電網(wǎng)調(diào)控模式下監(jiān)控信號縮減研究與效果分析

黃育斌

（國家電網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司，福建 廈門 361000）

1 問題原因分析

供電公司實施“調(diào)控一體”運行模式改革后，集約統(tǒng)一了原本相對分散的電網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務。由于監(jiān)控專業(yè)管理未增設專職管理人員且信號管理長期管控不到位，因此造成影響生產(chǎn)安全的問題突出，主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

（1）變電站新建、改擴建工程從設計、施工到調(diào)試驗收，自動化系統(tǒng)采集的信息缺乏管理規(guī)范。不同設計單位和廠家往往根據(jù)自己的習慣提供信息表，直接給自動化人員填庫和調(diào)試，直至送電運行。專業(yè)人員沒有審查把關信息采集的完整性、信息名稱的準確性，導致日常運行過程中大量信號含義模糊，不符合規(guī)范標準，導致命名或分類不規(guī)范的信號數(shù)量日益增長。

（2）海量信號中有效信號占比率低，導致監(jiān)控工作效率低。運行人員日常監(jiān)視界面普遍存在信號過多的問題。某電網(wǎng)公司管轄變電站共15座（7座110 kV站，8座35 kV站），列入調(diào)控中心監(jiān)控范圍的有11座。實施信號閉環(huán)管理前，通常情況下日均全網(wǎng)信號量7 000多條，信號量大時能達到1萬多條。監(jiān)控員日均監(jiān)視上窗信號達4 000多條，需時常監(jiān)控的前3類信號基本未經(jīng)過濾，其中誤報、頻報以及多報的信號所占比率較高。電網(wǎng)正常運行情況下，如此多的無效信號不僅不能給監(jiān)控人員帶來準確的電網(wǎng)和設備信息，而且會占用監(jiān)控系統(tǒng)資源和分散監(jiān)控人員注意力，還可能導致監(jiān)控員遺漏有效信號而無法及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)安全隱患。

為縮減監(jiān)控上窗信號量，針對調(diào)控監(jiān)控后臺信號分類定級、信號分析、無效信號屏蔽以及信號閉環(huán)管理等工作執(zhí)行偏差較大的問題，開展了監(jiān)控上窗信號規(guī)范化整治工作，即開展信號重新定級梳理、引入Excel宏程序信號日報表、伴生信號延時過濾、放寬電壓越限上限（用于35 kV電壓不考核）以及頻繁動作復歸信號延時屏蔽等工作。通過5個多月的持續(xù)糾偏，某電網(wǎng)公司監(jiān)控上窗信號從整治前的日均4 000多條下降至600條左右，大大減少了監(jiān)控人員的工作量[1]。

2 監(jiān)控信號縮減目標及策略

2.1 監(jiān)控信號縮減目標

縮減監(jiān)控上窗信號量，可提高實時事項信號的有效性，有效控制不合理、不必要的信號誤報。另外，為提高監(jiān)控工作質量和效率，常態(tài)化開展信號閉環(huán)管理工作，以鞏固監(jiān)控信號減負工作成效。

2.2 監(jiān)控信號縮減策略

建立監(jiān)控信號閉環(huán)管理機制，加強監(jiān)控值班全過程管理。監(jiān)控信號閉環(huán)管理機制是信號和監(jiān)控相關工作流程的規(guī)范。第一，明確數(shù)據(jù)庫中所有變電站的信息（簡稱靜態(tài)信號庫）定義及規(guī)范變電站的信息分類，劃分信號重要性等級。第二，統(tǒng)計分析監(jiān)控系統(tǒng)實時報出的信號（簡稱動態(tài)信號），針對性采取合理措施削減信號。第三，監(jiān)控相關工作流程的規(guī)范。對監(jiān)控員受理信號進行分析判斷、生成信號缺陷記錄以及采取信號消缺措施，最終完成信號缺陷消除、分析信號日報表、監(jiān)控設備異常以及缺陷處理等規(guī)范值班行為流程，確保從信號報出一直到最終處理的每個工作環(huán)節(jié)均規(guī)范，并形成有效閉環(huán)管理。

3 電網(wǎng)監(jiān)控信號治理方法及措施

3.1 調(diào)控中心信號閉環(huán)管理流程

總結信號閉環(huán)管理工作、信號縮減經(jīng)驗及成效，制定相關規(guī)范章程，將信號閉環(huán)管理工作流程繪制成圖，清晰展現(xiàn)信號閉環(huán)管理工作的各個流程環(huán)節(jié)。

