電網(wǎng)調(diào)控模式下監(jiān)控信號(hào)縮減研究與效果分析

黃育斌

（國(guó)家電網(wǎng)福建省電力有限公司廈門供電公司，福建 廈門 361000）

1 問題原因分析

供電公司實(shí)施“調(diào)控一體”運(yùn)行模式改革后，集約統(tǒng)一了原本相對(duì)分散的電網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務(wù)。由于監(jiān)控專業(yè)管理未增設(shè)專職管理人員且信號(hào)管理長(zhǎng)期管控不到位，因此造成影響生產(chǎn)安全的問題突出，主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

（1）變電站新建、改擴(kuò)建工程從設(shè)計(jì)、施工到調(diào)試驗(yàn)收，自動(dòng)化系統(tǒng)采集的信息缺乏管理規(guī)范。不同設(shè)計(jì)單位和廠家往往根據(jù)自己的習(xí)慣提供信息表，直接給自動(dòng)化人員填庫(kù)和調(diào)試，直至送電運(yùn)行。專業(yè)人員沒有審查把關(guān)信息采集的完整性、信息名稱的準(zhǔn)確性，導(dǎo)致日常運(yùn)行過程中大量信號(hào)含義模糊，不符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致命名或分類不規(guī)范的信號(hào)數(shù)量日益增長(zhǎng)。

（2）海量信號(hào)中有效信號(hào)占比率低，導(dǎo)致監(jiān)控工作效率低。運(yùn)行人員日常監(jiān)視界面普遍存在信號(hào)過多的問題。某電網(wǎng)公司管轄變電站共15座（7座110 kV站，8座35 kV站），列入調(diào)控中心監(jiān)控范圍的有11座。實(shí)施信號(hào)閉環(huán)管理前，通常情況下日均全網(wǎng)信號(hào)量7 000多條，信號(hào)量大時(shí)能達(dá)到1萬多條。監(jiān)控員日均監(jiān)視上窗信號(hào)達(dá)4 000多條，需時(shí)常監(jiān)控的前3類信號(hào)基本未經(jīng)過濾，其中誤報(bào)、頻報(bào)以及多報(bào)的信號(hào)所占比率較高。電網(wǎng)正常運(yùn)行情況下，如此多的無效信號(hào)不僅不能給監(jiān)控人員帶來準(zhǔn)確的電網(wǎng)和設(shè)備信息，而且會(huì)占用監(jiān)控系統(tǒng)資源和分散監(jiān)控人員注意力，還可能導(dǎo)致監(jiān)控員遺漏有效信號(hào)而無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)安全隱患。

為縮減監(jiān)控上窗信號(hào)量，針對(duì)調(diào)控監(jiān)控后臺(tái)信號(hào)分類定級(jí)、信號(hào)分析、無效信號(hào)屏蔽以及信號(hào)閉環(huán)管理等工作執(zhí)行偏差較大的問題，開展了監(jiān)控上窗信號(hào)規(guī)范化整治工作，即開展信號(hào)重新定級(jí)梳理、引入Excel宏程序信號(hào)日?qǐng)?bào)表、伴生信號(hào)延時(shí)過濾、放寬電壓越限上限（用于35 kV電壓不考核）以及頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)延時(shí)屏蔽等工作。通過5個(gè)多月的持續(xù)糾偏，某電網(wǎng)公司監(jiān)控上窗信號(hào)從整治前的日均4 000多條下降至600條左右，大大減少了監(jiān)控人員的工作量[1]。

2 監(jiān)控信號(hào)縮減目標(biāo)及策略

2.1 監(jiān)控信號(hào)縮減目標(biāo)

縮減監(jiān)控上窗信號(hào)量，可提高實(shí)時(shí)事項(xiàng)信號(hào)的有效性，有效控制不合理、不必要的信號(hào)誤報(bào)。另外，為提高監(jiān)控工作質(zhì)量和效率，常態(tài)化開展信號(hào)閉環(huán)管理工作，以鞏固監(jiān)控信號(hào)減負(fù)工作成效。

