內容為遙測值和間隔的對應，利用批量發送對數據進行模擬校驗的模式，主站端自動驗收系統則為測點設置遙測值，在發送數據之后，相關人員進行位置檢查，判斷遙測鏈接的準確性。

主站端驗收主要劃分為三大步驟，第一信息表比對分析，監控人員將標準信息表導入到自動驗收系統中去，并對數據庫中的信息維護規范性進行全面檢查，一旦發現問題，及時通知工作人員進行修改、維護與優化。第二聯調驗收，及時啟動自動驗收系統的聯調功能，并接受現場傳輸的各項信息，自動驗收系統對信息的正確性做進一步判斷。第三數據鏈接檢查，自動系統傳輸的遙信遙測信息，需要監控人員全面詳細檢查，確保數據信息與間隔對應之間的一致性。

3.2 廠站端

廠站端信息自動驗收系統主要包括三項功能，具體如圖3所示。

圖3 廠站端信息自動驗收系統

廠站端自動驗收系統不僅具備變電站側的常規驗收功能，還增添了兩大獨特功能，即虛擬前置與虛擬廠站，在虛擬系統前置驗收合格的基礎上，通過虛擬廠站系統實行信息聯調，直接避免了二次調試，大大提高了變電站端驗收效率與水平。

廠站端的自動驗收系統主要包含三個環節，其一，對遠動通信的裝置信息進行一一核實。基于虛擬前置系統的監控信息表，獲取監控信息，并以計算機程序為載體核對其一致性進行核對；其二，調試站端設施設備。在實際現場裝置中，檢修員工以實際操作或短接拆接端子等方法，對告警信息進行模擬并發送，實時監測變電站工作人員工作站與虛擬前置系統信息，確保其與現場調試信息相符；其三，聯調驗收。以虛擬廠站系統的方式，根據信息表順序，將告警信息傳送到主站驗收系統中，以便于判斷信息間的一致性。

3.3 廠站端和主站端

廠站端和主站端信息聯調系統所驗收的主要內容包含遙信、遙測、遙控信息表。首先，把主站前置與廠站遠動通信裝置中的遙測、遙信、遙控及時復位，其中，遙測的初始狀態是0，遙信是復歸，遙控是開關分位。其次，主站端啟動自動驗收，人工智能變電站上送，監控人員控制主站端，檢修人員控制現場，在操作之前，雙方需要確認。再次，主站自動驗收系統發送指令，廠站自動驗收系統接收信息之后啟動相關程序，并記錄校驗結果，一旦出現差異，及時指出并備注原因。最后，生成報告，其中需要包括失敗項目與原因，監控人員則據此，找出根源并快速上報[5,10]。

4 人工智能理論視域下的變電站監控信息接入自動驗收標準化建設

4.1 人員信息標準化

人工智能變電站監控信息所涉獵的人員體系太過龐大，所以需要標志相關標準，以此確保在驗收監控信息初始階段，便可以對工作人員進行掌控，并實時跟蹤整個過程。

4.2 信息表標準化

就人工智能變電站監控信息驗收而言，為了符合安全、高效和實用等多元化驗收要求，編制相關驗收信息表。

4.3 流程圖標準化

在驗收過程中，詳細填寫人員信息，并核對設施設施、安全措施等等，再根據標準化要求，接入并驗收監控信息，具體流程如圖4所示。

圖4 監控信息驗收標準化流程

在根據具體流程進行驗收的時候，順序十分關鍵。一般情況下，在自動化運行維護人員調試通道之后，其與監控人員先驗收遙信。然后繼保人員發送遙測信號，上傳監控端，監控人員和運行維護人員一一核對并驗收。最后，通過自動化運行維護隊伍進行通道更換，監控人員和現場人員及時驗收遙控、遙調、自動調節等相關信息。因為遙視信息與信號系統之間是相互獨立的，所以應單獨驗收，一般來說會在所有信息驗收之前或之后進行。

4.4 信號順序標準化

在驗收信號時，一旦現場工作人員對其順序進行更改，就會造成設施設備與接頭不斷拆裝，從而直接導致驗收時間被延誤。為了確保驗收工作的高效、順利完成，在監控信息驗收時，應嚴格按照相關順序進行，具體如表1所示。

表1 監控信息驗收標準化信號順序

4.5 驗收記錄標準化

在人工智能變電站監控信息驗收后，需要詳細記錄其中所遇到的問題、被刪除的信號、遺留的信號、現場反饋等各種狀況，并匯總成報告，存儲在系統網盤中[6,13]。

5 智能變電站監控信息接入自動驗收方式創新策略

5.1 創建專職信號驗收小組

構建完善的專職信號驗收小組，以便于有序開展驗收工作。在正式驗收前，工作人員需要做好準備工作，即聯系操作人員到位，明確驗收時間。就信號驗收工作，由工作人員進行全面記錄整理，并總結經驗，有效提高信號驗收效率與水平。信號驗收小組工作人員和監控工作之間保持獨立關系，在發生電網異常故障時，員工可以繼續進行信號驗收，以確保驗收工作的有序開展。

5.2 明確信號驗收責任區域

信號驗收人員及時聯系自動化員工，把驗收的變電站狀態轉換成調試。驗收人員還應把權限調節成為調試區，以此劃分權限。在此模式下，驗收人員只可以接受監控權限內的信號，并加以接收。變電站監控人員則不再接受驗收信號。以責任區進行劃分，開展工作，從而有效提高工作效率與水平[7-9,11-12]。

6 人工智能理論視域下的變電站監控信息接入自動驗收仿真

6.1 實例

就變電站監控信息接入自動驗收系統設計而言，某地區在110 kV開關站升壓改造時，進一步做了實踐仿真分析，并對具體實施效果做了詳細討論。

6.2 實施效果

就A變電站監控信息接入自動驗收工作的耗時情況做了匯總，具體如表2所示。

表2 A變電站監控信息接入驗收耗時情況

就結果可知，傳統人工驗收，其信息驗收單位時間大約3 min，由于對現場相關工作人員之間的配合，設施設備情況，總控通道切換，人工識別等各種狀況等各相關因素做了充分考慮，因此其時間的準確性相對較高。而利用自動驗收系統，信息驗收的單位時間只有1 s，可以嚴控各個斷路器的分合操作循環30 s，核對的匹配度高達100%，在很大程度上縮減了信息驗收的時間。

就110 kV變電站升壓作為實例，按照相關電調明文規定，110 kV變電站升壓驗收的時間在6個工作日，每日工作時長為8 h，在利用自動驗收系統之后，可以縮短到5.9天，驗收效率得到了明顯的提高，具體如表3所示[5]。

表3 A變電站監控信息接入驗收效率

7 總結

綜上所述，隨著科學信息技術的不斷更新發展，人工智能開始在各個領域備受青睞，變電站也不例外，尤其是在監控信息的驗收系統中。監控信息對于變電站而言，發揮著不可替代的重要作用，其不僅可以將現場運行設施設備的具體狀態全面反映出來，還能夠通過利用自身綜合研判作用，熟練掌控電網的具體運行狀況，從而促使故障處理效率與質量得以提升。基于人工智能理論，進行變電站監控信息接入自動驗收系統設計與仿真，結果顯示，效果十分顯著，正確率高達100%，需要大力推廣與廣泛應用。但是，其中依舊存在一些問題亟待做進一步探究與分析[14]。