3.2 電網(wǎng)監(jiān)控站信號分類定級

對監(jiān)控信號進行閉環(huán)管理和實現(xiàn)上窗信號縮減的前提條件是監(jiān)控后臺信號必須嚴格規(guī)范、信號名稱定義明確以及劃分信號重要性等級。通過設立調(diào)控中心繼保專責兼任信號分析師，嚴格按照規(guī)范標準對全網(wǎng)15個站信號重新梳理和分類定級，自動化錄入IES600監(jiān)控系統(tǒng)服務器數(shù)據(jù)庫，奠定了監(jiān)控后臺信號規(guī)范基礎，可為后續(xù)信號縮減工作做好鋪墊。

3.3 Excel宏程序信號日報表引入

監(jiān)控值班引入Excel宏程序信號日報表統(tǒng)計每日各種異常信號頻報量。教授監(jiān)控員對統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行分析，最終形成異常信號缺陷OMS記錄，從而采取有效的信號消缺措施。Excel宏程序信號日報表包含今日全部事項、上報窗口事項以及事項統(tǒng)計等。

Excel宏程序信號日報表能將監(jiān)控時常監(jiān)視的前3類上窗信號從“今日全部事項”濾出，列在“上報窗口事項”上。“事項統(tǒng)計”對各站的“監(jiān)控總信號”和“窗口信號”進行統(tǒng)計，監(jiān)控員可在“上報窗口事項”對各站各類異常或缺陷信號進行條件限制篩選。監(jiān)控員能夠直觀發(fā)現(xiàn)各站各類異常信號頻報水平，統(tǒng)計各站各類異常信號頻報水平和產(chǎn)生信號缺陷記錄。它要求監(jiān)控管理人員、監(jiān)控值班人員定期研讀和研判監(jiān)控OMS缺陷記錄，熟悉全網(wǎng)遺留信號缺陷情況。在條件成熟的情況下，需進一步進行信號缺陷消除，從而形成有效的監(jiān)控日報表信號閉環(huán)管理[2]。

3.4 電網(wǎng)設備異動狀態(tài)處理措施及案例分析

針對電網(wǎng)設備缺陷、負荷特性導致電壓和電流波動越限、無效伴生信號未屏蔽等原因發(fā)生的信號頻報問題，需采取相關措施。

3.4.1 設備缺陷信號的處理

從監(jiān)控日報信號中分析一、二次設備缺陷，加強消缺。通過對信號的分析，掌握電網(wǎng)全網(wǎng)一些設備的健康水平。其中，有相當比例的信號由存在故障或缺陷的設備報出。有些缺陷不影響主設備運行，因此存在時間較長，如果長時間不處理，長此以往產(chǎn)生的信號將嚴重干擾監(jiān)控，影響電網(wǎng)安全。動態(tài)信號規(guī)范中的重要工作是分析一、二次設備的缺陷，設法消除缺陷以減少信號量。

協(xié)助監(jiān)控值班人員匯總日常缺陷、頻報信號，要求監(jiān)控員通知變電運行人員報缺陷，聯(lián)系檢修人員進行分析處理。對不明缺陷的頻報信號，根據(jù)信號的實際情況，采取延時的臨時措施，設法尋求長效的消缺措施。

以某電網(wǎng)公司管轄變電站為例，典型處理措施描述如下。

①城西變電站10 kV美景線981、工業(yè)區(qū)線683以及湖口線681線路NSR612RF裝置故障頻報，大約10 s后自行復歸，日上報數(shù)量100條左右，已令自動化班做20 s延時的臨時處理。此外，監(jiān)控員已通知變電運行人員報缺陷，聯(lián)系檢修人員進行分析處理。

②秀峰變電站直流系統(tǒng)泰坦電池巡檢A/B網(wǎng)通信中斷、泰坦絕緣監(jiān)測A/B網(wǎng)通信中斷、直流充電柜充電模塊告警以及泰坦直流屏模塊故障4個信號經(jīng)常頻報，日均300條左右。令遠動班做120 s延時的臨時處理。此外，監(jiān)控員已通知變電運行人員報缺陷，聯(lián)系檢修人員進行分析處理。

③東口變電站35 kV上東線電流A、C相電流差距較大，線路重載時報出C相電流越限。經(jīng)查為C相遙測系數(shù)有誤，自動化班已對系數(shù)進行調(diào)整，現(xiàn)數(shù)據(jù)正常。

④城西變電站35 kV饋線故障跳閘會引起35 kV母聯(lián)開關過流保護動作和失靈動作，經(jīng)查母聯(lián)開關保護有投入，但出口壓板解除，調(diào)度將安排退出母聯(lián)開關過流保護裝置。