2.2 監(jiān)控信號(hào)縮減策略

建立監(jiān)控信號(hào)閉環(huán)管理機(jī)制，加強(qiáng)監(jiān)控值班全過程管理。監(jiān)控信號(hào)閉環(huán)管理機(jī)制是信號(hào)和監(jiān)控相關(guān)工作流程的規(guī)范。第一，明確數(shù)據(jù)庫(kù)中所有變電站的信息（簡(jiǎn)稱靜態(tài)信號(hào)庫(kù)）定義及規(guī)范變電站的信息分類，劃分信號(hào)重要性等級(jí)。第二，統(tǒng)計(jì)分析監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)報(bào)出的信號(hào)（簡(jiǎn)稱動(dòng)態(tài)信號(hào)），針對(duì)性采取合理措施削減信號(hào)。第三，監(jiān)控相關(guān)工作流程的規(guī)范。對(duì)監(jiān)控員受理信號(hào)進(jìn)行分析判斷、生成信號(hào)缺陷記錄以及采取信號(hào)消缺措施，最終完成信號(hào)缺陷消除、分析信號(hào)日?qǐng)?bào)表、監(jiān)控設(shè)備異常以及缺陷處理等規(guī)范值班行為流程，確保從信號(hào)報(bào)出一直到最終處理的每個(gè)工作環(huán)節(jié)均規(guī)范，并形成有效閉環(huán)管理。

3 電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)治理方法及措施

3.1 調(diào)控中心信號(hào)閉環(huán)管理流程

總結(jié)信號(hào)閉環(huán)管理工作、信號(hào)縮減經(jīng)驗(yàn)及成效，制定相關(guān)規(guī)范章程，將信號(hào)閉環(huán)管理工作流程繪制成圖，清晰展現(xiàn)信號(hào)閉環(huán)管理工作的各個(gè)流程環(huán)節(jié)。

3.2 電網(wǎng)監(jiān)控站信號(hào)分類定級(jí)

對(duì)監(jiān)控信號(hào)進(jìn)行閉環(huán)管理和實(shí)現(xiàn)上窗信號(hào)縮減的前提條件是監(jiān)控后臺(tái)信號(hào)必須嚴(yán)格規(guī)范、信號(hào)名稱定義明確以及劃分信號(hào)重要性等級(jí)。通過設(shè)立調(diào)控中心繼保專責(zé)兼任信號(hào)分析師，嚴(yán)格按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對(duì)全網(wǎng)15個(gè)站信號(hào)重新梳理和分類定級(jí)，自動(dòng)化錄入IES600監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)，奠定了監(jiān)控后臺(tái)信號(hào)規(guī)范基礎(chǔ)，可為后續(xù)信號(hào)縮減工作做好鋪墊。

3.3 Excel宏程序信號(hào)日?qǐng)?bào)表引入

監(jiān)控值班引入Excel宏程序信號(hào)日?qǐng)?bào)表統(tǒng)計(jì)每日各種異常信號(hào)頻報(bào)量。教授監(jiān)控員對(duì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最終形成異常信號(hào)缺陷OMS記錄，從而采取有效的信號(hào)消缺措施。Excel宏程序信號(hào)日?qǐng)?bào)表包含今日全部事項(xiàng)、上報(bào)窗口事項(xiàng)以及事項(xiàng)統(tǒng)計(jì)等。

Excel宏程序信號(hào)日?qǐng)?bào)表能將監(jiān)控時(shí)常監(jiān)視的前3類上窗信號(hào)從“今日全部事項(xiàng)”濾出，列在“上報(bào)窗口事項(xiàng)”上?！笆马?xiàng)統(tǒng)計(jì)”對(duì)各站的“監(jiān)控總信號(hào)”和“窗口信號(hào)”進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，監(jiān)控員可在“上報(bào)窗口事項(xiàng)”對(duì)各站各類異?；蛉毕菪盘?hào)進(jìn)行條件限制篩選。監(jiān)控員能夠直觀發(fā)現(xiàn)各站各類異常信號(hào)頻報(bào)水平，統(tǒng)計(jì)各站各類異常信號(hào)頻報(bào)水平和產(chǎn)生信號(hào)缺陷記錄。它要求監(jiān)控管理人員、監(jiān)控值班人員定期研讀和研判監(jiān)控OMS缺陷記錄，熟悉全網(wǎng)遺留信號(hào)缺陷情況。在條件成熟的情況下，需進(jìn)一步進(jìn)行信號(hào)缺陷消除，從而形成有效的監(jiān)控日?qǐng)?bào)表信號(hào)閉環(huán)管理[2]。

3.4 電網(wǎng)設(shè)備異動(dòng)狀態(tài)處理措施及案例分析

針對(duì)電網(wǎng)設(shè)備缺陷、負(fù)荷特性導(dǎo)致電壓和電流波動(dòng)越限、無效伴生信號(hào)未屏蔽等原因發(fā)生的信號(hào)頻報(bào)問題，需采取相關(guān)措施。

