五凌集控智能報警技術研究與實現

龔傳利，諶斐鳴，謝源強，邱 凱，褚 濤

（1.北京中水科水電科技開發有限公司，北京100038；2.五凌電力有限公司，湖南 長沙410004）

0 引言

隨著對能源安全與環境保護的日益重視，我國能源結構的不斷優化，水電站的安全與高效穩定運行將會愈發重要，其智能化建設已經成為水電發展的趨勢。隨著國內各大電力公司“集中控制”模式的實行和“無人值班，少人值守”運行方式的推廣，用戶對監控系統報警技術的智能化要求不斷提高，智能報警技術的研究已經成為一個水電智能化研究的全新方向。

五凌集控采用“一人一席多廠”的區域值班模式，將12個集控電廠劃分為5個區域，每個區域需同時監控2～3個電廠；集控監控系統采用“全采、全送、全監、全控”方式，集控側每個集控電廠的報警信息數據量與現場相同，造成了每個值班區域的報警信息量較大，值班人員監盤任務繁重，遺漏報警風險較高的問題，直接影響集控電廠設備的安全運行。如何在不遺漏重要信息的情況下，減少重復不必要信息，突出重要信息，是智能報警技術應用的重點。

1 傳統報警技術的局限性

1.1 報警信息的二義性

集控中心接入水電廠較多，不同電廠建設的時間跨度較大、設備廠家多樣，造成設備命名、信息采集、操作命令和報警信息等標準各不相同，在集控側顯示的報警信息不規范，可能導致報警信息二義性，運行人員無法準確無誤地掌握設備的狀態信息。

1.2 誤報和重復報警

水電廠設備檢測數據一般都處于動態變化過程，并不是理想的穩態過程，由于感知裝置自身的工作特性或檢測數據在報警閾值附近抖動，易產生不必要報警和重復無效報警，對于數據抖動導致的反復報警并沒有控制策略，增加了系統的報警數量，增加了運行人員的甄別難度。

1.3 缺乏關聯報警信息

報警信息相互關聯，但沒有建立報警關聯模型，無法方便查看相關量報警信息，不能及時掌握相關信息。對于不同機組同一類信息也不能一鍵查看，這些都影響運行人員監盤效率。

1.4 缺少輔助設備狀態預警信息

泵是水電廠中重要的輔助設備，泵的啟、停具有明顯的規律性和周期性，如若泵的啟停間隔，運行時間與正常運行數據產生偏差，則可判斷泵或者機組某些部位出現故障。通過檢測泵的運行時間和啟停間隔，可以對機組或者泵的狀態進行預警，目前的預警模型配置復雜，現場工作人員積累的大量經驗無法利用，增加了機組狀態預警難度。

1.5 湮沒重要報警信息

傳統計算機監控系統中，電站產生的事件報警傳遞方式一般通過事件信息、畫面顯示、語音播報、OnCall短信等多種方式告知運行人員。一般集控都采用“全采，全送，全監，全控”的運行方式，當集中出現報警信息時，畫面會有大量報警信息涌現，重要報警信息一閃而過；由于語音播報延時，無法播報重要的報警信息，給電廠安全運行帶來隱患。

1.6 缺少一鍵巡檢功能

在電廠交接班過程中，不同班次運行人員對報警禁止、掃查禁止等信息的設置也不相同。對于掃查禁止、報警禁止、報警未確認、掛牌操作、強制/退出控制等信息沒有及時設置或清除，可能影響運行人員監屏，有必要研究一鍵巡檢方法。

2 遠程集控智能報警技術方案

2.1 規范報警信息

準確的報警信息是實現精確報警的根本。以下工作都應在集控側和電站側開展核查，首先應核查LCU分類是否規范，設備命名是否準確；其次，需要核查信息采集、操作命令、順序流程、報警信息和監控畫面是否規范；最后，還需檢查集控和電廠信息是否保持一致。

