電網(wǎng)自動化系統(tǒng)遙測數(shù)據(jù)跳變的分析及對策

馬國梁 劉永新 許偉國 周 行 梁學(xué)鋒

（1. 國網(wǎng)浙江省電力公司，浙江 杭州 310007；2. 國網(wǎng)浙江省電力公司紹興供電公司，浙江 紹興 312000；3. 國網(wǎng)浙江省電力公司寧波供電公司，浙江 寧波 315000）

隨著電網(wǎng)自動化技術(shù)應(yīng)用的不斷深入，自動化信息已經(jīng)成為發(fā)、輸、配電系統(tǒng)實時調(diào)節(jié)的重要控制依據(jù)。遙測數(shù)據(jù)是電網(wǎng)自動化的基礎(chǔ)信息之一，直接參與了AGC、AVQC的實時控制和CPS考核，調(diào)度自動化系統(tǒng)的高級應(yīng)用都基于自動化基礎(chǔ)信息的準(zhǔn)確性和實時性。從近幾年電網(wǎng)自動化系統(tǒng)運行分析情況來看，基礎(chǔ)自動化數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性還有待于提高，特別是遙測數(shù)據(jù)會發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤或跳變，給電網(wǎng)的安全運行造成一定的影響。

1 遙測數(shù)據(jù)跳變的表現(xiàn)形式

遙測數(shù)據(jù)是反映電網(wǎng)運行穩(wěn)態(tài)狀況的基本信息，遙測數(shù)據(jù)的采集與傳輸要經(jīng)過諸多環(huán)節(jié)，如圖1所示，任何一個設(shè)置錯誤都會引起遙測數(shù)據(jù)出錯。

圖1 遙測數(shù)據(jù)采集傳輸環(huán)節(jié)示意圖

在調(diào)度自動化系統(tǒng)中，遙測數(shù)據(jù)跳變的表現(xiàn)形式一般有：

1）數(shù)據(jù)跳變后持續(xù)不正確，故障現(xiàn)象一直存在。

2）偶發(fā)性的遙測數(shù)據(jù)跳變，短時間后恢復(fù)正常。

3）遙測數(shù)據(jù)回零值跳變。

4）大值跳變：這類跳變一般出現(xiàn)在規(guī)約處理差錯的情況較多。

5）數(shù)據(jù)偏小跳變：一般為電壓、電流回路異常，或測量元件故障引起。

6）數(shù)據(jù)由死數(shù)據(jù)恢復(fù)正常數(shù)據(jù)時產(chǎn)生跳躍。

7）遙測數(shù)據(jù)不刷新。

2 遙測數(shù)據(jù)跳變產(chǎn)生的原因分析

2.1 測量設(shè)備及二次回路異常

1）測控裝置異常。遙測采樣插件元器件性能下降會導(dǎo)致遙測數(shù)據(jù)波動，精度變差；測控裝置工作不穩(wěn)定或受到干擾時，也會出現(xiàn)采樣值異常。

2）二次回路異常。若 TV回路斷相，TA、TV回路端子螺絲松動，則會引起遙測數(shù)據(jù)跳變；若TA、TV相序錯誤，則會出現(xiàn)有功功率遙測數(shù)據(jù)接近于零。當(dāng)電壓熔絲接觸不良、連接線接頭松動均會造成數(shù)據(jù)跳變，TV切換不正確會造成功率測量數(shù)據(jù)變零。TA回路中存在開路或短路現(xiàn)象也會產(chǎn)生數(shù)據(jù)跳變。

3）二次回路上有檢修工作也會造成數(shù)據(jù)跳變。如電壓、電流回路有與保護、計量回路共用部分，如計量檢修時將后級測量電流回路短接造成數(shù)據(jù)變零，新投運變電站一般已將測量回路與計量回路獨立設(shè)計。

4）變送器屏電源失電引起，表現(xiàn)為所有數(shù)據(jù)都跳變?yōu)榱?。?dāng)變送器工作電源未按要求接入不間斷電源，或不間斷電源直流供電異常情況下，若發(fā)生所用電切換會造成輔助電源短時消失，所有遙測數(shù)據(jù)將變零。

5）一次設(shè)備工作引起 TV/TA變比改變。發(fā)生這種情況的概率較小，發(fā)生時變電站監(jiān)控系統(tǒng)以及其他系統(tǒng)也會受到影響。

6）測控裝置、遠(yuǎn)動裝置死機，出現(xiàn)遙測數(shù)據(jù)不刷新。

2.2 現(xiàn)場測控校驗的人為因素

由于未嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備檢修管理流程，測控裝置校驗工作導(dǎo)致遙測數(shù)據(jù)從負(fù)滿度值到零、從零到正滿度值，大幅度變化。若主站端未對測控裝置校驗數(shù)據(jù)做屏蔽處理，則會將校驗調(diào)試數(shù)據(jù)當(dāng)作電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)處理。

