電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的信息分類優(yōu)化

張倩瑩，陳新斌

（磐安縣供電局，浙江 磐安 322300）

1 電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)

1.1 發(fā)展現(xiàn)狀

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)由硬件平臺(tái)、操作系統(tǒng)平臺(tái)、EMS/DMS支撐平臺(tái)、電力系統(tǒng)基本應(yīng)用和電力高級(jí)應(yīng)用軟件等組成。

SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）系統(tǒng)是EMS的基礎(chǔ)模塊，主要完成數(shù)據(jù)的收集、處理解釋、存儲(chǔ)和顯示，并把這些實(shí)時(shí)信息傳遞給其它應(yīng)用模塊。主要功能有信息處理控制、報(bào)警與處理、事件順序記錄（SOE）、事故追憶反演（PDR），是監(jiān)控人員實(shí)時(shí)監(jiān)控電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要手段。

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)在電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、故障處理、負(fù)荷預(yù)測(cè)和保障電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行方面發(fā)揮了重要作用，同時(shí)也為生產(chǎn)、管理部門提供了科學(xué)準(zhǔn)確的決策依據(jù)。

1.2 存在的問題

目前，電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了“四遙”目標(biāo)，但隨著變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展進(jìn)程，無人值班、無人值守變電站逐步增加，因此實(shí)時(shí)信息量也在不斷地增多。信息量的大量上傳導(dǎo)致實(shí)時(shí)監(jiān)控的難度不斷增大，也嚴(yán)重影響了監(jiān)控人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一次、二次設(shè)備運(yùn)行信息快速、準(zhǔn)確、完整的獲取。

如何對(duì)SCADA系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)劃篩選，規(guī)范信息分類、優(yōu)化信息，以便更好地實(shí)現(xiàn)信息自動(dòng)化成為研究方向。信息優(yōu)化任務(wù)主要包含了信息采集優(yōu)化、信號(hào)設(shè)置優(yōu)化和信息展示優(yōu)化3個(gè)方面，所涉及的信號(hào)包括電網(wǎng)運(yùn)行過程中監(jiān)控、調(diào)度、變電運(yùn)行人員監(jiān)控電網(wǎng)運(yùn)行所必須監(jiān)視和了解的信號(hào)。

2 電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)優(yōu)化的原則

2.1 信息分類原則

電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)將二次信號(hào)分類顯示，便于監(jiān)控運(yùn)行人員掌握重要信息。

（1）事故信息：是需要實(shí)時(shí)監(jiān)控、立即處理的重要信息。系統(tǒng)自動(dòng)以“事故總動(dòng)作＋斷路器分閘”、“某保護(hù)信號(hào)動(dòng)作＋斷路器分閘”或“某斷路器分閘”來判定，區(qū)分于正常的開關(guān)分閘；“火災(zāi)報(bào)警”、“消防火警”等火災(zāi)事故、RTU中斷也歸入此類。

（2）保護(hù)動(dòng)作信息：包括保護(hù)動(dòng)作、保護(hù)裝置（包括自動(dòng)裝置）動(dòng)作、保護(hù)出口跳閘、重合閘動(dòng)作等信息，是需要實(shí)時(shí)監(jiān)控、經(jīng)過判斷來加以處理的重要信息。

（3）重要故障信息：是除了保護(hù)、重合閘動(dòng)作類及“一般故障告警”外，其它反映變電設(shè)備運(yùn)行異常情況的報(bào)警信號(hào)和影響設(shè)備遙控操作的信號(hào)，將直接威脅電網(wǎng)安全與設(shè)備運(yùn)行，是需要實(shí)時(shí)監(jiān)控、及時(shí)處理的重要告警信息。

（4）一般故障信息：是變電站設(shè)備狀態(tài)類及告知類信號(hào)，包括開關(guān)“近/遠(yuǎn)控切換”、主變壓器檔位調(diào)節(jié)、AVC動(dòng)作信號(hào)、收發(fā)信機(jī)動(dòng)作、保護(hù)呼喚、在線浸油裝置動(dòng)作、小電流選線裝置信息、消弧線圈調(diào)檔信息等。

