智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計(jì)

邱晨

摘要：近年來(lái)，國(guó)家電網(wǎng)公司在推進(jìn)變電站集中監(jiān)控業(yè)務(wù)方面取得了顯著成績(jī)，并在相應(yīng)的技術(shù)支持體系中提出了明確的規(guī)范，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的綜合智能報(bào)警和變電站集中監(jiān)控功能也發(fā)揮著重要作用。然而，隨著監(jiān)控業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)在滿足變電站集中監(jiān)控業(yè)務(wù)需求方面的功能還存在一些不足，在報(bào)警信號(hào)優(yōu)化再處理和信號(hào)輔助分析方面的不足尤為突出。本文對(duì)智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：智能電網(wǎng);調(diào)度控制系統(tǒng);變電站信息監(jiān)控;功能設(shè)計(jì);分析

1智能電網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

智能電網(wǎng)經(jīng)過(guò)多年的建設(shè)，大數(shù)據(jù)技術(shù)和云計(jì)算技術(shù)逐漸應(yīng)用于其中，智能電網(wǎng)中的電力調(diào)度效率逐步提高。智能電力調(diào)度系統(tǒng)的建設(shè)是以需求為導(dǎo)向，對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，形成報(bào)表，為電網(wǎng)提供決策支持，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，可以對(duì)電網(wǎng)負(fù)荷數(shù)據(jù)進(jìn)行校核，完成資源配置和調(diào)度，提高電網(wǎng)感知能力，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)統(tǒng)一決策，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行，保證了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。智能電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)由四層組成。電力企業(yè)應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，完善現(xiàn)有的安全管理體系，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)形成智能化管理體系，利用智能化技術(shù)在第一時(shí)間甄別安全風(fēng)險(xiǎn)。變電站自動(dòng)化的應(yīng)用可以顯著提高變電站的數(shù)據(jù)共享水平，為電力調(diào)度提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，具有深入的數(shù)據(jù)挖掘價(jià)值。要充分利用安全生產(chǎn)制度，充分體現(xiàn)監(jiān)管職能，注重監(jiān)督檢查，引導(dǎo)調(diào)度工作有序開(kāi)展。同時(shí)要充分發(fā)揮調(diào)度員自身的責(zé)任感，利用安全會(huì)議，定期培訓(xùn)，在培訓(xùn)中明確自己的工作職責(zé)，把安全責(zé)任細(xì)化到個(gè)人。通過(guò)對(duì)調(diào)度員技能的培訓(xùn)，結(jié)合事故演練的培訓(xùn)，對(duì)電網(wǎng)重大事故進(jìn)行演練，確保調(diào)度員具有安全意識(shí)。

