淺談提高電力監(jiān)控系統(tǒng)告警信息監(jiān)視效率的方法

田維文 黃怡飛 游鑫

摘 要：對(duì)電力監(jiān)控系統(tǒng)告警信息進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視是變電站、換流站、監(jiān)控中心的基本工作，傳統(tǒng)逐條羅列告警信息的方式已不能滿足監(jiān)控中心對(duì)多個(gè)變電站和大量變電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視的要求。現(xiàn)針對(duì)當(dāng)前運(yùn)行監(jiān)視現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，優(yōu)化了告警窗形式、監(jiān)控畫(huà)面及光字牌顯示，提出了5個(gè)方面的改進(jìn)措施，可以大大提升監(jiān)視效率，防止告警信息漏監(jiān)視。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng);告警信息;告警信號(hào)

0 ? ?引言

電力監(jiān)控系統(tǒng)作為變電站、換流站的運(yùn)行狀態(tài)的人機(jī)交互界面，提供了電力設(shè)備的運(yùn)行信息和異常信息，監(jiān)控人員可以通過(guò)告警信息及時(shí)掌握設(shè)備異常狀態(tài)，并作出及時(shí)的處置。從最開(kāi)始的對(duì)掉牌、光字牌進(jìn)行監(jiān)視發(fā)展到通過(guò)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)羅列告警信息和模擬光字牌進(jìn)行監(jiān)視，目的始終是讓監(jiān)控人員知道設(shè)備發(fā)生的異常情況[1-3]。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的逐條羅列告警信息方式向更加人性化和智能化歸類(lèi)告警發(fā)展。如何更加人性化地監(jiān)視告警信息，提升監(jiān)視效率即是本文研究的內(nèi)容。

1 ? ?運(yùn)行監(jiān)視現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)交互界面不友好、開(kāi)放性差，運(yùn)行監(jiān)視僅依靠?jī)蓚€(gè)方面的措施：一是通過(guò)圖形界面顯示電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和光字牌展示異常情況;二是通過(guò)告警窗按時(shí)間順序羅列告警信息，一般將一個(gè)告警窗分為兩個(gè)告警信息欄，其中一個(gè)是未確認(rèn)信息欄，另一個(gè)是所有告警欄[4]。傳統(tǒng)模式在單個(gè)變電站情況下還能滿足監(jiān)視要求，但在監(jiān)控中心模式下，變電站數(shù)量和設(shè)備數(shù)量大大增加，傳統(tǒng)模式已不能實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)視，存在告警信號(hào)歸類(lèi)不清晰、告警窗格式單一且信號(hào)展示不全面、檢修設(shè)備試驗(yàn)過(guò)程發(fā)生告警信息造成干擾等問(wèn)題。

1.1 ? ?告警信號(hào)歸類(lèi)不清晰，不能準(zhǔn)確反映異常緊急情況

在傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)告警信息中，發(fā)出信號(hào)后告警窗顯示為紅色，并伴有急促刺耳的事故音響的為事故信號(hào);發(fā)出信號(hào)后告警窗顯示為黃色或白色，發(fā)出較為緩和的提示音響的均為異常信號(hào)。但一些正常運(yùn)行狀態(tài)的切換，如變壓器冷卻器的自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)等信號(hào)均與異常信號(hào)使用同樣的告警方式，顯然不足以表示其緊急程度，將此類(lèi)非異常狀態(tài)的告警信息歸類(lèi)為告知信號(hào)。因此，告知信號(hào)在告警窗采用另一種顏色，告警音響采用悅耳的音響，便于監(jiān)控人員了解情況，且無(wú)須進(jìn)行處置。

1.2 ? ?告警窗格式單一，信號(hào)展示不全面，容易遺漏信號(hào)

