胡麗清，肖艷煒，李 英

（浙江電力調(diào)度控制中心，杭州 310007）

0 引言

隨著國家電網(wǎng)公司“大運行”體系建設(shè)和集約化、扁平化專業(yè)管理的深入開展以及各級變電站無人值班進(jìn)程的快速推進(jìn)，各級變電站的集中監(jiān)控、遠(yuǎn)方監(jiān)視已成為必備功能。變電站監(jiān)控信息的完整性和及時性要求也相應(yīng)提高，上送各級調(diào)度的信息必須全、準(zhǔn)、快。根據(jù)傳統(tǒng)模式，集中監(jiān)控接入的變電站監(jiān)控信息多為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，給調(diào)控信息的運行維護(hù)及輸變電設(shè)備的正常監(jiān)視帶來了諸多問題，也給調(diào)控一體化主站系統(tǒng)的正常運行帶來了巨大的負(fù)載壓力。以浙江省電力公司為例，基于省調(diào)智能調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)的500kV變電站集中監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)建成并正式運行，接入500kV變電站33座，平均每站接入信息3000余點，共計10萬余點，制作各類畫面2400余幅，維護(hù)工作量十分巨大。

要實現(xiàn)全省220kV變電站的集中監(jiān)視，如何在保障變電站集中監(jiān)控安全的情況下，采用技術(shù)手段減少監(jiān)控數(shù)據(jù)直接接入量，降低維護(hù)工作量，成為當(dāng)前技術(shù)突破的當(dāng)務(wù)之急。

浙江省電力調(diào)度控制中心（以下簡稱省調(diào)）遵照國家電網(wǎng)公司“告警直傳，遠(yuǎn)程瀏覽，數(shù)據(jù)優(yōu)化，認(rèn)證安全”的技術(shù)原則，全面開展變電站監(jiān)控信息告警直傳技術(shù)應(yīng)用研究和探索。本文主要介紹浙江省調(diào)在告警直傳技術(shù)應(yīng)用方面取得的成果和500kV四都變電站實現(xiàn)該技術(shù)應(yīng)用的全過程，對進(jìn)一步深化應(yīng)用該技術(shù)提出了建議。

1 告警直傳技術(shù)概述

變電站設(shè)備告警信息是設(shè)備監(jiān)控業(yè)務(wù)的主要關(guān)注對象。傳統(tǒng)的監(jiān)控信息傳輸模式是以IEC 104等規(guī)約協(xié)議通過點號匹配的方式實現(xiàn)的，需要主站側(cè)運維人員通過大量機械式輸入工作并仔細(xì)校核信息表以保證信息的正確性，工作量巨大且出錯幾率高，同時告警信息的重要性也需要運行人員根據(jù)經(jīng)驗綜合判定，信息區(qū)分度不明確可能會影響值班運行人員對信息內(nèi)容的判斷，不利于對故障原因作出迅速、正確的判斷，一定程度上影響了安全生產(chǎn)和工作效率。

告警直傳技術(shù)是以變電站監(jiān)控系統(tǒng)的單一事件或綜合分析結(jié)果為信息源，將實時告警信息按照相關(guān)的分類標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過規(guī)范化處理、篩選和優(yōu)化后生成標(biāo)準(zhǔn)的告警條文，經(jīng)由變電站圖形網(wǎng)關(guān)服務(wù)器通過DL 476規(guī)約，直接以文本格式傳送到調(diào)度主站及設(shè)備運維站系統(tǒng)，并分類顯示在相應(yīng)的告警窗，同時存入告警記錄文件。監(jiān)控運行人員可以通過告警窗第一時間監(jiān)視變電站一次設(shè)備、二次設(shè)備的故障或異常狀態(tài)。

2 告警信息的標(biāo)準(zhǔn)格式

告警直傳信息中，告警的定義參照Syslog（I ETF RFC 3164）格式，以實現(xiàn)站端系統(tǒng)告警信息的在線標(biāo)準(zhǔn)化采集。標(biāo)準(zhǔn)的告警條文按照“級別、時間、設(shè)備、事件、原因”五段式進(jìn)行描述，各段之間用空格分隔，具體格式為＜告警級別＞＜空格＞告警時間＜空格＞設(shè)備名稱＜空格＞告警內(nèi)容＜空格＞告警原因。

（1）告警級別：分1—5級，分別為事故、異常、越限、變位和告知。對應(yīng)主站告警窗至少分為“全部、事故、異常、越限、變位、告知”等不同的告警欄，以滿足全部監(jiān)視與分類瀏覽的需要。

（2）告警時間：用來標(biāo)記事件動作的時刻，單一事件取遙信原始SOE時標(biāo)，多事件綜合分析結(jié)果取啟動綜合分析流程的觸發(fā)遙信SOE時標(biāo)，精確到ms。

（3）設(shè)備名稱：嚴(yán)格參照《電網(wǎng)設(shè)備通用模型命名規(guī)范》進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)描述，電網(wǎng)設(shè)備全路徑命名結(jié)構(gòu)為： 電網(wǎng).廠站線/電壓.間隔.設(shè)備/部件.屬性。其中，正斜線“/”為定位分隔符，小數(shù)點“.”為層次分隔符。

（4）告警內(nèi)容： 對應(yīng)“1”或“0”的狀態(tài)，按照告警類型的不同，規(guī)范動作表述詞。例如保護(hù)出口信號表述為動作/復(fù)歸；保護(hù)壓板狀態(tài)信號表述為投入/退出；測控遠(yuǎn)方/就地位置表述為就地/遠(yuǎn)方；開關(guān)、刀閘變位表述為合閘/分閘；異常告警信號表述為告警/復(fù)歸；越限告警信號表述為越限/復(fù)歸；通信狀態(tài)表述為中斷/正常。