2正常狀態(tài)下信號(hào)監(jiān)測(cè)分析的優(yōu)化

2.1監(jiān)測(cè)信號(hào)的相關(guān)分析和自動(dòng)推導(dǎo)。

1）相關(guān)信號(hào)分析。對(duì)于大量分散的信號(hào)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)通常會(huì)根據(jù)分類的要求對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行不同的顯示，但傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單顯示原始時(shí)間序列必然會(huì)導(dǎo)致一些重要信號(hào)淹沒(méi)在大量其他信號(hào)中。只有根據(jù)事件、廠站等屬性對(duì)信號(hào)進(jìn)行有效關(guān)聯(lián)，才能避免監(jiān)視器在離散信號(hào)中丟失。例如，來(lái)自線路跳閘的信號(hào)可以分散在多個(gè)位置，并與來(lái)自其他變電站的各種信號(hào)混合。通過(guò)對(duì)設(shè)備報(bào)警信號(hào)的類型、站點(diǎn)、間隔和發(fā)生時(shí)間的相關(guān)分析，結(jié)合設(shè)備故障后的相關(guān)報(bào)警模板，實(shí)現(xiàn)了在設(shè)備故障情況下，從實(shí)時(shí)報(bào)警窗口自動(dòng)提取一組相關(guān)報(bào)警信息，支持歷史報(bào)警信息的相關(guān)性分析。例如，對(duì)于線路跳閘事故的報(bào)警信息，可以在事故發(fā)生前后幾分鐘內(nèi)查詢到相關(guān)類型的報(bào)警信息，以便快速分析排除檢修情況。2）重要警告信號(hào)的推導(dǎo)。監(jiān)測(cè)對(duì)象的一些重要狀態(tài)可能缺少車站直接發(fā)送的信號(hào)，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。例如母線等重要設(shè)備失壓是一個(gè)重要事件，但一般只能由控制器根據(jù)人工判斷進(jìn)行測(cè)量，時(shí)效性很難滿足要求。通過(guò)設(shè)置適當(dāng)?shù)氖号袚?jù)，可在一定的延時(shí)范圍內(nèi)自動(dòng)判斷主變壓器、母線和全站儀的失壓，并結(jié)合設(shè)備的實(shí)時(shí)遙信和遙測(cè)信息，及時(shí)發(fā)出母線或全站儀失壓報(bào)警信號(hào)。對(duì)于失壓這一重大事件，不再需要監(jiān)理人員對(duì)各站進(jìn)行檢查和認(rèn)真判斷。

2.2監(jiān)控圖像的跟蹤記錄和分析。

所有預(yù)定義圖像的手動(dòng)導(dǎo)航是監(jiān)視器的基本例行程序和安全措施。隨著監(jiān)控范圍的擴(kuò)大和應(yīng)對(duì)各類應(yīng)急工作的需要，可能出現(xiàn)泄漏巡更的情況，成為系統(tǒng)安全隱患。通過(guò)預(yù)先定義控制器需要巡更的畫面和巡更頻率的要求，控制器可以自動(dòng)記錄實(shí)際畫面的巡更軌跡，并將兩者進(jìn)行比較，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)未激活畫面的自動(dòng)報(bào)警功能，實(shí)時(shí)提醒值班指揮員。它還支持對(duì)所有屏幕導(dǎo)航軌跡和未及時(shí)掃描的警告信息進(jìn)行檢查后分析，以評(píng)估監(jiān)控工作流和特定監(jiān)控器的工作習(xí)慣。

2.3監(jiān)測(cè)信號(hào)的變化和差異分析。

控制器需要快速準(zhǔn)確地掌握過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)的信號(hào)變化和后續(xù)需要繼續(xù)關(guān)注的信號(hào)，工作量大，容易漏掉?；诎姹竟芾硭枷牒湍骋粫r(shí)刻的數(shù)據(jù)斷面，建立各時(shí)刻的數(shù)據(jù)斷面，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行版本檢查，并通過(guò)版本管理機(jī)制記錄和管理各時(shí)刻的數(shù)據(jù)變化。包括相關(guān)信號(hào)狀態(tài)的截面信息被打包并存儲(chǔ)。通過(guò)對(duì)不同斷面的比較，將相應(yīng)時(shí)刻的信號(hào)狀態(tài)變化按新、消、變?nèi)惲谐?，主管只需注意換班時(shí)給出的變化信息。該功能實(shí)現(xiàn)后，不僅允許監(jiān)視器在登錄和注銷時(shí)自動(dòng)保存快照，還允許控制器隨時(shí)手動(dòng)保存快照。通過(guò)用不同的顏色標(biāo)記新的、變化的和丟失的信號(hào)，系統(tǒng)中所有監(jiān)控對(duì)象的重要信息變得清晰。