2.3 自動化信息參數(shù)設(shè)置不規(guī)范

自動化信息點參數(shù)設(shè)置不規(guī)范會導(dǎo)致偶發(fā)性的遙測數(shù)據(jù)跳變的現(xiàn)象發(fā)生。通信規(guī)約規(guī)定自動化信息點由“源地址＋信息標(biāo)識（序號）”惟一表示，而且，信息序號應(yīng)分區(qū)域設(shè)置，嚴(yán)格設(shè)置通信規(guī)約信息點參數(shù)有助于信息合理性的校驗，防止由于偶發(fā)性的數(shù)據(jù)錯位處理導(dǎo)致的數(shù)據(jù)跳變。

2.4 設(shè)備初始化過程通信處理不當(dāng)

設(shè)備重啟后短時間的數(shù)據(jù)異常跳變。設(shè)備重新采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)需要一定時間，如果在未完成數(shù)據(jù)更新之前就起動上傳數(shù)據(jù)通信，就會出現(xiàn)跳變數(shù)據(jù)，只有等數(shù)據(jù)更新完成后，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)才恢復(fù)正常。

雙機切換后短時間的數(shù)據(jù)異常跳變。雙機切換的數(shù)據(jù)同步需要一定時間，只有等數(shù)據(jù)重新采集或同步完成后，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)才能正常。

2.5 遠(yuǎn)動裝置配置不合理

1）遠(yuǎn)動遙測數(shù)據(jù)格式選擇不當(dāng)。表現(xiàn)為數(shù)據(jù)跳變?yōu)楦↑c數(shù)負(fù)最大值。BSJ-2200監(jiān)控系統(tǒng)（采用獨立數(shù)據(jù)網(wǎng)服務(wù)器的廠站）在處理 IEC 60870-5-104規(guī)約浮點數(shù)轉(zhuǎn)發(fā)時，若測控裝置通信中斷（短時通信異?；驕y控裝置斷電均會引起）則會自動填寫最大數(shù)上傳，造成主站數(shù)據(jù)跳變?yōu)?100000。

2）轉(zhuǎn)發(fā)信息表定義不一致，表現(xiàn)為個別遙測有段時間數(shù)據(jù)正確，有段時間數(shù)據(jù)為零或大數(shù)。變電站新擴建間隔廠家在新增轉(zhuǎn)發(fā)點時經(jīng)常發(fā)生主機/備機、IEC 60870-5-101[6]和IEC60870-5-104[7]規(guī)約、省調(diào)/地調(diào)等多個通道的信息表未全部添加完整，造成在發(fā)生通道切換、或主備機切換時主站原先正常接收的數(shù)據(jù)發(fā)生跳變。

3）遠(yuǎn)動裝置轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)源選取不當(dāng)，造成數(shù)據(jù)跳變。如本應(yīng)采集測控裝置數(shù)據(jù)，而實際上配置選取了保護裝置的數(shù)據(jù)，且某些型號的保護裝置在CPU忙的情況下遙測數(shù)據(jù)會變 0，導(dǎo)致轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)跳變。

4）遠(yuǎn)動傳輸通道差錯引起數(shù)據(jù)跳變。主站與變電站之間通信通過模擬或數(shù)字通道進行數(shù)據(jù)交換，當(dāng)通信檢修時誤將兩個廠站的通道接線或時隙配置做錯時，若主站規(guī)約沒有進行鏈路地址區(qū)別，就會出現(xiàn)廠站數(shù)據(jù)發(fā)送交換，跳變?yōu)槠渌冸娬镜臄?shù)據(jù)。

2.6 高次諧波電力負(fù)荷測量的適應(yīng)性

如果交流采樣只是基于基波的簡單算法，就可能出現(xiàn)偶發(fā)性的異常數(shù)據(jù)。目前運行的測控裝置對有高次諧波的電力負(fù)荷測量的適應(yīng)能力尚無鑒定依據(jù)，但現(xiàn)場有些測控裝置的電氣量計算結(jié)果是存在不合理的現(xiàn)象，會不會出現(xiàn)偶發(fā)性的偏差，需要進一步驗證。

3 相關(guān)措施

引起遙測數(shù)據(jù)跳變的原因雖然復(fù)雜，卻可以通過加強管理、技術(shù)及設(shè)備改進等來減少或避免數(shù)據(jù)跳變情況的發(fā)生。