3.4.1 設(shè)備缺陷信號(hào)的處理

從監(jiān)控日?qǐng)?bào)信號(hào)中分析一、二次設(shè)備缺陷，加強(qiáng)消缺。通過對(duì)信號(hào)的分析，掌握電網(wǎng)全網(wǎng)一些設(shè)備的健康水平。其中，有相當(dāng)比例的信號(hào)由存在故障或缺陷的設(shè)備報(bào)出。有些缺陷不影響主設(shè)備運(yùn)行，因此存在時(shí)間較長(zhǎng)，如果長(zhǎng)時(shí)間不處理，長(zhǎng)此以往產(chǎn)生的信號(hào)將嚴(yán)重干擾監(jiān)控，影響電網(wǎng)安全。動(dòng)態(tài)信號(hào)規(guī)范中的重要工作是分析一、二次設(shè)備的缺陷，設(shè)法消除缺陷以減少信號(hào)量。

協(xié)助監(jiān)控值班人員匯總?cè)粘Ｈ毕?、頻報(bào)信號(hào)，要求監(jiān)控員通知變電運(yùn)行人員報(bào)缺陷，聯(lián)系檢修人員進(jìn)行分析處理。對(duì)不明缺陷的頻報(bào)信號(hào)，根據(jù)信號(hào)的實(shí)際情況，采取延時(shí)的臨時(shí)措施，設(shè)法尋求長(zhǎng)效的消缺措施。

以某電網(wǎng)公司管轄變電站為例，典型處理措施描述如下。

①城西變電站10 kV美景線981、工業(yè)區(qū)線683以及湖口線681線路NSR612RF裝置故障頻報(bào)，大約10 s后自行復(fù)歸，日上報(bào)數(shù)量100條左右，已令自動(dòng)化班做20 s延時(shí)的臨時(shí)處理。此外，監(jiān)控員已通知變電運(yùn)行人員報(bào)缺陷，聯(lián)系檢修人員進(jìn)行分析處理。

②秀峰變電站直流系統(tǒng)泰坦電池巡檢A/B網(wǎng)通信中斷、泰坦絕緣監(jiān)測(cè)A/B網(wǎng)通信中斷、直流充電柜充電模塊告警以及泰坦直流屏模塊故障4個(gè)信號(hào)經(jīng)常頻報(bào)，日均300條左右。令遠(yuǎn)動(dòng)班做120 s延時(shí)的臨時(shí)處理。此外，監(jiān)控員已通知變電運(yùn)行人員報(bào)缺陷，聯(lián)系檢修人員進(jìn)行分析處理。

③東口變電站35 kV上東線電流A、C相電流差距較大，線路重載時(shí)報(bào)出C相電流越限。經(jīng)查為C相遙測(cè)系數(shù)有誤，自動(dòng)化班已對(duì)系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，現(xiàn)數(shù)據(jù)正常。

④城西變電站35 kV饋線故障跳閘會(huì)引起35 kV母聯(lián)開關(guān)過流保護(hù)動(dòng)作和失靈動(dòng)作，經(jīng)查母聯(lián)開關(guān)保護(hù)有投入，但出口壓板解除，調(diào)度將安排退出母聯(lián)開關(guān)過流保護(hù)裝置。

3.4.2 負(fù)荷特性導(dǎo)致電壓、電流波動(dòng)頻報(bào)越限信號(hào)的處理

福安地區(qū)35 kV變電站用戶有多個(gè)鑄鋼廠，鑄鋼生產(chǎn)用電電壓、電流波動(dòng)劇烈，多條35 kV母線電壓頻繁在600系統(tǒng)35 kV母線電壓上限限值37.45 kV上下波動(dòng)。因負(fù)荷特性緣故，多條10 kV母線電壓在600系統(tǒng)10 kV母線電壓上、下限波動(dòng)劇烈。整治前，電壓和電流越限信號(hào)多達(dá)近千條。大量10 kV、35 kV重載線路負(fù)荷電流在各自線路滿載負(fù)荷電流限值上下波動(dòng)，越限信號(hào)頻繁動(dòng)作復(fù)歸產(chǎn)生了大量無效監(jiān)控上窗信號(hào)。

針對(duì)上述問題，對(duì)電壓、電流分別采取如下的屏蔽措施。

①考核35 kV電壓時(shí)，要求調(diào)控管理人員與自動(dòng)化人員配合，將35 kV母線電壓越上限限值調(diào)高，由原來的37.45 kV調(diào)高至39 kV，上、下限恢復(fù)閥值拓寬為0.5 kV。10 kV母線電壓在滿足電壓考核合格的前提條件下，將原600系統(tǒng)提前報(bào)警量剔除，上、下限值由原10.02～10.68 kV調(diào)整為10.0～10.7 kV，上、下限恢復(fù)閥值拓寬為0.1 kV。同時(shí)，按規(guī)范允許范圍，為了減少瞬時(shí)越限信號(hào)，將10 kV和35 kV母線電壓越限信號(hào)分別設(shè)置30 s和120 s延時(shí)，從而有效屏蔽絕大部分電壓越限頻報(bào)信號(hào)。