傳統(tǒng)告警窗一般設(shè)置兩個(gè)告警信息分欄，第一個(gè)分欄作為未確認(rèn)告警信號(hào)的展示;第二個(gè)分欄作為所有告警展示，一般在此欄還會(huì)設(shè)置多個(gè)標(biāo)簽頁(yè)，例如保護(hù)動(dòng)作、通道狀態(tài)、系統(tǒng)信息等。在正常監(jiān)視過(guò)程中，當(dāng)信息量較少時(shí)可以清晰分析異常情況，但當(dāng)發(fā)生事故時(shí)大量信息同時(shí)發(fā)出，需要關(guān)注的保護(hù)動(dòng)作信號(hào)需要單獨(dú)切換至標(biāo)簽頁(yè)查看，或在所有告警里逐條查找，容易造成視覺(jué)疲勞，從而影響處理效率，甚至遺漏關(guān)鍵信息導(dǎo)致事故處置不當(dāng)。

1.3 ? ?檢修設(shè)備試驗(yàn)過(guò)程發(fā)生告警信息造成干擾

電力設(shè)備定期試驗(yàn)是保證其安全運(yùn)行的基本要求，試驗(yàn)過(guò)程中必然伴隨相應(yīng)的告警信息，傳統(tǒng)告警窗容易受到試驗(yàn)信號(hào)干擾。當(dāng)真正的設(shè)備異常信號(hào)夾雜在試驗(yàn)信號(hào)中時(shí)容易被遺漏，從而導(dǎo)致設(shè)備持續(xù)異常運(yùn)行，引起事故。近幾年，網(wǎng)內(nèi)發(fā)生過(guò)多起大量試驗(yàn)信號(hào)干擾導(dǎo)致監(jiān)控人員遺漏關(guān)鍵告警信息的事件。

1.4 ? ?對(duì)當(dāng)前異常信號(hào)展示分析不足

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)當(dāng)前異常信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分析不足，對(duì)于某個(gè)設(shè)備的異常情況只有在此設(shè)備監(jiān)視界面查看光字牌信息才能找到，對(duì)于全站設(shè)備的異常只能逐個(gè)設(shè)備去查看，效率低下。

2 ? ?技術(shù)措施

針對(duì)以上問(wèn)題，對(duì)告警窗形式、監(jiān)控畫(huà)面及光字牌顯示進(jìn)行了優(yōu)化，提出5個(gè)方面的改進(jìn)措施：告警窗優(yōu)化、光字牌分級(jí)分類(lèi)、異常告警信息集中展示及變化管理、遙測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)視優(yōu)化以及分級(jí)屏蔽試驗(yàn)信號(hào)。

2.1 ? ?告警窗優(yōu)化

傳統(tǒng)告警窗的兩個(gè)分欄展示信息量不大，不能直觀展示設(shè)備全部告警信息，可以考慮增加分欄，但受屏幕大小影響，分欄不是越多越好。根據(jù)南方電網(wǎng)告警信息設(shè)置規(guī)范，將監(jiān)控系統(tǒng)告警信息分為一級(jí)事故信號(hào)、二級(jí)異常信號(hào)、三級(jí)越限信號(hào)、四級(jí)變位信號(hào)、五級(jí)告知信號(hào)，結(jié)合告警信息分類(lèi)方法分為五欄最為有效，第一欄為事故信號(hào)欄，設(shè)置未確認(rèn)事故信號(hào)和已確認(rèn)事故信號(hào)兩個(gè)標(biāo)簽頁(yè)，監(jiān)視時(shí)使用未確認(rèn)標(biāo)簽頁(yè)，查詢(xún)時(shí)再使用已確認(rèn)標(biāo)簽頁(yè);第二欄為異常信號(hào)欄，第三欄為越限信號(hào)欄，第四欄為變位及告知信號(hào)欄，同樣設(shè)置未確認(rèn)和已確認(rèn)兩個(gè)標(biāo)簽頁(yè)，監(jiān)視時(shí)使用未確認(rèn)標(biāo)簽頁(yè)，查詢(xún)時(shí)再使用已確認(rèn)標(biāo)簽頁(yè);第五欄為所有告警欄，此欄可以設(shè)置多個(gè)標(biāo)簽頁(yè)，如“所有告警” “未復(fù)歸” “遙控信息” “通信狀態(tài)” “維護(hù)信息”等。所有告警標(biāo)簽頁(yè)將所有告警信息進(jìn)行匯總，并按照時(shí)間順序排列，便于分析告警信息的動(dòng)作順序，平常監(jiān)視保持在所有告警標(biāo)簽頁(yè)。