（5）不上告警窗直接入庫信息：將“故錄啟動(dòng)”、“PMU 啟動(dòng)”、 “檔位 BCD”、 “小電流 BCD”等告知類遙信設(shè)置為“不上告警窗直接入庫”。

2.2 信息顯示/屏蔽原則

（1）事故異常信號(hào)應(yīng)在第一時(shí)間以醒目標(biāo)識(shí)出現(xiàn)在電腦屏幕上，使監(jiān)控人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，快速處理事故。變電站間隔和裝置檢修時(shí)，該間隔/裝置上送的遙信/遙測(cè)信號(hào)、保護(hù)軟報(bào)文應(yīng)對(duì)監(jiān)控人員屏蔽，但不影響自動(dòng)化調(diào)試。

（2）信息屏蔽功能設(shè)置應(yīng)具備全站屏蔽、單間隔屏蔽、單信號(hào)屏蔽等方式。

（3）對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行或操作過程中發(fā)出的伴生信號(hào)，可采用延時(shí)過濾防抖、信號(hào)動(dòng)作次數(shù)統(tǒng)計(jì)等進(jìn)行過濾，防止誤報(bào)或重復(fù)上報(bào)。延遲時(shí)間和計(jì)次數(shù)值等可根據(jù)需要針對(duì)不同設(shè)備來設(shè)置。

（4）對(duì)于設(shè)備正常工作過程中發(fā)出的如彈簧未儲(chǔ)能、控制回路斷線等可短時(shí)復(fù)歸的信號(hào)，為避免影響設(shè)備監(jiān)視，可在變電站或主站設(shè)置延時(shí)進(jìn)行屏蔽。延時(shí)時(shí)間要根據(jù)設(shè)備的具體情況設(shè)置，經(jīng)延時(shí)仍無法過濾的按異常信息處理。

（5）被屏蔽但未及時(shí)處理的信息應(yīng)有醒目標(biāo)識(shí)（顏色或標(biāo)牌），區(qū)別于正常信息，以便于事后檢查時(shí)值班員的辨識(shí)。

3 減少監(jiān)控信息量的實(shí)踐

磐安電網(wǎng)共有3座110kV、5座35kV變電站，在建1座220kV變電站，日常上傳信息量達(dá)千余條。由于磐安地處山區(qū)，雷雨季節(jié)極易發(fā)生雷擊、單相接地等各類事故，上傳信號(hào)更是紛雜。事故發(fā)生時(shí)，往往因?yàn)榧婋s的信號(hào)而延誤事故處理的時(shí)機(jī)。

為了規(guī)范信號(hào)分類，減少監(jiān)控信息量，根據(jù)原則分3個(gè)步驟進(jìn)行電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)的優(yōu)化。

3.1 信息采集優(yōu)化

3.1.1 統(tǒng)計(jì)信息采集量

經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，2011年2—10月，磐安縣供電局調(diào)控中心日均信息采集量近千條，最多時(shí)可達(dá)2000條。從圖1可以明顯看出，需要及時(shí)處理的事故信息和異常信息所占比例非常小，而變位信息和告知信息占據(jù)了信息量的八成，在日常信息處理過程中對(duì)監(jiān)控員造成了很大的不便。

圖1 日均采集信息量統(tǒng)計(jì)

3.1.2 改進(jìn)措施

歸類每日信號(hào)，分析信號(hào)報(bào)出的原因，在不影響安全的情況下，采取適當(dāng)措施降低不必要的信息的數(shù)量。

（1）由于裝置的啟動(dòng)、復(fù)歸值設(shè)置區(qū)間問題導(dǎo)致啟動(dòng)參數(shù)在臨界值波動(dòng)時(shí)頻繁報(bào)出，此類信號(hào)可通過合理修改定值來削減。

（2）對(duì)于電網(wǎng)事故或者異常狀態(tài)下的重復(fù)信號(hào)，可通過對(duì)歷史信號(hào)的分析，合理屏蔽部分重復(fù)或無用的信號(hào)。

（3）裝置通信中斷的信號(hào)不定期發(fā)生，有時(shí)會(huì)自動(dòng)復(fù)歸，對(duì)監(jiān)控和處理造成干擾。通信類異常的原因較為多樣，有些是由于裝置模塊本身的問題；有些是由于裝置與管理機(jī)之間的數(shù)據(jù)監(jiān)視延時(shí)設(shè)置不合理造成的，可通過修改參數(shù)來避免。