3監(jiān)控專業(yè)管理與分析評(píng)價(jià)的輔助支撐

在變電站集中監(jiān)控中，除了實(shí)時(shí)服務(wù)外，還有大量的管理工作。一方面，需要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)分析一次和二次設(shè)備的運(yùn)行情況。另一方面，也要對(duì)相關(guān)信息進(jìn)行分析，對(duì)監(jiān)理工作進(jìn)行評(píng)價(jià)和指導(dǎo)。調(diào)控系統(tǒng)一般自動(dòng)保存完整的歷史數(shù)據(jù)，但在對(duì)原有系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，主要存在以下三個(gè)問(wèn)題：一是缺乏集中監(jiān)控報(bào)警歷史信息所需的一些重要屬性，不能對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行深入分析的;二是相關(guān)信息分散在不同的作戰(zhàn)系統(tǒng)中，缺乏有效的信息融合和相關(guān)性分析;三是典型的信號(hào)處理經(jīng)驗(yàn)沒(méi)有得到很好的推廣。為提高監(jiān)測(cè)專業(yè)管理的技術(shù)支持水平，從三個(gè)方面進(jìn)行了改進(jìn)。

3.1設(shè)備運(yùn)行識(shí)別與精細(xì)化分析。

開(kāi)關(guān)移位的原因包括跳閘、檢修、計(jì)劃停機(jī)、合閘和分閘回路、調(diào)壓等。為了分析設(shè)備遠(yuǎn)程操作時(shí)開(kāi)關(guān)變化的原因，通過(guò)報(bào)警信息串結(jié)構(gòu)分析和邏輯分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備操作類型的分析，自動(dòng)識(shí)別遠(yuǎn)程操作、維護(hù)、調(diào)壓等操作類型，并支持調(diào)整單個(gè)信號(hào)類型的操作和添加注釋信息。設(shè)備監(jiān)控管理專業(yè)在對(duì)運(yùn)行原因進(jìn)行更詳細(xì)、準(zhǔn)確分類的基礎(chǔ)上，可以快速得到對(duì)一、二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和監(jiān)控運(yùn)行的深入分析結(jié)果。

3.2基于大數(shù)據(jù)分析的信息融合與關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)。

基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)技術(shù)，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式集成，有效地分析了從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中分離出來(lái)的節(jié)點(diǎn)信息。首先，建立一個(gè)統(tǒng)一的監(jiān)控大數(shù)據(jù)對(duì)象代碼ID，包括一次設(shè)備、二次設(shè)備、運(yùn)行、輔助數(shù)據(jù)等，為確保監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)象在整個(gè)基于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的變電站設(shè)備大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)中具有全局唯一性，建立了一套編碼規(guī)則（即。E。設(shè)計(jì)了數(shù)據(jù)共享的ID編碼規(guī)則，作為監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)對(duì)象的唯一標(biāo)識(shí)。其次，集中監(jiān)控變電所大數(shù)據(jù)統(tǒng)一集成建模，以監(jiān)控設(shè)備為中心，加強(qiáng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)與設(shè)備的關(guān)系。設(shè)備ID作為關(guān)聯(lián)字段，將監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)和其他輔助數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)并集成，形成關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)集并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)中心。最后，監(jiān)控基于分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（HDFS）的大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用程序，以執(zhí)行事件的上下文分析和評(píng)估，并監(jiān)控操作。此功能首先提取離散類型的事件信息，并將這些事件與主管的操作記錄相關(guān)聯(lián)，然后將提取和關(guān)聯(lián)的結(jié)果與監(jiān)控業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)流程進(jìn)行比較，對(duì)主管的操作進(jìn)行分析和評(píng)估，并給出改進(jìn)建議。

4結(jié)論

綜上所述，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能有助于資源的有效配置和科學(xué)利用，使系統(tǒng)更加安全可靠。此外，智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)還集成了集中監(jiān)控功能，防止了各種系統(tǒng)的重復(fù)開(kāi)發(fā)，有利于節(jié)約資源，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]金芬蘭，王昊，范廣民，余建明，米為民. 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)的變電站集中監(jiān)控功能設(shè)計(jì)[J]. 電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，39（01）：241-247.

[2]張勇，張哲，嚴(yán)亞勤. 智能電網(wǎng)調(diào)度控制系統(tǒng)電網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能告警技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 智能電網(wǎng)，2015，3（09）：850-855.

[3]趙明婧. 安陽(yáng)智能電網(wǎng)調(diào)度支持系統(tǒng)建設(shè)研究[D].華北電力大學(xué)，2015.