告警窗的5個(gè)分欄可以清晰地將告警信息進(jìn)行分類(lèi)展示，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)先查看事故信號(hào)欄分析保護(hù)動(dòng)作情況，再查看異常信號(hào)欄確認(rèn)設(shè)備是否存在異常，直觀、高效地進(jìn)行告警信息監(jiān)視和分析，大大提升事故處理效率。

2.2 ? ?光字牌分級(jí)分類(lèi)

傳統(tǒng)光字牌通過(guò)平鋪的形式展示，不能區(qū)分關(guān)鍵程度，且對(duì)光字牌統(tǒng)計(jì)分析不足。結(jié)合告警信息分類(lèi)的方法，將光字牌分為四類(lèi)并集中展示于一個(gè)監(jiān)視畫(huà)面，且使用不同顏色進(jìn)行區(qū)分。第一類(lèi)為事故信號(hào)光字牌，該類(lèi)使用醒目的紅色;第二類(lèi)為異常信號(hào)光字牌，使用黃色;第三類(lèi)為告知信號(hào)，使用綠色;第四類(lèi)為常發(fā)告知信號(hào)，同樣使用綠色。設(shè)置第四類(lèi)的目的在于將點(diǎn)亮的告知信號(hào)光字牌和不亮的告知信號(hào)光字牌整體區(qū)分，便于監(jiān)控人員直觀掌握設(shè)備運(yùn)行情況，比如主變冷卻器運(yùn)行等狀態(tài)信息和切換信息的光字牌在設(shè)備正常時(shí)是持續(xù)點(diǎn)亮的，但如果一些點(diǎn)亮，一些不亮，就需要監(jiān)控人員分析判斷，會(huì)降低監(jiān)視效率。常發(fā)告知信號(hào)歸為一類(lèi)，顯示為全部點(diǎn)亮狀態(tài)，當(dāng)不亮?xí)r也可以明顯監(jiān)視到設(shè)備變化。四類(lèi)光字牌均設(shè)置按照光字牌是否點(diǎn)亮進(jìn)行排序，點(diǎn)亮的光字牌自動(dòng)排在最前，省去監(jiān)控人員翻頁(yè)的時(shí)間，更能防止遺漏。

在光字牌的展示方面進(jìn)行了3個(gè)層面的劃分，第一級(jí)為間隔內(nèi)設(shè)備具體光字牌信息，即上述的四類(lèi)光字牌在一個(gè)監(jiān)視畫(huà)面展示;第二級(jí)為站級(jí)合成展示，本級(jí)是將第一級(jí)間隔內(nèi)所有事故信號(hào)光字牌和異常信號(hào)光字牌是否點(diǎn)亮合成為該間隔的統(tǒng)一光字牌，當(dāng)其點(diǎn)亮?xí)r表示該間隔有光字牌點(diǎn)亮，該光字牌可鏈接至間隔的光字牌畫(huà)面，多個(gè)設(shè)備間隔光字牌形成一個(gè)站級(jí)光字牌監(jiān)視畫(huà)面;第三級(jí)為集控中心級(jí)合成展示，本級(jí)直接顯示各個(gè)站點(diǎn)有多少個(gè)事故信號(hào)光字牌和異常信號(hào)光字牌點(diǎn)亮，本級(jí)關(guān)注的不再是光字牌是否點(diǎn)亮，因?yàn)橐粋€(gè)站點(diǎn)極少情況沒(méi)有任何一個(gè)異常告警，管控的是各站點(diǎn)當(dāng)前的異?？偭俊?/p>

2.3 ? ?異常告警信息集中展示及變化管理

異常告警信息集中展示是指將當(dāng)前發(fā)生的事故信號(hào)及異常信號(hào)按照變電站名字和告警時(shí)間進(jìn)行列表，直觀展示變電站內(nèi)發(fā)生的異常情況。

