電力調度自動化系統(tǒng)中的故障與對策研究

劉渝波，牛小俊

（國網四川攀枝花供電公司，四川 攀枝花 617000）

0 引言

在當前的電網工作中，所建設的電力調度自動化系統(tǒng)作為一個一體化的系統(tǒng)，在其中集成了電力數據的采集、整理以及分析等多個工作環(huán)節(jié)。通過自動化系統(tǒng)的運用，能夠在信息層面上，對企業(yè)的各項決策提供強大的支持和保障，促進各個部門工作的協調運作。為提高系統(tǒng)功能應用的便利性和靈活性，結合實際工作需要，把握系統(tǒng)的發(fā)展特點，對其工作內容進行調整和優(yōu)化，確保該系統(tǒng)具有較強的實用性。

1 電力調度自動化系統(tǒng)運行結構體系

1.1 集中式

在自動化系統(tǒng)中，對于電力調度來說，其運行的集中式結構就是圍繞著一個核心服務器所開展的電力調度，以星型拓撲結構作為其中的典型代表，如圖1 所示。

圖1 集中式體系結構

對于這一結構而言，在設計的過程中，主要的調度中心就是數據采集與監(jiān)監(jiān)視控制系統(tǒng)。而且還要在外界周邊，進行其他類型設備的設置，從而起到輔助的作用。通過數據采集與監(jiān)監(jiān)視控制系統(tǒng)，主要就是針對調度系統(tǒng)中的數據信息，進行集中的采集處理和計算，從而促進系統(tǒng)中心和其他位置之間的通信交流。在這種結構之下所進行的調度系統(tǒng)的設計，要通過監(jiān)控主機，針對其廠站端的各種電力設備進行相應的控制。所以也從性能角度上，提出了較高的要求。但是在系統(tǒng)中的設備具有較廣的分布范圍，而且分布特點呈現出顯著的分散性。所以對于系統(tǒng)來說，不具有較強的抗干擾能力，運行的穩(wěn)定性較差。而且對于現實的運行而言，在調度系統(tǒng)的中央服務器內，進行全部運行數據的統(tǒng)一接入，因而該系統(tǒng)的設計難度系統(tǒng)較大。

1.2 分布式

在中壓以及低壓變電站的運行過程中，較為常見的自動化系統(tǒng)運行結構就是分布式體系。在這一結構中，圍繞電力監(jiān)控裝置，進行多個控制裝置的設置，從而開展調度工作。按照具體的環(huán)境，進行相應的裝置類型的組合。在任務處理的過程中，通過所分布的裝置，能夠對于各項操作和作業(yè)實現統(tǒng)一完成，并進行處理結果的整合，從而得出具體的調度結果。在設計的過程中，主要借助網絡技術或者是通過串行的方式，讓各個裝置之間能夠實現通信連接，這樣就能夠促進數據信息的聯結和傳輸。

1.3 分散分布式

對于這種體系結構來說，其于分布式有著較為接近的結構特點，但是也具有不同之處。這種體系結構主要應用于間隔設備以及一次回路設備中，典型的作用就是調度控制線路保護單元。在具體應用的過程中，對于該結構的設計，要將智能監(jiān)控設備設置在每一個控制節(jié)點上。這樣就能夠針對監(jiān)控設備所產生的運行數據，做好采集工作。同時還要根據具體的對象，進行各個單元保護接線的安裝。并且要在開關柜上，對具體的裝置的布置，呈現分散的特點。通過這一系統(tǒng)設計，能夠在雙向數字信號的組織過程中，實現更高的效率和精準性，確保調度系統(tǒng)運行的可靠性和穩(wěn)定性，有助于系統(tǒng)運行經濟性的實現。通過該結構，以群體協同作業(yè)作為其最顯著的特點，同時還帶有開放集成性[1]。

