試分析基于電力調(diào)度集控一體化平臺(tái)和電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)的保護(hù)故障信息系統(tǒng)的研究

【摘要】本文概述了電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)，對(duì)故障信息系統(tǒng)進(jìn)行了分析，提出了故障信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，有助于縮短故障的處理時(shí)間，能夠?yàn)殡娋W(wǎng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行提供保障。

【關(guān)鍵詞】調(diào)度自動(dòng)化；信息系統(tǒng)；電力系統(tǒng)；故障分析

一、故障信息系統(tǒng)的作用

（1）提供系統(tǒng)分析工具。繼電保護(hù)專業(yè)人員在電網(wǎng)發(fā)生事故后，為了確定保護(hù)裝置的動(dòng)作結(jié)果是否符合保護(hù)動(dòng)作的原理特性，與保護(hù)裝置內(nèi)的設(shè)定值是否一致，需要對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作進(jìn)行詳細(xì)的分析，在廠站端故障信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)約轉(zhuǎn)換和信息采集，同時(shí)可以在調(diào)度端實(shí)現(xiàn)信息共享，對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作行為的詳細(xì)分析可以利用故障錄波器的模擬量信息實(shí)現(xiàn)。

（2）提供數(shù)據(jù)支持。電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)的保護(hù)動(dòng)作故障信息系統(tǒng)完整地進(jìn)行了記錄，對(duì)電網(wǎng)各種特征信息的電壓、電流特征信息等進(jìn)行反映。其他系統(tǒng)所需要的各種數(shù)據(jù)其都可以進(jìn)行提供，如設(shè)備檢修管理、電力調(diào)度管理信息系統(tǒng)、模型參數(shù)校核等等。

（3）為事故處理提供決策支持。涉及電網(wǎng)事故處理的關(guān)鍵信息故障信息，系統(tǒng)可以有效地集成，此外根據(jù)電網(wǎng)事故的處理需要，可以確定信息的優(yōu)先等級(jí)和分類，按照設(shè)定好的原則將信息主動(dòng)上傳，有利于盡快恢復(fù)系統(tǒng)，可在為事故處理提供必要的決策支持。

（4）提供設(shè)備異常情況信息。通過(guò)主動(dòng)上送設(shè)備的異常情況或運(yùn)行狀態(tài)，故障信息系統(tǒng)可以及時(shí)通知設(shè)備檢修人員，檢修人員可以在第一時(shí)間對(duì)故障進(jìn)行處理，恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。此外對(duì)每一次系統(tǒng)故障的動(dòng)作保護(hù)情況進(jìn)行累積和分析，對(duì)保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行綜合監(jiān)視，對(duì)設(shè)備的檢修計(jì)劃適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，為最終狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)提供必要的基礎(chǔ)信息。

二、故障信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

（1）分層過(guò)濾原則。故障信息系統(tǒng)為了進(jìn)一步保證信息處理的有效性和及時(shí)性，應(yīng)該體現(xiàn)信息的分層處理原則，也就是說(shuō)經(jīng)預(yù)處理的有效信息由電網(wǎng)調(diào)度中心保留，原始的信息由變電站曾保留，同時(shí)信息的時(shí)間要求和相應(yīng)內(nèi)容根據(jù)不同的應(yīng)用對(duì)象確定，系統(tǒng)的信息處理應(yīng)該能夠?qū)崿F(xiàn)信息的發(fā)布和訂購(gòu)，應(yīng)該根據(jù)信息的使用對(duì)象來(lái)確定信息分類處理的原則，具體見(jiàn)圖1。

（2）準(zhǔn)實(shí)時(shí)的信息傳輸特征。在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，故障信息系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生大量信息，正常運(yùn)行時(shí)則僅會(huì)產(chǎn)生少量信息，故障信息系統(tǒng)信息傳遞具有準(zhǔn)實(shí)時(shí)特征，將原來(lái)等待召喚的故障錄波信息與保護(hù)動(dòng)作信息，轉(zhuǎn)變成了可主動(dòng)上傳的信息，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了有效關(guān)聯(lián)這兩類信息。

（3）信息管理支持高級(jí)應(yīng)用。電網(wǎng)運(yùn)行特征的各種重要信息都包含在故障信息系統(tǒng)所記錄的信息當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)各種高級(jí)應(yīng)用的重要基礎(chǔ)，就是有效管理和挖掘此類數(shù)據(jù)，這些應(yīng)用分析主要包括：一次系統(tǒng)是否有如諧振、雷擊、工頻等過(guò)電壓現(xiàn)象，故障實(shí)際記錄的離線計(jì)算模型和特征量參數(shù)的差異，機(jī)電暫態(tài)過(guò)程或者是電磁暫態(tài)過(guò)程中二次設(shè)備的相應(yīng)等，特別是對(duì)于如如涉及設(shè)備狀態(tài)評(píng)估分析，需要?dú)v史累計(jì)數(shù)據(jù)的分析系統(tǒng)，可以提供重要的基礎(chǔ)信息。

