葉剛進(jìn)，吳 靖，宋東馳

(1.華北電力大學(xué)，北京 102206;2.杭州電力局，浙江 杭州 310052;)

隨著調(diào)控一體化的深入開(kāi)展，監(jiān)控信息對(duì)調(diào)度部門(mén)的重要性日益提升，而如何合理有效地監(jiān)控實(shí)時(shí)信息，成為調(diào)度部門(mén)工作的重點(diǎn)和難點(diǎn).本文根據(jù)某調(diào)控中心監(jiān)控信息的特點(diǎn)，在分析信息整合必要性的基礎(chǔ)上，介紹了靜態(tài)信息分層方法，同時(shí)針對(duì)實(shí)施靜態(tài)信息分層后依舊存在單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作的問(wèn)題，建立了動(dòng)態(tài)信息分層模型，并分析了該方法的優(yōu)越性.

1 監(jiān)控信息的特點(diǎn)

1.1 信息量大

據(jù)調(diào)控中心對(duì)2010年6月至2011年5月的日平均接收信息量統(tǒng)計(jì)，一年內(nèi)的日平均信息數(shù)達(dá)到了每天11 437條，信息量分布如表1所示.根據(jù)對(duì)2011年1月的小時(shí)平均信息量統(tǒng)計(jì)，在早上9點(diǎn)高峰時(shí)段，調(diào)控中心平均每小時(shí)接收的監(jiān)控信息數(shù)為2 154條，相當(dāng)于一條信息只有1.67 s的判斷時(shí)間，信息量分布如表2所示.隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，監(jiān)控信息量將持續(xù)增加，調(diào)控人員面對(duì)如此龐大的信息量，將無(wú)法做到對(duì)電網(wǎng)和設(shè)備的有效監(jiān)視［1］.

表1 2010年6月至2011年5月平均每日信息量統(tǒng)計(jì)

表2 2011年1月每日24 h內(nèi)平均信息量統(tǒng)計(jì)

1.2 描述不統(tǒng)一

由于變電設(shè)備的種類(lèi)、型號(hào)較多，監(jiān)控信息存在描述不準(zhǔn)確、不統(tǒng)一的現(xiàn)象［2］.例如，“線路電壓消失”信號(hào)，被描述為“TYD空氣開(kāi)關(guān)動(dòng)作”、“TYD二次斷線”、“線路PT二次斷線”、“線路PT失壓”等，這將影響調(diào)控人員對(duì)監(jiān)控信息的理解.

1.3 重要性不同

監(jiān)控信息的重要性不同使監(jiān)控信息分層成為可能，如“某線路保護(hù)動(dòng)作”、“某開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能告警”、“某線路開(kāi)關(guān)就地控制”、“某故障錄波器啟動(dòng)”這4個(gè)信息反映的電網(wǎng)實(shí)際狀態(tài)是完全不同的.

2 靜態(tài)信息分層

首先根據(jù)監(jiān)控信息的特點(diǎn)，制定變電站典型信息描述和變電站信息管理規(guī)定，并對(duì)原有的監(jiān)控信息進(jìn)行梳理，然后按照監(jiān)控信息的類(lèi)型、對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的影響程度和緊急程度，制定信息分層原則.該原則將監(jiān)控信息分為5類(lèi)，包括事故信息、異常信息、遙測(cè)越限、開(kāi)關(guān)變位和告知信息.其中，告知信息是不影響系統(tǒng)正常運(yùn)行的提示類(lèi)信息，可以實(shí)行定期巡視，其他信息必須實(shí)時(shí)監(jiān)控，并及時(shí)處理.

(1)事故信息 反映電網(wǎng)故障或設(shè)備故障等引起開(kāi)關(guān)跳閘、保護(hù)裝置動(dòng)作出口跳合閘的信息，以及影響全站安全運(yùn)行的其他信息為事故信息類(lèi).如“某線路保護(hù)動(dòng)作”、“全站事故”、“變電站火災(zāi)告警”、“變電站防盜告警”等.

(2)異常信息 反映設(shè)備運(yùn)行異常情況的報(bào)警信息，影響設(shè)備遙控操作的信息，以及直接威脅電網(wǎng)安全與設(shè)備運(yùn)行的信息為異常信息類(lèi).如“某線路開(kāi)關(guān)氣壓低分閘閉鎖”、“直流電源故障”等.