2 電力調度自動化系統(tǒng)常見故障與分析方法

2.1 電力調度自動化系統(tǒng)常見故障

電力調度自動化系統(tǒng)涉及多種軟硬件，具有較高的復雜性，不僅有著廣泛的涵蓋范圍，而且面臨著復雜的通信環(huán)境。所以在運行過程中，受到人為、設備等因素的影響，就會造成故障的出現，比如說遙測數據不刷新、服務器故障、遙信位置不對應、通信中斷、網絡故障等。在故障發(fā)生后，將會對電力系統(tǒng)的運行造成一定影響，致使其穩(wěn)定性喪失，甚至會影響供電的連續(xù)性，從而對居民正常用電產生阻礙。各類設備故障，根據發(fā)生部位的不同，也具有不同的表現。如網絡系統(tǒng)故障通常表現在網絡傳輸受阻等方面。一旦電力調度自動化系統(tǒng)受到黑客的攻擊，或受到病毒入侵的影響，都會導致數據安全性下降。唯有做好安全防護，才能減少或消除故障。環(huán)境故障發(fā)生通常體現在室外自然環(huán)境方面。電力系統(tǒng)中，大量設備都會在室外的自然環(huán)境下運行。一旦發(fā)生雷雨、閃電、冰雹、大風等惡劣天氣，各類設備的故障風險就會顯著提高。

2.2 電力調度自動化系統(tǒng)故障分析方法

2.2.1 觀察排除法進行調度故障分析

對于觀察排除法來說，這種方法在自動化系統(tǒng)硬件故障的分析中較為常見，屬于一種常用的方式。觀察排除法就是在觀察推理的基礎之上，進一步分析調度故障。通過應用這一方法，能夠站在客觀的角度上，針對整個系統(tǒng)的外部環(huán)境以及內部運行情況，展開具體的分析。同時還要綜合各個板塊，進行相應的推理，對于該系統(tǒng)故障出現的表面和運行參數，經過類比、對比，從而得到故障分析的結果。如果所涉及的是一些疑難故障，具有一定的特殊性，單純依靠對于外部運行環(huán)境狀態(tài)的觀察，無法確保故障排除的準確性，所以面對這種情況，相關的人員就要充分的結合自身的工作經驗，通過分析系統(tǒng)設備的內部結構和運行原理，再根據過去所發(fā)生的故障問題的對比，結合正常的運行狀態(tài)，從而對系統(tǒng)故障類型以及原因，進行具體的分析和判斷[2]。

2.2.2 監(jiān)測分析法進行系統(tǒng)故障的分析

這種方法就是依靠監(jiān)測系統(tǒng)，對于系統(tǒng)的運行情況以及所產生的各種數據參數，做到實時的監(jiān)視和掌控。這樣就能夠通過系統(tǒng)所存在運行故障的現象，在分析的基礎之上，有效的識別和判斷故障類型和原因。對于這種故障分析方法來說，其在具體運用的過程中，要求相關的技術人員具有扎實的理論基礎，能夠對于電力調度自動化系統(tǒng)各個功能模塊和監(jiān)測系統(tǒng)的各項專業(yè)知識以及理論做到深入的了解和把握，從整體上掌握系統(tǒng)的運行情況。在具體的監(jiān)測過程中，要針對系統(tǒng)在運行的過程中可能會存在的故障狀況，做到全面的分析和考慮，這樣才能夠針對系統(tǒng)風險，提前加強監(jiān)測管理。在進行設備檢測管理時，根據重要程度安排順序，同時還要針對系統(tǒng)中的元件，進行主要和次要的劃分。

2.2.3 測量換件法對于調度故障的分析

對于電力調度自動化系統(tǒng)來說，其在運行的過程中會涉及多個部分作用的綜合發(fā)揮，其中還包含海量的數據共享和信息交互，具有較高的復雜性。但是針對數據的傳輸而言，無法通過肉眼實現直觀地觀察。因此，在系統(tǒng)運行的過程中，如果出現部分功能故障，那么就可以通過分析連接方式，對具體故障出現的部位，做到大致的確定和判斷，這樣就能夠鎖定出現故障的位置。在實際的操作中，可以通過對于監(jiān)測設備的運用，從而針對故障分析環(huán)節(jié)，起到輔助的作用，有助于驗證工作的順利開展。為了有效地運用這一方法，進行故障的分析，就要以高專業(yè)水準的儀器設備為媒介，這樣才能夠提高故障分析以及位置確定的精準性[3]。

2.2.4 系統(tǒng)故障的解決方法

首先，要從整體上，對整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行確認，并且明確發(fā)出危險信號的位置，確定故障類型。針對一些簡單的故障，采取維修方法進行直接的解決。如果發(fā)現是由于某個裝置或者是設備存在損壞所帶來的故障問題，也要第一時間上報，進行元件的更換。如果具體的部件配備不夠齊全，要和廠家取得聯系與溝通，在這一過程中暫停系統(tǒng)的運行[4]。

