電網調度技術支持變電站監(jiān)控信息的優(yōu)化整合研究

唐驥 余 俊

（國網岳陽供電公司變電檢修公司，湖南 岳陽414000）

以電網調度技術支持變電站監(jiān)控信息優(yōu)化整合，能夠有效提升監(jiān)控信息的應用質量和處理速率，可進一步提升電網運行的安全性和平穩(wěn)性，對我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展十分有益。

1 基于智能電網調度技術支持下變電站監(jiān)控信息系統(tǒng)的改進

1.1 改進思想與需求

基于變電監(jiān)控信息管理需求，結合智能電網調度技術支持系統(tǒng)建設目標，本文所研究系統(tǒng)需要遵循標準化、規(guī)范化、智能化、集成化原則進行思考，使系統(tǒng)能夠對各地區(qū)電網變電站（35～220kV）監(jiān)控信息進行直接采集，實現(xiàn)變電站監(jiān)控信息規(guī)范化管理、實現(xiàn)變電站監(jiān)控信息高度共享、實現(xiàn)與相關系統(tǒng)的高度集成。兼顧“調配一體化”功能。故在系統(tǒng)總體設計上，除滿足信息安全等級滿足電力二次系統(tǒng)安全防護要求、國家信息安全等級保護三級要求外，以模塊化設計理論為指導進行數據庫、界面、基礎平臺、各類應用等設計、

1.2 架構、網絡等設計

系統(tǒng)整體可分為設備模塊、規(guī)則模塊、變電站監(jiān)控信息電表模塊、運行維護模塊等幾大部分，部分架構如圖1 所示。根據圖1 可知，系統(tǒng)能夠與OMS 系統(tǒng)集成，變電站監(jiān)控信息點在主站與變電站系統(tǒng)執(zhí)行后，能夠將執(zhí)行結果反饋，便于變電站管控。在網絡布局上，根據省電力公司、低級電力公司等對變電站監(jiān)控信息的要求，采用了分布設計構建了部署統(tǒng)一的網絡通信系統(tǒng)。

1.3 系統(tǒng)功能實現(xiàn)關鍵技術

以變電站監(jiān)控信息點表為例，為促進信息優(yōu)化整合，基于矩陣分析對BPNN 算法進行了改進，通過“變電站監(jiān)控信息數據庫對接——輸入層- 隱含層- 輸出層學習模型構建——臺賬庫、電氣邏輯屬性庫合成——信息映射關聯(lián)——各層權重矩陣分析——優(yōu)化解獲取”流程構建了具備自主學習能力的數據建模。

2 變電站監(jiān)控信息的分類與整合

目前，變電站監(jiān)控信息整合技術主要有兩種：其一是信息的有效合并；其二是信息的合理分拆。前者可以具有共性特質的監(jiān)控信息整合成一個整體，從而達到多信號歸一的目的。比如，將自檢異常、斷線、裝置呼喚信號整合成保護裝置告警信息，將電源異常和裝置閉鎖整合成保護裝置故障信息等。而后者，則可以通過科學設計信號傳播途徑和標準，完成動作信號（告知類信息）和異常信號（故障信息）的拆分，從而為提高監(jiān)控信息接入質量、監(jiān)控信息處理效率、電網運行平穩(wěn)性以及提升電網監(jiān)控針對性提供保障。

以往，變電站監(jiān)控信息的主要類型有三種：其一為事故類監(jiān)控信息；其二為狀態(tài)類監(jiān)控信息；其三為預告類監(jiān)控信息。隨著電網敷設范圍的擴大和電網監(jiān)控信息處理模式的細致化發(fā)展，監(jiān)控信息的分類逐漸由三變五，變成了事故信息、異常信息、變位信息、告知信息和越限信息[1]。

3 基于智能電網調度技術支持平臺的監(jiān)控信息優(yōu)化處理

為了提高變電站監(jiān)控管理質效，相關工作人員必須保障變電運行工作的順利開展。在此環(huán)節(jié)，其必須做好電氣設備與系統(tǒng)監(jiān)控和調節(jié)工作，為保障電力生產的安全性與經濟性做好準備。此時，要求相關工作人員定時、集中開展分析、調整、聯(lián)系和檢查工作，基于集中管理、統(tǒng)一調度原則開展運行管理。

3.1 監(jiān)控信息的優(yōu)化展示

在智能電網調度技術支持平臺當中，變電站監(jiān)控信息可以實現(xiàn)光字牌優(yōu)化展示和實時警告窗口優(yōu)化展示，能發(fā)揮輔助告警功能。

3.1.1 光字牌展示

變電站與集控站的監(jiān)控系統(tǒng)的保護信號都被制成了光字牌，可發(fā)揮輔助監(jiān)控的作用。當電網運行異常時，可通過該觸發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)內部軟件的判斷邏輯電量光字牌；其順序為設備異常、保護裝置動作或保護裝置異常，觸發(fā)測控裝置，點亮監(jiān)控后臺的光字牌。如圖2 所示，是某變電站的光字牌列表，從中可發(fā)現(xiàn)光字牌具有數目龐大、查閱不便的特點。為此，基于智能電網調度技術支持平臺優(yōu)化整合與展示監(jiān)控信息時，必須重新制定光字牌的點亮標準，為提高監(jiān)控工作有效性提供輔助。