(3)變位信息 特指開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備狀態(tài)改變(合閘、分閘)的信息，該類(lèi)信息直接反映電網(wǎng)運(yùn)行方式的改變.如“某線路開(kāi)關(guān)合閘”、“某主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)分閘”等.

(4)遙測(cè)越限 反映電網(wǎng)重要遙測(cè)量超出報(bào)警上下限區(qū)間的信息為遙測(cè)越限類(lèi)信息.重要遙測(cè)量主要包括電壓、電流、斷面潮流、負(fù)荷、油溫等.如“某母線電壓越上限”等.

(5)告知信息 反映電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行情況、狀態(tài)監(jiān)測(cè)的一般分層為告知信息類(lèi).如“某線路刀閘狀態(tài)”、“某線路測(cè)控裝置就地控制”等.

3 靜態(tài)信息分層效益及存在的問(wèn)題

3.1 靜態(tài)信息分層效益

通過(guò)監(jiān)控信息靜態(tài)分層，調(diào)控人員可以將監(jiān)控重點(diǎn)主要放在事故、異常、遙測(cè)越限、開(kāi)關(guān)變位4類(lèi)信息上，有效地緩解了調(diào)控人員的監(jiān)控壓力，增強(qiáng)了調(diào)控人員對(duì)重要信息的理解和反應(yīng)能力.本文對(duì)2011年5月調(diào)控中心收到的監(jiān)控信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，共收到監(jiān)控信息45.5萬(wàn)條，平均每天1.47萬(wàn)條，調(diào)控人員需實(shí)時(shí)監(jiān)控的4類(lèi)信息為6.9萬(wàn)條，占總信息量的15.16%，需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的信息量平均每天為0.22萬(wàn)條.

在靜態(tài)信息分層前后，對(duì)2011年3月每小時(shí)需實(shí)時(shí)監(jiān)控的信息量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3和表4所示.由表3和表4可以看出，在早上9點(diǎn)信息量最多的時(shí)間段內(nèi)，靜態(tài)信息分層后需要實(shí)時(shí)監(jiān)控的信息只有267條，相當(dāng)于每條信息平均有13.48 s的判斷時(shí)間，與分層前的每條不到2 s的判斷時(shí)間相比，監(jiān)控效率大幅提高.

表3 分層前2011年3月每日24 h內(nèi)信息量統(tǒng)計(jì)

表4 分層后2011年3月每日24 h內(nèi)信息量統(tǒng)計(jì)

3.2 靜態(tài)信息分層存在的問(wèn)題

目前，對(duì)調(diào)控人員信息監(jiān)控影響最大的問(wèn)題有兩類(lèi):一是變電站現(xiàn)場(chǎng)檢修試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生大量非正常的調(diào)試信息，干擾調(diào)度員監(jiān)控;二是單個(gè)遙信頻繁變位會(huì)造成刷屏，使正常信息監(jiān)控判斷時(shí)間銳減［3］.針對(duì)第一類(lèi)問(wèn)題，調(diào)度自動(dòng)化主站系統(tǒng)中有掛調(diào)試牌功能，掛上調(diào)試牌后可以屏蔽本間隔所有信息，告警信息只在告警窗體顯示.但如果檢修間隔內(nèi)需要進(jìn)行三遙信息核對(duì)，則必須將調(diào)試牌取下才能進(jìn)行，在這一核對(duì)過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)檢修試驗(yàn)產(chǎn)生的大量調(diào)試信息還是會(huì)干擾調(diào)控人員的有效實(shí)時(shí)監(jiān)控.針對(duì)第二類(lèi)問(wèn)題，以前的解決方案是由調(diào)控中心對(duì)頻繁動(dòng)作信息點(diǎn)進(jìn)行遙信封鎖，這個(gè)方案帶來(lái)的嚴(yán)重問(wèn)題是由于設(shè)備本身是運(yùn)行設(shè)備，如果在遙信封鎖過(guò)程中，設(shè)備告警真正發(fā)生，調(diào)控人員就將失去對(duì)這一信息的有效監(jiān)控.