3.1 管理措施

1)加強自動化設(shè)備檢修和運行管理，嚴(yán)格執(zhí)行《電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行管理規(guī)程》[1]、《自動化設(shè)備檢修管理標(biāo)準(zhǔn)》[2]和《交流采樣測量裝置運行檢修管理規(guī)程》[5]，規(guī)范數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)校驗工作，認(rèn)真履行自動化設(shè)備檢修申請、許可手續(xù)。

2）把好基建變電站調(diào)試、驗收關(guān)，根據(jù)《變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)工廠驗收管理規(guī)程》[3]和《變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場驗收管理規(guī)程》[4]認(rèn)真開展工廠和現(xiàn)場驗收工作。

3）加強月度數(shù)據(jù)核對。

4）加強遙測數(shù)據(jù)分析。對異常數(shù)據(jù)處理進行跟蹤分析、總結(jié)，落實整改措施，逐步提高數(shù)據(jù)可靠性。

3.2 技術(shù)措施

1）二次回路測量電壓回路空開、熔絲額定容量及級差配合合理，減少回路故障。

2）檢查遠(yuǎn)動裝置、變送器等設(shè)備工作電源是否接入UPS或采用直流供電，UPS是否正常運行，減少由于設(shè)備供電中斷造成的數(shù)據(jù)跳變。

3）利用IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104規(guī)約遙測數(shù)據(jù)品質(zhì)位對異常數(shù)據(jù)進行標(biāo)識，主站系統(tǒng)檢查到品質(zhì)位異常自動丟棄數(shù)據(jù)并提供告警信息。

4）對不同的廠站設(shè)置不同的 IEC 60870-5-101通信鏈路地址，避免通道差錯造成數(shù)據(jù)跳變。

5）采用通信規(guī)約分析儀器在線獲取通信報文，全程跟蹤通信過程，可以幫助分析遙測數(shù)據(jù)異常期間的數(shù)據(jù)交換情況，找出產(chǎn)生遙測異常的原因，確定故障點。

6）新（改、擴）建的變電站在信息聯(lián)調(diào)時需對主備通道、變電站主備遠(yuǎn)動裝置分別調(diào)試；重點對負(fù)值數(shù)據(jù)的正確性進行核對；檢查遠(yuǎn)動裝置、前置裝置切換、重起動過程中數(shù)據(jù)是否發(fā)生跳變。

7）針對測控裝置檢驗過程中的數(shù)據(jù)跳變問題，應(yīng)采取退出該遙測參與有關(guān)總加或控制（比如設(shè)置一個投退虛遙信壓板），這樣可進行主站數(shù)據(jù)與變電站數(shù)據(jù)精度核對工作。

8）主站系統(tǒng)可采取異常數(shù)據(jù)過濾、狀態(tài)估計等手段對異常數(shù)據(jù)告警，減少對應(yīng)用系統(tǒng)的影響。

4 結(jié)論

遙測數(shù)據(jù)的重要性毋庸置疑。調(diào)度自動化系統(tǒng)接收到得遙測數(shù)據(jù)涉及采集、轉(zhuǎn)換、傳輸?shù)榷鄠€節(jié)點，雖然過程復(fù)雜，卻可以通過標(biāo)準(zhǔn)、制度規(guī)范執(zhí)行、軟硬件設(shè)備技術(shù)策略的不斷改進來抑制數(shù)據(jù)跳變情況的發(fā)生，實現(xiàn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而為調(diào)度自動化系統(tǒng)提供高質(zhì)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不斷提升調(diào)度自動化系統(tǒng)的實用性和可靠性。

[1] DL/T 516—2006《電力調(diào)度自動化系統(tǒng)運行管理規(guī)程》.

[2] 浙江省電力公司. Q/GDW 11-085—2012-20605《自動化設(shè)備檢修管理標(biāo)準(zhǔn)》.

[3] 國家電網(wǎng)公司. Q/GDW 213—2008《變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)工廠驗收管理規(guī)程》.

[4] 國家電網(wǎng)公司. Q/GDW 214—2008《變電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場驗收管理規(guī)程》.

[5] 國家電網(wǎng)公司. Q/GDW 140—2006《交流采樣測量裝置運行檢修管理規(guī)程》.

[6] DL/T 634.5101—2002《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng) 第 5-104部分：傳輸規(guī)約 基本遠(yuǎn)動任務(wù)配套標(biāo)準(zhǔn)》.

[7] DL/T 634.5104—2009《遠(yuǎn)動設(shè)備及系統(tǒng) 第 5-104部分：傳輸規(guī)約 采用標(biāo)準(zhǔn)傳輸協(xié)議集的 IEC 60870-5-101網(wǎng)絡(luò)訪問》.