調度主站側頻發(fā)信號治理和監(jiān)控功能完善

王江濤，雷 鳴，游大寧，廖大鵬，劉 軍，周春生，劉傳良

（國網山東省電力公司調控中心，山東 濟南 250001）

0 引言

“大運行”改革以來，集中監(jiān)控作為調度的一個新興專業(yè)，正在探索中逐步前行。各級監(jiān)控員每日需要面對成百上千個站端上傳的事故、異常、越限、變位信號。某一信號短時間內頻繁動作、復歸，造成監(jiān)控告警窗刷屏，會嚴重影響正常監(jiān)控工作，并可能造成其他重要信號的監(jiān)控遺漏；調度網絡發(fā)生通信中斷，監(jiān)控系統不能自動及時告警，站端將失去監(jiān)控。山東省電力公司調控中心深入探索，精心研究，會同監(jiān)控設備廠家開發(fā)程序，結合調度主站側IES600監(jiān)控系統實際，從調度主站側采取一系列措施，治理上傳信號，完善監(jiān)控功能，取得良好效果。

1 監(jiān)控系統簡介

調度主站側使用IES600系統，主要由SCADA系統和事件瀏覽系統兩部分組成。SCADA部分人機會話模塊采用全圖形界面，界面風格可靈活調整，圖文語音并茂，可隨意漫游、變焦、移動。 多窗口技術允許操作員在屏幕的任意區(qū)域顯示操作員關注的多個獨立畫面。靈活高效的交互式菜單可取代絕大多數的鍵盤操作，界面直觀，操作方便，系統可提供報警一覽表、地理接線圖、電網結構圖、廠站主接線圖、負荷曲線圖、常用數據表、廠站設備參數表、系統運行狀態(tài)提示、系統提示菜單、備忘錄等，各種接線圖、潮流圖、趨勢曲線、圖表等，可人工設置和修改斷路器、隔離開關狀態(tài)，可方便地進行接地、檢修等多種掛牌警示操作，可給設備標上某種特征或提示，可結合保護信號狀態(tài)、相關遙測數據進行綜合事故判斷。事故時自動調圖，語音報警。對一般異常事件，可進行遙測量多限值越限處理、變色顯示，開關變位的閃爍顯示，具有事故重演功能，可根據追憶數據在一次接線圖上模擬事故發(fā)生前后有關數據的變化情況，具有開關接地統計功能，可對當前一次接線圖上的開關進行接地統計，系統具有可靠的遙控遙調功能，可對斷路器、隔離開關進行遙控，對主變分接頭進行升降操作，對電容器進行投切操作，以及用戶定義的其它遙控遙調功能，全部操作均生成記錄，具有保護動作一覽表，可顯示全網的保護動作情況。

事項瀏覽系統可瀏覽系統產生的實時事項 （包括電網事件、控制系統事件和EMS事件等），可以分類顯示，可以分類查詢、打印任意一天的歷史事項（可以區(qū)分報警和事件）和當天的實時事項，可以刪除存在的任何歷史事項。

值班監(jiān)控員負責受控站設備的監(jiān)視工作，通過綜合利用以上手段，全面掌握各受控站的運行方式、設備狀態(tài)、異常信號、主設備的負載、電壓水平、故障處理等情況，并根據情況對事故及異常情況進行處理。

2 監(jiān)控系統存在的問題

IES600系統在調度主站集中監(jiān)控中發(fā)揮了重要作用，但也存在一些問題。其中，保護動作等事故信號、電氣設備狀態(tài)異常信號，電壓、電流等越限信號、隔離開關、接地開關等變位信號頻繁重復上傳至調度主站，極易造成集中監(jiān)控系統告警窗刷屏，加重監(jiān)控值班員監(jiān)控的任務量，很容易遺漏重要告警信號，延誤處理造成事故。一旦發(fā)生事故時，信號量更多，出現滾屏和刷屏現象，值班員更是無所適從，很難抓住重點，影響對事故的正確判斷和處理。