3.4.2 負荷特性導致電壓、電流波動頻報越限信號的處理

福安地區(qū)35 kV變電站用戶有多個鑄鋼廠，鑄鋼生產(chǎn)用電電壓、電流波動劇烈，多條35 kV母線電壓頻繁在600系統(tǒng)35 kV母線電壓上限限值37.45 kV上下波動。因負荷特性緣故，多條10 kV母線電壓在600系統(tǒng)10 kV母線電壓上、下限波動劇烈。整治前，電壓和電流越限信號多達近千條。大量10 kV、35 kV重載線路負荷電流在各自線路滿載負荷電流限值上下波動，越限信號頻繁動作復歸產(chǎn)生了大量無效監(jiān)控上窗信號。

針對上述問題，對電壓、電流分別采取如下的屏蔽措施。

①考核35 kV電壓時，要求調(diào)控管理人員與自動化人員配合，將35 kV母線電壓越上限限值調(diào)高，由原來的37.45 kV調(diào)高至39 kV，上、下限恢復閥值拓寬為0.5 kV。10 kV母線電壓在滿足電壓考核合格的前提條件下，將原600系統(tǒng)提前報警量剔除，上、下限值由原10.02～10.68 kV調(diào)整為10.0～10.7 kV，上、下限恢復閥值拓寬為0.1 kV。同時，按規(guī)范允許范圍，為了減少瞬時越限信號，將10 kV和35 kV母線電壓越限信號分別設置30 s和120 s延時，從而有效屏蔽絕大部分電壓越限頻報信號。

②針對大量10 kV和35 kV重載線路負荷電流在各自線路滿載負荷電流限值上下波動的情況，適時應用電力線路實際生產(chǎn)運行容量參照氣溫原則，冬季時要求調(diào)控管理人員及自動化人員配合，將全網(wǎng)所有10 kV和35 kV線路最大允許載流量根據(jù)線路允許載流量由迎峰度夏40 ℃限值調(diào)為25 ℃限值，以消除大部分線路負荷電流越限頻報信號。針對負荷電流在25 ℃滿載限值上下波動的重載線路，進行600系統(tǒng)限值微上調(diào)10 A，有效屏蔽絕大部分電流越限頻報信號，如表1所示。

3.4.3 伴生信號的處理

伴生信號主要是開關操作過程中由于接點抖動頻報的控制回路斷線、延時不足報出的彈簧未儲能以及個別類型的裝置產(chǎn)生的裝置報警等相關信號。因此，消除伴生信號是信號縮減工作的又一個重要措施。針對伴生信號出現(xiàn)后均能很快復歸的特點，采取主站程序延時過濾伴生信號。含有伴生信號關鍵字的動作事項上報到主站，程序不會立即將事項報出，而是放在緩存區(qū)，一定延時內(nèi)若有接收到對應的復歸事項，不會報出該信號。若延時內(nèi)沒有接收到對應的復歸事項，延時結束后將信號報出[3]。規(guī)范如表2所示。

表1 線路負荷電流

表2 伴生信號的處理規(guī)范

以平均每控一次開關產(chǎn)生5個伴生信號計算，每日能夠縮減百條級別的信號量，屏蔽在延時時間內(nèi)復歸的信號，縮減日常開關操作的伴生類信號，排除此類無效信號對監(jiān)控員的干擾。

4 電網(wǎng)調(diào)控模式下監(jiān)控信號縮減效果分析

對電網(wǎng)監(jiān)控信號開展整治，采取科學有效的技術和管理措施實施信號的全過程規(guī)范化管理，大幅提升了信號的有效性。現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)每日上窗信號已從整治前的4 000多條降至600條左右，僅不到整治前的1/6，整治工作取得顯著成效，且成果經(jīng)過總結提煉形成制度，達到了常態(tài)化管理目的，提升了集中監(jiān)控的高效性和安全性。濾除電網(wǎng)大型操作導致的信號量劇增的干擾因素后，信號縮減效果如圖1所示。

圖1 信號縮減效果分析

信號閉環(huán)管理工作的開展解決了電力同行監(jiān)控信號量過大和無效信號多的問題，為集中監(jiān)控的推進清掃了障礙，為“調(diào)控一體”模式的順利實施提供了技術保障。信號閉環(huán)管理工作大大減輕了監(jiān)控員值班負擔，提升了值班效率。

5 結 論

信號閉環(huán)管理措施具有廣泛的借鑒意義，建立信號閉環(huán)管理機制，縮減上窗信號量在實際生產(chǎn)應用中成效良好，得到了調(diào)控值班人員的認可。信號閉環(huán)管理措施同樣可用于其他電網(wǎng)調(diào)控單位監(jiān)控專業(yè)的信號縮減工作。