（4）對(duì)于接點(diǎn)頻繁抖動(dòng)造成的異常信號(hào)，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，立即督促運(yùn)行人員報(bào)缺陷，通過設(shè)備管理流程將缺陷處理后，相關(guān)信號(hào)就能有效清除。

3.2 信息設(shè)置優(yōu)化

（1）在監(jiān)控中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步細(xì)化信號(hào)分類。通過監(jiān)控崗位總結(jié)每日實(shí)際工作積累的經(jīng)驗(yàn)、建議和問題，對(duì)原先分類不合理的信號(hào)進(jìn)行整理，并對(duì)其類別進(jìn)行修改，僅留下需要監(jiān)控的信號(hào)作為實(shí)時(shí)事項(xiàng)報(bào)出，其余的則進(jìn)入數(shù)據(jù)庫供查詢參考。

（2）伴生信號(hào)的處理。正常操作產(chǎn)生的伴生信號(hào)也占了每日信號(hào)量的相當(dāng)比重。所謂伴生信號(hào)，指的是開關(guān)操作過程中由于接點(diǎn)抖動(dòng)頻報(bào)的“控制回路斷線”和延時(shí)不足報(bào)出的“彈簧未儲(chǔ)能”，以及個(gè)別類型的裝置產(chǎn)生的“裝置報(bào)警”等信號(hào)。針對(duì)伴生信號(hào)出現(xiàn)后均能很快復(fù)歸的特點(diǎn)，最終采取了用主站程序過濾伴生信號(hào)。每當(dāng)含有伴生信號(hào)關(guān)鍵字的動(dòng)作事項(xiàng)上報(bào)到主站，程序不會(huì)立即將事項(xiàng)報(bào)出，而是放在緩存區(qū)，在一定延時(shí)時(shí)間內(nèi)如果接受到對(duì)應(yīng)的復(fù)歸事項(xiàng)，該信號(hào)將不會(huì)報(bào)出。反之如果在延時(shí)時(shí)間內(nèi)沒有復(fù)歸事項(xiàng)，則在延時(shí)結(jié)束后將信號(hào)報(bào)出。

在對(duì)大量的伴生信號(hào)進(jìn)行分析后，確定了各種信號(hào)的合理延時(shí)時(shí)間，通過技術(shù)手段將在延時(shí)時(shí)間內(nèi)復(fù)歸的信號(hào)予以屏蔽，否則如常報(bào)出。

3.3 信息展示優(yōu)化

為了在第一時(shí)間處理最為重要的信號(hào)，對(duì)監(jiān)控窗口設(shè)置優(yōu)先級(jí)，等級(jí)最高的彈出，次之的則手動(dòng)點(diǎn)擊，解決了事故發(fā)生時(shí)因多個(gè)告警窗口彈出而導(dǎo)致系統(tǒng)死機(jī)的問題。

（1）重要告警窗口設(shè)為最高級(jí)，主報(bào)事件跳閘、保護(hù)動(dòng)作等重要告警信息。同時(shí)伴有特殊告警音，自動(dòng)彈出告警窗。

（2）SOE告警窗口為一般信息，主要報(bào)告如主變壓器檔位調(diào)節(jié)等告知信息。有特殊告警音但需要手動(dòng)打開告警窗。

（3）繼保信息告警、電壓越限、RTU等窗口顯示的保護(hù)動(dòng)作信息，由監(jiān)控人員自主選擇查看。有一般告警音，需手動(dòng)打開告警窗。

（4）對(duì)故障錄波啟動(dòng)、檔位 BCD、小電流BCD，按規(guī)范要求定義為不上告警窗直接入庫，但因系統(tǒng)原因，改為不告警而只上告警窗和入庫。有一般告警音，需手動(dòng)打開告警窗。

4 結(jié)語

通過信息分類并按優(yōu)先級(jí)排序，減少了實(shí)時(shí)監(jiān)控信息量，提高了事故處理效率，優(yōu)化了電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)自動(dòng)化，通過增加檢索功能，提高了事故分析能力，使電網(wǎng)更穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行。

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