另外，發(fā)生調度網絡通信中斷時，監(jiān)控系統不能自動及時告警，直接造成信號無法監(jiān)視，失去監(jiān)控作用；監(jiān)控值班員不能在第一時間聯系有關人員進行處理，可能造成異常、事故處理延誤，故障性質升級，存在極大的安全隱患。特別是在電網負荷較高，備用容量不足的情況，以及控制電網頻率、電壓的重點時期、重要時段和執(zhí)行重要保電任務時，若發(fā)生電網故障同時監(jiān)控系統通信網絡中斷未能及時告警進行處理，將危及社會生活穩(wěn)定。

無論是站端遙測、遙信頻繁上傳造成的監(jiān)控告警窗刷屏，還是調度網絡通信中斷監(jiān)控系統不能自動及時告警，都會嚴重危及電力系統的安全穩(wěn)定運行，亟待采取有效措施予以治理和完善。

3 頻發(fā)信號及治理措施

3.1 保護動作等事故信號

事故信號是反映觸發(fā)變電站事故總信號的，由電網故障、設備故障引起開關跳閘（包含非人工操作的跳閘）、保護或安全自動裝置動作的信號，是需要實時監(jiān)控、立即處理的重要信息。

日常工作中，由于站端設備保護裝置繼電器接觸不良等原因造成保護動作信息頻發(fā)情況較為普遍，考慮到保護動作跳閘時重合閘動作（若重合閘投入）會使部分信號復歸，對于同一信號，監(jiān)控系統將首次動作及復歸的信號報出（若信號不復歸則只報信號動作），將5 s內再次動作并在0.5 s內復歸的信號進行屏蔽（以首次信號復歸時刻開始計算時間）；5 s之內若有相同信號再次動作并且在0.5 s內未復歸，或5 s之后有相同信號動作，監(jiān)控系統不予以屏蔽，并重復進行此前設定邏輯。具體頻發(fā)信號屏蔽措施如圖1所示。

圖1 保護動作信號頻繁重復上傳治理措施邏輯圖

3.2 電氣設備狀態(tài)異常信號

電氣設備狀態(tài)異常信號是反映一、二次電氣設備狀態(tài)異常、設備健康水平惡化的報警信號及影響設備遙控操作的信號，直接威脅電網安全與設備運行，是需要實時監(jiān)控、及時處理的重要信息。

由于站端設備保護、測控裝置輔助接點接觸不良引起異常信號重復上傳，對于同一信號，監(jiān)控系統將首次動作及復歸信號報出 （若信號不復歸則只報信號動作），將5 s之內再次動作、且動作之后5 s之內復歸的信號進行屏蔽（以首次信號復歸時刻開始計算時間）；5 s之內再次動作但其后5 s內未復歸的信號或5 s之后的相同動作信號，監(jiān)控系統不予以屏蔽，并重復進行之前的設定邏輯。具體頻發(fā)信號屏蔽措施與保護動作類相似，根據異常信號上傳的特點，延時屏蔽時間設置有所不同。

3.3 電壓、電流等越限信號

越限信息是反映電網設備重要遙測量超出報警上下限區(qū)間的越限報警信號，是需要實時監(jiān)控、及時處理的重要信息。重要遙測量主要有設備有功、無功、電流、電壓、主變油溫、AVC設備動作次數等。

為減少電壓、電流等越限類刷屏信號，調度主站將越限信號設置30 s延遲，監(jiān)控系統對于30 s內能復歸的越限信號進行屏蔽，只報出30 s內未能復歸的信號，并將越限信號動作值和復歸值設置不同數值，復歸值=報警值±⊿X（越上限報警的復歸值=報警值-⊿X，越下限報警的復歸值=報警值+⊿X）。通過試驗總結，對于220kV母線電壓越限，取⊿X=1.175。具體措施如圖2。

圖2 電壓、電流遙測信息頻繁越限治理措施圖

如圖 2 所示：L1、L2、 L3、L4、L5 分別為 220 kV系統母線電壓越限的報警上限、信號復歸上限、理想控制值、信號復歸下限、報警下限。當母線電壓在越上限恢復區(qū)域（L1與L2之間）或越下限恢復區(qū)域（L4與L5之間）波動時，越限信號不予復歸。