變化管理是指對(duì)告警信息進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計(jì)分析和文本標(biāo)注，包含今日、本周、本月、本年告警次數(shù)統(tǒng)計(jì)，且具備達(dá)到設(shè)定動(dòng)作次數(shù)后自動(dòng)告警功能，比如斷路器油泵當(dāng)日啟動(dòng)次數(shù)超過(guò)規(guī)定次數(shù)后告警，及時(shí)監(jiān)視頻繁打壓的情況。文本標(biāo)注是指監(jiān)控人員對(duì)告警信息進(jìn)行備注的功能，比如對(duì)該異常信號(hào)的詳細(xì)講解和處置方法等。

2.4 ? ?遙測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)視優(yōu)化

關(guān)鍵遙測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)制作8 h數(shù)據(jù)曲線趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比，并定時(shí)查看曲線趨勢(shì)，分析是否發(fā)生數(shù)據(jù)突變，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)因現(xiàn)場(chǎng)端子松動(dòng)等原因?qū)е碌臏y(cè)量回路故障。重要遙測(cè)數(shù)據(jù)設(shè)置越限告警、跳變告警、不變告警功能，對(duì)于有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的母線，電壓監(jiān)視在不同時(shí)間段有不同限值，母線電壓越限功能應(yīng)該設(shè)置不同時(shí)段限值功能。對(duì)電流數(shù)據(jù)設(shè)置跳變功能時(shí)應(yīng)考慮負(fù)荷變化的影響，特別是在負(fù)荷電流接近零時(shí)，可合理設(shè)置跳變百分比和跳變值以及告警延時(shí)來(lái)減少對(duì)監(jiān)視的干擾。不平衡告警的新方法，針對(duì)三相電流、電壓正常運(yùn)行時(shí)偏差不會(huì)太大，使用不平衡限值和不平衡百分比來(lái)反映不平衡情況。不平衡限值是指任意一相減去另外兩相其中一相的絕對(duì)值，不平衡百分比是指任意一相減去另外兩相其中一相的絕對(duì)值與該相的比值。該項(xiàng)告警也可以輔助分析出某相斷線或短路的情況。

2.5 ? ?分級(jí)屏蔽試驗(yàn)信號(hào)

為在設(shè)備檢修期間有效屏蔽試驗(yàn)信號(hào)，減少其對(duì)正常運(yùn)行監(jiān)視的干擾，本文提出三級(jí)信號(hào)屏蔽方案。一級(jí)為單個(gè)告警信息屏蔽，對(duì)單個(gè)頻繁動(dòng)作的告警信息進(jìn)行屏蔽;二級(jí)為單個(gè)間隔設(shè)備告警信息屏蔽，對(duì)該間隔一、二次設(shè)備告警信息進(jìn)行屏蔽;三級(jí)為關(guān)聯(lián)間隔告警信息屏蔽，關(guān)聯(lián)間隔是指同時(shí)停電的相鄰間隔，比如變壓器停電，變壓器間隔與三側(cè)斷路器間隔屬于關(guān)聯(lián)間隔，又如3/2接線線路停電，線路間隔、高抗間隔、邊斷路器、中間斷路器屬于關(guān)聯(lián)間隔。在屏蔽關(guān)聯(lián)間隔告警信息時(shí)，同時(shí)屏蔽一、二次設(shè)備告警信息。三級(jí)屏蔽方案在屏蔽信息時(shí)，試驗(yàn)發(fā)生的告警信息不提示告警音響，不進(jìn)入告警窗，但能在歷史數(shù)據(jù)中檢索到。

3 ? ?結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文基于傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)顯示現(xiàn)狀，提出了提高告警信息監(jiān)視效率的措施。通過(guò)以上防漏監(jiān)視的措施和方法，可以大大提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的人性化和智能化水平，提高監(jiān)控人員的監(jiān)視效率，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為今后的智能化監(jiān)視研究提供了一些思路。

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收稿日期：2020-12-17

作者簡(jiǎn)介：田維文（1985—），男，貴州貴陽(yáng)人，工程師，從事監(jiān)控中心運(yùn)行工作。