②針對(duì)大量10 kV和35 kV重載線路負(fù)荷電流在各自線路滿載負(fù)荷電流限值上下波動(dòng)的情況，適時(shí)應(yīng)用電力線路實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行容量參照氣溫原則，冬季時(shí)要求調(diào)控管理人員及自動(dòng)化人員配合，將全網(wǎng)所有10 kV和35 kV線路最大允許載流量根據(jù)線路允許載流量由迎峰度夏40 ℃限值調(diào)為25 ℃限值，以消除大部分線路負(fù)荷電流越限頻報(bào)信號(hào)。針對(duì)負(fù)荷電流在25 ℃滿載限值上下波動(dòng)的重載線路，進(jìn)行600系統(tǒng)限值微上調(diào)10 A，有效屏蔽絕大部分電流越限頻報(bào)信號(hào)，如表1所示。

3.4.3 伴生信號(hào)的處理

伴生信號(hào)主要是開關(guān)操作過程中由于接點(diǎn)抖動(dòng)頻報(bào)的控制回路斷線、延時(shí)不足報(bào)出的彈簧未儲(chǔ)能以及個(gè)別類型的裝置產(chǎn)生的裝置報(bào)警等相關(guān)信號(hào)。因此，消除伴生信號(hào)是信號(hào)縮減工作的又一個(gè)重要措施。針對(duì)伴生信號(hào)出現(xiàn)后均能很快復(fù)歸的特點(diǎn)，采取主站程序延時(shí)過濾伴生信號(hào)。含有伴生信號(hào)關(guān)鍵字的動(dòng)作事項(xiàng)上報(bào)到主站，程序不會(huì)立即將事項(xiàng)報(bào)出，而是放在緩存區(qū)，一定延時(shí)內(nèi)若有接收到對(duì)應(yīng)的復(fù)歸事項(xiàng)，不會(huì)報(bào)出該信號(hào)。若延時(shí)內(nèi)沒有接收到對(duì)應(yīng)的復(fù)歸事項(xiàng)，延時(shí)結(jié)束后將信號(hào)報(bào)出[3]。規(guī)范如表2所示。

表1 線路負(fù)荷電流

表2 伴生信號(hào)的處理規(guī)范

以平均每控一次開關(guān)產(chǎn)生5個(gè)伴生信號(hào)計(jì)算，每日能夠縮減百條級(jí)別的信號(hào)量，屏蔽在延時(shí)時(shí)間內(nèi)復(fù)歸的信號(hào)，縮減日常開關(guān)操作的伴生類信號(hào)，排除此類無效信號(hào)對(duì)監(jiān)控員的干擾。

4 電網(wǎng)調(diào)控模式下監(jiān)控信號(hào)縮減效果分析

對(duì)電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)開展整治，采取科學(xué)有效的技術(shù)和管理措施實(shí)施信號(hào)的全過程規(guī)范化管理，大幅提升了信號(hào)的有效性?，F(xiàn)電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)每日上窗信號(hào)已從整治前的4 000多條降至600條左右，僅不到整治前的1/6，整治工作取得顯著成效，且成果經(jīng)過總結(jié)提煉形成制度，達(dá)到了常態(tài)化管理目的，提升了集中監(jiān)控的高效性和安全性。濾除電網(wǎng)大型操作導(dǎo)致的信號(hào)量劇增的干擾因素后，信號(hào)縮減效果如圖1所示。

圖1 信號(hào)縮減效果分析

信號(hào)閉環(huán)管理工作的開展解決了電力同行監(jiān)控信號(hào)量過大和無效信號(hào)多的問題，為集中監(jiān)控的推進(jìn)清掃了障礙，為“調(diào)控一體”模式的順利實(shí)施提供了技術(shù)保障。信號(hào)閉環(huán)管理工作大大減輕了監(jiān)控員值班負(fù)擔(dān)，提升了值班效率。

5 結(jié) 論

信號(hào)閉環(huán)管理措施具有廣泛的借鑒意義，建立信號(hào)閉環(huán)管理機(jī)制，縮減上窗信號(hào)量在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中成效良好，得到了調(diào)控值班人員的認(rèn)可。信號(hào)閉環(huán)管理措施同樣可用于其他電網(wǎng)調(diào)控單位監(jiān)控專業(yè)的信號(hào)縮減工作。