4 動(dòng)態(tài)信息分層

4.1 單個(gè)遙信頻繁變位分析

產(chǎn)生單個(gè)遙信頻繁變位的原因有很多，主要包括以下幾種情況:

(1)遙信輸入回路的元器件性能下降導(dǎo)致遙信輸入電平降至門(mén)檻值附近，稍有波動(dòng)即表現(xiàn)為遙信變位;

(2)測(cè)控裝置電源模塊故障;

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)某信息對(duì)象重復(fù)映射定義，造成不同狀態(tài)對(duì)同一個(gè)遙信對(duì)象連續(xù)刷新;

(4)雨水注入等原因降低了二次回路的絕緣水平.

由于產(chǎn)生遙信頻繁動(dòng)作的原因很復(fù)雜，使得檢修部門(mén)處理困難，并且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)檢修人員到現(xiàn)場(chǎng)處理時(shí)遙信頻繁動(dòng)作現(xiàn)象消失、幾天后又出現(xiàn)該現(xiàn)象的狀況，造成原因分析困難.另外，由于單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作缺陷定級(jí)較低，往往會(huì)拉長(zhǎng)缺陷處理時(shí)間，而該動(dòng)作本身就預(yù)示著該點(diǎn)遙信存在問(wèn)題.如果沿用傳統(tǒng)的遙信封鎖辦法，在一段較長(zhǎng)的缺陷處理期內(nèi)，該頻繁動(dòng)作遙信點(diǎn)實(shí)際動(dòng)作的概率將會(huì)增加.

4.2 單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作信息特點(diǎn)

頻繁動(dòng)作遙信有兩個(gè)主要特點(diǎn):一是該信息點(diǎn)動(dòng)作/復(fù)歸信號(hào)出現(xiàn)間隔很短;二是該信息點(diǎn)頻繁發(fā)送，嚴(yán)重情況下能達(dá)到每小時(shí)幾千對(duì)動(dòng)作/復(fù)歸信號(hào)［4］.變電站內(nèi)本身也存在短時(shí)內(nèi)出現(xiàn)動(dòng)作/復(fù)歸信號(hào)的情況，如“某開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能告警”、“某開(kāi)關(guān)控制回路斷線”.在對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)操作過(guò)程中，也會(huì)出現(xiàn)動(dòng)作/復(fù)歸信號(hào)的情況，但此類(lèi)信號(hào)只會(huì)在操作過(guò)程中出現(xiàn)一次，不會(huì)頻繁動(dòng)作，所以能與單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作信息區(qū)分開(kāi)來(lái).

4.3 動(dòng)態(tài)信息分層理念

動(dòng)態(tài)信息分層理念是在靜態(tài)信息分層的基礎(chǔ)上，針對(duì)調(diào)控人員信息監(jiān)控產(chǎn)生影響的異常干擾信息的特點(diǎn)，通過(guò)在調(diào)控中心主站系統(tǒng)中的設(shè)定，將靜態(tài)信息分層中前3類(lèi)信息分層等級(jí)(事故信息、異常信息、變位信息)動(dòng)態(tài)地調(diào)整為第5類(lèi)分層信息等級(jí)(告知信息)，并且在滿足預(yù)先設(shè)定的條件下，自動(dòng)將告警等級(jí)調(diào)整為原有狀態(tài)［5］.

本文以單個(gè)遙信頻繁變位干擾信息為例，建立的動(dòng)態(tài)信息分層數(shù)學(xué)模型為:

式中:M——信號(hào)出現(xiàn)的速率;

x——t時(shí)間內(nèi)I信號(hào)出現(xiàn)的個(gè)數(shù);

t——時(shí)間，從出現(xiàn)信號(hào)I開(kāi)始計(jì)時(shí);

T——單位時(shí)間，由人工確定;

信號(hào)分類(lèi)為:

式中:m——信號(hào)I出現(xiàn)的自定義頻率，由人工確定;

x1——信號(hào)I從計(jì)時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)的個(gè)數(shù)，由人工確定.