圖2 變電站光字牌列表

電網運行安全標準、變電站監(jiān)控系統(tǒng)運行標準可以為光字牌點亮標準建設提供依據，而且監(jiān)控信息對電網運行安全性的影響力將成為點亮變電站監(jiān)控系統(tǒng)光字牌的主要分級標準。比如，重新設置監(jiān)控信息篩選規(guī)則，允許重要異常、事故信息和安全警報信息被展示在智能電網調度技術支持平臺的監(jiān)控畫面上，提升光字牌應用效果。電源開關關閉信息可對光字牌監(jiān)控有效性產生重要影響，那么可在信息顯示允許范圍內剔除此類信息，以免干擾監(jiān)控信息展示[2]。優(yōu)化環(huán)節(jié)，還應利用光字閃爍、顏色變換等技術區(qū)分光字牌的復歸狀態(tài)；并利用語音播報功能快速響應異常信號，提高電網監(jiān)控有效性。

3.1.2 實時告警窗口

時序信息為單獨監(jiān)控變電站告警信息的主要展示方式，告警窗口內將按時間順序逐一展示信號，還可設置變電站標簽。上文提到，變電站監(jiān)控信息主要被分為5 大類，為整合、分析和應用信息提供了便利。其中的告知信息主要是閘刀分合信號以及設備運行正常信號，無需實時集中監(jiān)控，只要集中查看即可。為此，在實時告警窗口中優(yōu)化展示監(jiān)控信息，應以時間為標準有序排列所有監(jiān)控信息，告知類信息除外；再由事故跳閘窗口，對間隔故障跳閘和時間信息進行記錄。為避免信息過量而引發(fā)語音混亂，可利用語音告警方式播放事故跳閘監(jiān)控信息，從而提高故障反應速度和定位精準性。

3.2 監(jiān)控信息優(yōu)化整合

為深入研究基于智能電網調度技術支持平臺的監(jiān)控信息優(yōu)化整合技術，筆者以某智能電網調度技術支持平臺為例，對智能電網調度技術支持變電站監(jiān)控信息優(yōu)化整合的技術應用情況進行了簡要分析。案例中，變電站集中監(jiān)控信息調控中心，共收到35721 條監(jiān)控信息，其中事故信息5580 條、告知信息5162 條、越限信息5961 條、異常信息14358 條、變位信息4660條。

3.2.1 分類告警功能

應用優(yōu)化整合技術，可將變電站中的所有監(jiān)控信息劃分為5 大類，并分別展現(xiàn)于智能電網調度技術支持平臺的告警窗口欄目中。如圖3 所示，調控中心轄區(qū)內的所有變電站監(jiān)控信息，都應該被自動分類、整合和展示，并以時間為劃分標準順序排列在了展示窗口之中?；诖耍O(jiān)控人員可直接按需查閱和檢索，變電站監(jiān)控信息應用效率必然會得到提升。

智能電網調度技術支持平臺中的光字牌排序混亂問題常常干擾光字牌展示功能的發(fā)揮。為此，應提高光字牌目錄檢索效率、細致劃分光字牌目錄，以快速鎖定光字牌、明確光字牌使用狀態(tài)為目標，優(yōu)化監(jiān)控信息光字牌展示功能。比如，避免集中、列表排列光字牌；基于電壓等級明確劃分光字牌內容類型，以網格狀形式分級展示。光字牌目錄結構設計必須保證分類明確、一目了然。為變電站內主變、開關、線路、自動裝置、交直流系統(tǒng)和公用信號分別設置光字牌，構建分類逐級展示結構，打造直觀視覺效果，為快速傳遞和展示監(jiān)控信號、精確定位異常區(qū)域做出保障。

圖3 變電站監(jiān)控信息告警功能

電網運行故障將引發(fā)事故跳閘，則相關信號傳送至智能電網調度技術支持平臺后會自動進入告警窗口，并從中彈出故障變電站的一次主接線圖，基于可視化技術直觀呈現(xiàn)事故所在區(qū)域信息和電網運行狀態(tài)；且接線圖將懸浮于窗口頂層，可保證第一時間被查看[3]。該功能可為提高線路或設備故障搶修有效性提供幫助，大大縮短信息檢索與處理的時間，能為快速恢復電網正常運行狀態(tài)奠定基礎。

3.2.2 智能校核功能

生成完整規(guī)范且準確的監(jiān)控信息表，可提高變電站監(jiān)控信息處理質量，是基于智能電網調度技術支持平臺推進變電站監(jiān)控信息優(yōu)化整合的有效方法。校驗多版本監(jiān)控信息、監(jiān)控信息一致性是監(jiān)控信息智能校驗的主要功能。

以基準信息庫與變電站設備屬性相互映射，可生成變電站監(jiān)控信息表。此時，信息表中將由不同方式展現(xiàn)變電站設備數量、類型、名稱信息，工作人員需要實時更新監(jiān)控信息表并將其提交審核。從而基于智能校驗技術，校驗原版本和后提交版本的監(jiān)控信息表，為快速鎖定異常信息、定位修改內容和提升監(jiān)控信息使用有效性奠定基礎。為保證變電站監(jiān)控信息與D5000平臺中的監(jiān)控信息一致，智能電網調度技術支持平臺可觸發(fā)一致性校驗功能，可直接對優(yōu)化后的監(jiān)控信息進行校對，進而及時發(fā)現(xiàn)錯誤問題并告警展示。

總而言之，利用智能電網調度技術支持平臺來優(yōu)化展示和整合監(jiān)控信息，可以大大提升監(jiān)控信息的應用有效性，解決電網調度問題，并推進智能變電站建設和一體化運營監(jiān)控模式應用。為此，相關工作人員應該明確監(jiān)控信息的優(yōu)化整合方向，基于智能電網調度平臺做好監(jiān)控信息的處理和展示。