三、故障信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

（1）數(shù)據(jù)信息網(wǎng)絡(luò)化。當(dāng)前，數(shù)據(jù)網(wǎng)以及調(diào)制解調(diào)器撥號(hào)專線等是故障信息系統(tǒng)的主要數(shù)據(jù)傳輸方式，電網(wǎng)在發(fā)生故障時(shí)故障信息系統(tǒng)將在短時(shí)間產(chǎn)生大量信息，正常運(yùn)行時(shí)信息量很少，必須實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的有效監(jiān)控，以確保在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)用于事故處理的故障信息能夠有效獲取。規(guī)模決定了故障信息系統(tǒng)的效用，前兩種數(shù)據(jù)通信方式的弊端在系統(tǒng)達(dá)到一定規(guī)模時(shí)暴露無(wú)遺，所以，可以說(shuō)當(dāng)前的一種必然學(xué)則就是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信方式。

（2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化。為了讓系統(tǒng)的建設(shè)可以逐步完善，系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)要能夠兼顧現(xiàn)狀，同時(shí)也要能夠適應(yīng)未來(lái)的技術(shù)發(fā)展，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該對(duì)應(yīng)用功能以及信息的擴(kuò)展具有適應(yīng)性。對(duì)于不同應(yīng)用系統(tǒng)功能數(shù)據(jù)需求，在廠站端\"子站上送的信息都應(yīng)該支持，而子站系統(tǒng)則必須要適應(yīng)保護(hù)信息等的變更、升級(jí)、擴(kuò)充等，應(yīng)在主站端實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和有效關(guān)聯(lián)，對(duì)于新應(yīng)用增加的需要其軟件架構(gòu)必須能夠適應(yīng)。圖2為系統(tǒng)模塊化的重點(diǎn)體現(xiàn)。

四、故障信息系統(tǒng)的建設(shè)以及具體實(shí)施

（1）數(shù)據(jù)的完整性。按現(xiàn)行調(diào)度管理體制，確定調(diào)度管轄范疇，當(dāng)前所實(shí)施的系統(tǒng)基本都是按照此原則運(yùn)行，實(shí)際上這就造成了按調(diào)度管轄范疇同一廠站的信息分別送到了不同的電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)度，對(duì)于電網(wǎng)的調(diào)度來(lái)說(shuō)，這就無(wú)法保證事故判斷所需要信息的完整性。同時(shí)也沒(méi)有反映斷路器跳閘信息以及靜態(tài)繼電器的動(dòng)作情況等，對(duì)于事故分析出來(lái)來(lái)說(shuō)這部分信息是不可缺少，因此，作為補(bǔ)充可以通過(guò)故障錄波器的事件量信息。

（2）建設(shè)要具有規(guī)劃性。故障信息系統(tǒng)作為調(diào)度自動(dòng)化的重要組成部分，系統(tǒng)的完整性與其效用有密切的關(guān)聯(lián)。在系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中系統(tǒng)的作用與重要性將會(huì)在被逐漸認(rèn)同，隨著系統(tǒng)建設(shè)的擴(kuò)展系統(tǒng)信息的完整性將逐步實(shí)現(xiàn)。所以，在進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)時(shí)，應(yīng)該按照分步實(shí)施、統(tǒng)一規(guī)劃、逐步完善的原則，系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模與實(shí)施步驟應(yīng)比較完整地在電網(wǎng)的規(guī)劃中體現(xiàn)，逐步推進(jìn)系統(tǒng)實(shí)用化的進(jìn)程。建設(shè)故障信息系統(tǒng)是一個(gè)長(zhǎng)期過(guò)程，所以，在信息并不完整的情況下，主站必須提出對(duì)可能實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的合理預(yù)期目標(biāo)。

（3）系統(tǒng)安全性。系統(tǒng)建設(shè)的最基本原則就是系統(tǒng)的安全性，在故障錄波器、保護(hù)設(shè)備與子站系統(tǒng)信息接入時(shí)，原有設(shè)備運(yùn)行的安全性在任何情況下都不能降低。對(duì)保護(hù)設(shè)備的操作在系統(tǒng)足夠安全時(shí)才能考慮，在系統(tǒng)的建設(shè)初期應(yīng)主要以采集信息為主。應(yīng)由電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)完成對(duì)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)的復(fù)位或保護(hù)設(shè)備的定值變更等功能，并且要獨(dú)立于監(jiān)控系統(tǒng)。如前所述，故障信息系統(tǒng)所涉及的信息交換接口相對(duì)較多，電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)信息的有效集成應(yīng)用和運(yùn)行穩(wěn)定性的關(guān)鍵就在于接口的規(guī)范性，可作為技術(shù)依據(jù)的信息交互規(guī)則需要確定。數(shù)據(jù)的交換必須要盡可能的符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，也可以根據(jù)系統(tǒng)自身的應(yīng)用特點(diǎn)確定相關(guān)信息的流程，作出規(guī)范化的約束。

總結(jié)

確定了信息分層處理的原則，是故障信息系統(tǒng)的意義，信息在廠站端進(jìn)行預(yù)處理，為了避免錯(cuò)過(guò)電網(wǎng)事故處理的最佳時(shí)機(jī)，避免造成不必要的信息阻塞，應(yīng)該根據(jù)事故處理的重要程度，選擇需要主動(dòng)上送的信息。