3 應對措施

3.1 分站設備遙信信息

對于電力調度自動化系統(tǒng)而言，組成部分就是調度中心以及調度終端。調度終端通過各種類型的監(jiān)控設備，對于四處分散的數據進行采集和整理。通過數據的匯總，這樣就能夠對設備實現統(tǒng)一的監(jiān)控和管理。在這種設計模式之下，能夠讓電力系統(tǒng)具有更大的監(jiān)控管理范圍，從而確保數據信息獲取的全面性和完整性，同時還能夠借助顯示設備，對于系統(tǒng)的實時運行數據進行直接的運用。依靠數據展示，能夠對于當前系統(tǒng)的運行情況，做到快速掌握，從而精準判斷和分析故障出現的位置。如果在系統(tǒng)的運行階段，網絡鏈路或者運行設備出現異常問題，那么在系統(tǒng)中設置的報警程序，就能夠第一時間進行故障情況的監(jiān)測，從而進行警報的發(fā)出。這樣相關的工作人員就能夠在具體的故障情況的基礎之上，并綜合以往的工作經驗，從而有效的分析和判斷故障位置。對于系統(tǒng)的運行來說，在其中會使用很多應用終端，而且主站端和廠站端設備的連接也具有較高的復雜程度[5]。

3.2 連接光纖

對于電力調度的自動化系統(tǒng)運行而言，其中涉及多個終端和設備，通過這些終端和設備之間的連接，從而構成一個完整的系統(tǒng)。一般來說，設備之間以光纖連接為主，從而實現數據信息的傳輸和共享，具有較高的傳輸效率。而且對于系統(tǒng)運行而言，為了避免對于故障設備的錯誤判斷，通過光端機所開展的脈沖編碼調制，能夠針對具體的故障，進行獨立的判別和解釋。在故障判斷顯示的過程中，能夠通過各種顏色的指示燈，從而有助于工作人員對于故障位置和設備進行快速精準的確定?，F階段，對于我國的電力工作來說，在具體的電力調度系統(tǒng)中，所應用的光纖類型能夠符合電力系統(tǒng)的運行要求，促進數據信息采集以及傳輸功能的實現。但是對于實際的運行而言，在外力的影響之下，就可能會導致光纖設備產生運行故障。對于調度系統(tǒng)的各項工作的順利開展，造成不利的影響。

3.3 主服務器

在電力調度系統(tǒng)中，以主服務器作為核心。如果在實際的運行階段，產生主服務器的異常問題，就會對于整個系統(tǒng)的應用，帶來不良影響。嚴重情況下，還會導致系統(tǒng)崩潰。對于主服務器所產生的故障，也具有多種類型表現，其中涉及中心設備故障、前置機設備故障等。而在前置機中，包含多個模塊，比如監(jiān)控、電源、通信。各個模塊都分別設置了指示燈，進行具體運行狀態(tài)的顯示。如果指示燈存在長期不亮的問題，那么就能夠針對這一模塊，進行異常問題存在的初步判斷。通過觀察法，對此展開具體的排查。并對于模塊進行換新操作，這樣才能夠在最短的時間內，確保系統(tǒng)恢復正常運行狀態(tài)。主服務器電力故障分析系統(tǒng)如圖2 所示。

圖2 主服務器電力故障分析系統(tǒng)

在進行故障分析時，要運用各項裝置和設備，在這其中，以電能分析裝置作為其中的主要元件。在這一裝置中，以電能分析儀為主，涉及三部分的內容，分別為信息調理模塊、A/D 轉換器、微控單元，能夠實現對于變電站電流行波的到達時間的檢測。通過對時間差的運用，進一步的確定故障所出現的線路。這樣工作人員就能按照故障位置所存在的故障情況，進行后續(xù)的分析和處理工作。

4 結語

綜上所述，在電力調度工作中，自動化系統(tǒng)占據著重要的地位。在各種因素的影響之下，調度工作可能會存在各種類型的故障，不利于攀枝花電網的安全穩(wěn)定運行。因此，就要通過科學的方法，進行故障類型的分析和確定，從而實現自動化系統(tǒng)故障的有效解決。相關的電力工作者也要加大對于自動化系統(tǒng)故障的研究力度，不斷地提高對于自動化專業(yè)的質量要求，促進運行方案的完善和優(yōu)化，將調度自動化系統(tǒng)的作用最大化的發(fā)揮出來，實現高效率的系統(tǒng)運行。