2.2 分級報警

為避免重要的報警信息被其他報警信息湮沒，首先對報警信息進行等級劃分，等級高的報警先報，逐級報警，等級劃分如下：

Ⅰ級報警：需要立即停機進行處理的事故點及需要重點關注的事件。

Ⅱ級報警：需要立即采取應急處理措施的故障點及需要密切關注的事件。

Ⅲ級報警：除上述Ⅰ級、Ⅱ級以外的其他報警。

2.3 條件報警

（1）預設報警條件

根據用戶需求，通過在閉鎖庫中配置報警條件，設置模擬量或狀態量報警觸發條件，只有滿足報警條件時可以報警，這樣可以減少大量不必要的報警信息。

（2）條件報警處理策略

定義了報警閉鎖的報警點，在此點產生報警的時刻，如果報警條件滿足則直接報警，如果報警條件不滿足，那么先將此報警加入重報警區，在系統條件滿足時重新報警，如果長時間（用戶可根據運行需求進行自定義，系統模式時間為24 h）報警條件不滿足，則不再對該點的此次報警進行重報警。

2.4 延時報警

為了滿足用戶對監控抖動報警事件的延時過濾需求，增加監控事件的組態延時條件功能。如果在延時時間段內，報警事件狀態復歸，則過濾掉此抖動報警事件。

（1）開關量延時報警

開關量狀態變位后持續時間超過定義的延時時間才產生報警事件。比如某開關量定義的延時報警閉鎖時間為3 s，那么只有開關量狀態變位且持續3 s以上，才會報警，如果該點在3 s內狀態復歸，則不會產生報警事件。

（2）模擬量延時報警

模擬量延時報警功能同開關量，只是相對于開關量更復雜，持續時間大于延時定義時間的越復限狀態才會報警，且延時后越限與復限成對出現。比如某模擬量延時報警閉鎖時間設置為10 s，當其越上限7 s后變為越上上限，越上上限8 s后復上上限，持續12 s后復歸，且復歸持續時間大于10 s，假設越上限時刻為0 s，系統將在10 s時刻產生越上限（越上上限包含了越上限的狀態），第37 s產生復歸。

2.5 關聯報警

（1）同事件不同時間報警

對于事件一覽表某事件，為了及時掌握該點事件信息，右鍵點擊需查看事件，下拉菜單會出現“該動態點事件”打開該動態點事件會記錄當天所有該點動作、復歸的信號，效果如圖1所示。

圖1 動態點事件

（2）組態查看相關量信息

查看某一事件相關量信息。提供組態方法，用戶可根據需求，自定義配置相關量，支持模擬量和開關量配置。當該事件出現時，點擊該事件可以查看相關點實時值、狀態、數據質量、報警允許、掃查允許等信息，并可查看配置的相關量相關信息，如圖2所示。

圖2 相關量相關信息

2.6 輔機設備健康預警

（1）預定義設備專家庫

預定義設備運行專家知識庫，比如：配置泵、氣機等輔機設備啟停時間、啟停間隔等，當達到預定條件后報警，實現對設備健康狀況進行預警。建立輔機運行、停止時間點，對設備運行時間進行統計，當超過預定時間后在事件一覽表中產生事件。

（2）組態自定義預警模型

系統提供了組態自定義模塊，包括基本算法和預定義的智能算法，用戶可根據運行經驗，通過定義設備預警模型實現對設備狀態診斷，并且支持自定義模板保存功能，同一集控下的電廠可同時上傳和下載。如統計頂蓋泵運行時間，啟停次數以及其他相關條件，可判斷是頂蓋漏水增大還是排水泵效率低問題。

2.7 一鍵巡檢

該功能在集控層實現。采用一鍵巡檢的方法，實現條件巡檢和交接班巡檢，生成報告，讓運行人員及時了解系統狀況。可在人機界面上查看巡檢記錄，生成Excle、TXT格式巡檢記錄。交接班巡檢結果會自動與上次交接班巡檢結果進行比較。

TXT格式巡檢報告順序記錄掃查禁止、報警禁止、報警未確認、掛牌操作、強制/退出控制。巡檢記錄分別用本班新增、本班解除、歷史遺留標識。Excel：使用不同顏色文字標識，Excel格式巡檢包括使用不同工作表分別存儲各類型巡檢記錄。

3 結論

針對傳統報警技術報警信息量大且重復報警，重要信息可能被湮沒，時常產生誤報，缺少輔機設備狀態預警模型的問題，提出了梯級水電廠集控智能報警技術方案，通過在五凌集控推廣應用，誤報信息和重復信息基本消失，用戶通過組態自定義報警模型實現了對輔機狀態預警，減小了運行人員的勞動強度，提高了工作效率，為水電廠安全穩定運行提供了保障，有力推動智能水電站發展。