如果在單位時(shí)間T內(nèi)，出現(xiàn)x對(duì)單個(gè)遙信動(dòng)作/復(fù)歸信息，并且此信息屬于靜態(tài)信息分層中的前3類(lèi)信息，則在前3類(lèi)告警窗體顯示完前x對(duì)信息后，自動(dòng)將此信息告警等級(jí)降為告知，后續(xù)動(dòng)作/復(fù)歸告警信息將在告知窗體中顯示.當(dāng)只有動(dòng)作信號(hào)時(shí)，認(rèn)定其為該點(diǎn)實(shí)際動(dòng)作，系統(tǒng)能夠自動(dòng)還原至信號(hào)原告警等級(jí)，并在前3類(lèi)告警窗體正常顯示該告警信息.

例如，在10 min內(nèi)某變電站出現(xiàn)20對(duì)“某線路開(kāi)關(guān)氣壓低分閘閉鎖”信息，這在正常情況下是不可能出現(xiàn)的，因此在前4類(lèi)告警窗體顯示完20對(duì)信息后，將該信息點(diǎn)告警等級(jí)降為告知，后續(xù)告警信息在告知窗體顯示.

4.4 動(dòng)態(tài)信息分層的優(yōu)點(diǎn)

動(dòng)態(tài)信息分層有如下優(yōu)點(diǎn):

(1)前x對(duì)信息在原有告警窗體顯示時(shí)，能提示調(diào)控人員注意該信息點(diǎn)存在單個(gè)遙信頻繁變位現(xiàn)象;

(2)變更頻繁變位點(diǎn)信息告警等級(jí)后，在告知窗體顯示該告警信息，避免了由于該信息點(diǎn)頻繁動(dòng)作，造成調(diào)控人員無(wú)法對(duì)前4類(lèi)告警信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并且由于對(duì)調(diào)控人員的影響較靜態(tài)信息分層要小很多，這給檢修人員提供了更為充足的缺陷處理時(shí)間;

(3)在該信息點(diǎn)實(shí)際動(dòng)作后，能夠自動(dòng)恢復(fù)到該信息點(diǎn)的原有告警等級(jí)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)頻繁動(dòng)作信息點(diǎn)的有效實(shí)時(shí)監(jiān)控;

(4)上述轉(zhuǎn)換均由后臺(tái)程序?qū)崿F(xiàn)，不會(huì)加重調(diào)控人員的工作負(fù)擔(dān).

以2011年8月為例，某變電站監(jiān)控中心共收到7 157對(duì)前3類(lèi)信息，采用動(dòng)態(tài)信息分層后，按10 min出現(xiàn)20對(duì)動(dòng)作/復(fù)歸信號(hào)進(jìn)行屏蔽，則有975對(duì)信息可以被優(yōu)化.

5 結(jié)語(yǔ)

單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作的告警等級(jí)轉(zhuǎn)換只是動(dòng)態(tài)信息分層的一部分，如變電站現(xiàn)場(chǎng)檢修試驗(yàn)產(chǎn)生大量非正常調(diào)試信息的干擾也可以通過(guò)掛檢修牌的方法，將本間隔的所有信息告警等級(jí)均降為告知等級(jí)，并在告知窗體顯示，這樣既不會(huì)影響調(diào)控人員對(duì)監(jiān)控信息的有效實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)調(diào)度自動(dòng)化主站人員又可以對(duì)檢修間隔進(jìn)行三遙信息核對(duì).本文通過(guò)對(duì)單個(gè)遙信頻繁動(dòng)作及變電站現(xiàn)場(chǎng)檢修調(diào)試干擾信息的分析，闡述了動(dòng)態(tài)信息分層的理念，提供了一種解決各類(lèi)干擾信息影響實(shí)時(shí)監(jiān)控問(wèn)題的方法.

［1］李海燕，程剛，王建峰.“調(diào)控一體化”監(jiān)控信息的分層和分類(lèi)［J］.科學(xué)之友，2010(24):31-35.

［2］唐隴軍，程浩忠，孫勇，等.電網(wǎng)調(diào)度日志信息模型的對(duì)象化改造［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2010，17(2):81-92.

［3］林峰，胡牧，蔣元晨，等.電力調(diào)度綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2007，31(1):61-64.

［4］王毅，唐隴軍.調(diào)度操作技術(shù)支持系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的分析［J］.華東電力，2008，36(1):85-87.

［5］劉嬈，朱全勝，李衛(wèi)東.新一代電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示平臺(tái)構(gòu)想［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2008，32(5):68-71.