考慮到500 kV系統母線電壓越限情況發(fā)生較少，對于500 kV系統母線電壓越限，只采取“對30 s內越限信號復歸者進行屏蔽，只報出30 s內未復歸越限信息”的措施，未再設置越限恢復區(qū)（即⊿X=0）。對于其他電壓等級的母線電壓越限，只要根據實際情況選取恰當的⊿X值，同樣可根據此原理進行越限報警值及越限復歸值設定，不再贅述。

3.4 隔離開關、接地開關等變位信號

變位信息是反映隔離開關等一次設備以及備自投、重合閘軟壓板等二次設備的狀態(tài)位置變化信息，該類信息直接反映電網運行方式的改變，是需要實時監(jiān)控的重要信息。

對于站端頻繁上傳的隔離開關、接地開關等變位信號（如遠動通信故障或輔助接點接觸不良引起變位信號重復上傳），考慮到隔離開關、接地開關變位實際時間，調度主站采取的整改措施為：監(jiān)控系統將首次動作及復歸信號報出（若信號不復歸則只報信號動作），將5 s之內再次動作、且動作之后5 s之內復歸的信號進行屏蔽 （以首次信號復歸時刻開始計算時間）；5 s之內再次動作但其后5 s內未復歸的信號或5 s之后的相同動作信號，監(jiān)控系統不予以屏蔽，并重復進行之前的設定邏輯。

4 監(jiān)控功能完善措施

監(jiān)控系統發(fā)生通信中斷，出現調控數據不刷新情況時，IES600系統未能自動告警提示，監(jiān)控值班員不能在第一時間掌握情況，及時聯系有關人員進行處理，存在極大的安全隱患。

圖3給出了改進后的保護信號傳輸示意圖。由于保護管理機及測控裝置具備判斷通信是否中斷功能，當因保護、測控裝置串口故障及網絡中斷等原因造成通信中斷時，保護管理機或測控裝置立即做出判斷，并通過交換機等發(fā)信至站端監(jiān)控后臺和站端遠動裝置。站端監(jiān)控后臺通過配置正確的遙信點號可以接收“A/B網通信中斷”信號。

圖3 保護信號傳輸示意圖

因站端遠動至調度主站側已具備完善的通信鏈路，前期“A/B網中斷”信號暫未接入調度主站?？紤]到發(fā)生通信中斷不及時處理會造成的嚴重危害，調控中心會同有關人員，將通信光端機至調度主站各通信元件配置相應遙信點號，實現了“通信中斷，主站自動告警”功能。

5 信號治理及監(jiān)控功能完善

調控中心自2013年6月開始逐步推進信號整改措施，至8月措施完全啟用，無效、重復的監(jiān)控信號大量減少。除去1、2月春節(jié)期間，無檢修工作安排，信號總量較少，不予考慮外，監(jiān)控信號總量從3、4、5月的每月約6.8萬條減少至現在的月均3.5萬條左右，無效信號減少率約為48.53%，有效的減輕了監(jiān)控工作強度，保障了監(jiān)控員把握重要、有效監(jiān)控信息，提高了監(jiān)控工作質量；監(jiān)控通信中斷自動告警功能的實現，也大大縮短了監(jiān)控員聯系處理通信故障的時間。由圖4和表1可以明顯看出，從6月實行信號優(yōu)化治理后的監(jiān)控信號數量變化情況。

圖4 2013年各月監(jiān)控信號總量趨勢圖

表1 2013年各月監(jiān)控信號總量數據

6 結語

調控中心監(jiān)控信號治理取得了明顯成效，提高了監(jiān)控工作效率；通信網絡中斷監(jiān)控系統自動告警功能的實現，也提高了設備故障處理效率。當然，信號治理，特別是誤發(fā)信號治理的根源還在于提高裝置的可靠性，在以后的工作中，應從站端提高測控、遠動裝置以及設備本身的可靠性，為監(jiān)控員集中監(jiān)控提供可靠技術支持。

［1］ IESlab集成.IES600調度自動化系統應用與維護手冊［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［2］ 張全元.變電站綜合自動化現場技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［3］ 毛錦慶.電力系統繼電保護［M］.中國電力出版社，2012.

［4］ 趙玉柱.電網調度運行使用技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2012.