（5）告警原因：填寫變電站端監(jiān)控系統(tǒng)對故障分析后的原因判斷，包括故障定位、定性以及相關(guān)測量值、動作信號。對于同類告警信號合并的組合信號，可填寫產(chǎn)生該告警的原始信息名稱。

3 告警直傳的硬件架構(gòu)

以500kV四都變電站為例，采用南瑞繼保PCS-9700廠站監(jiān)控系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上要實現(xiàn)變電站告警直傳與圖形遠(yuǎn)程瀏覽功能，需要在站控層綜合監(jiān)控系統(tǒng)上增加告警圖形網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，該應(yīng)用向調(diào)度端提供告警轉(zhuǎn)發(fā)和圖形轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)。

為避免影響現(xiàn)有綜合自動化系統(tǒng)后臺運行，對所有運行系統(tǒng)配置和程序不做任何修改，在站控層網(wǎng)絡(luò)上配置1臺或2臺機架式圖形網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。服務(wù)器原則上采用國產(chǎn)設(shè)備，選用linux內(nèi)核操作系統(tǒng)，雙電源接入，配置4個100M/1000M網(wǎng)絡(luò)接口，其中2個連接站控層網(wǎng)絡(luò)，2個連接調(diào)度主站，其所需數(shù)據(jù)通過PCS-9700一體化信息平臺網(wǎng)絡(luò)從系統(tǒng)服務(wù)器獲取。同時配置1臺切換器以及雙機切換裝置，滿足后期維護(hù)時修改信號名稱等需求。

圖1 一體化信息平臺系統(tǒng)架構(gòu)

四都變電站一體化信息平臺的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

4 告警直傳的技術(shù)實現(xiàn)

變電站圖形網(wǎng)關(guān)服務(wù)器的告警采集模塊通過規(guī)約協(xié)議直接收取間隔層中的測控及保護(hù)裝置數(shù)據(jù)，并存入監(jiān)控系統(tǒng)。當(dāng)信號變化時，將后臺監(jiān)控處理生成的本地告警信息轉(zhuǎn)換為帶站名和設(shè)備名的標(biāo)準(zhǔn)告警信息，傳給告警網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)模塊，再通過TCP與主站告警接收模塊建立鏈接，通過DL 476協(xié)議將標(biāo)準(zhǔn)告警信息傳輸給調(diào)度端。

4.1 工作流程

（1）通信鏈路建立。

（2）告警采集模塊收集變電站監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)的所有實時告警，利用配置文件warn_sendpara.ini判斷是否需要上送。如果需要上送，則進(jìn)行告警等級拼接、時間轉(zhuǎn)換、設(shè)備命名規(guī)范等處理后，發(fā)給告警圖形網(wǎng)關(guān)服務(wù)器。

（3）告警圖形網(wǎng)關(guān)服務(wù)器將標(biāo)準(zhǔn)告警信息通過規(guī)約傳輸給省調(diào)調(diào)度端。

（4）省調(diào)調(diào)度端采集程序?qū)⒔邮盏降膱笪陌l(fā)給告警解析處理模塊，進(jìn)行告警抑制判斷，根據(jù)文本內(nèi)容在模型中取得廠站ID、設(shè)備ID等信息，并通過消息發(fā)送給告警服務(wù)系統(tǒng)。

（5）告警系統(tǒng)對收到的告警信息進(jìn)行處理，按照告警等級發(fā)給告警窗并顯示在相應(yīng)位置。

4.2 告警直傳的技術(shù)優(yōu)點

（1）告警直傳的信息是字符串編碼，能有效避免通訊規(guī)約編碼的限制。有效利用規(guī)約“信息確認(rèn)”及“出錯重傳”機制，防止信息丟失，保證信息的完整性和可靠性。

（2）主站系統(tǒng)可利用告警直傳信息的全面性，對從其他渠道獲得的告警信息加以輔證，幫助值班運行人員了解故障原因，做出合理判斷。

（3）主站側(cè)無需人為維護(hù)，省去信息表編制、數(shù)據(jù)庫制作、畫面繪制等工作，大大減少了主站端自動化人員的維護(hù)工作量。

（4）告警記錄文件以文本方式保存，不進(jìn)入主站數(shù)據(jù)庫，有效節(jié)約了數(shù)據(jù)庫資源，降低了數(shù)據(jù)庫運行負(fù)荷。

浙江省調(diào)大力推廣該項新技術(shù)，在500kV變電站監(jiān)控信息接入集中監(jiān)控系統(tǒng)的過程中，直接接入監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)控數(shù)據(jù)量從傳統(tǒng)模式的4000余條下降至不足800條，更多的信息采用告警直傳方式，大大降低了運行維護(hù)人員的工作量，監(jiān)控信息聯(lián)調(diào)時間也由過去的10天縮短至3～4天，有效保障了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

5 告警直傳技術(shù)的深化應(yīng)用

浙江省電力公司調(diào)控一體化技術(shù)支持系統(tǒng)已經(jīng)實現(xiàn)了500kV變電站的集中監(jiān)控功能，但目前對220kV變電站僅實現(xiàn)開關(guān)、閘刀等一次設(shè)備的簡單信息接入，未采集相關(guān)設(shè)備故障及異常等告警信息，不具備集中監(jiān)控的條件。

全省現(xiàn)有220kV變電站約250座，按平均每站2000點監(jiān)控信息計算，若要實現(xiàn)220kV省調(diào)集中監(jiān)控，則需在現(xiàn)有省調(diào)集中監(jiān)控系統(tǒng)中增加約50萬點信息量，而現(xiàn)有的主站系統(tǒng)并不具備接入如此大量信息的條件。同時，浙江省的11個地調(diào)均建成了調(diào)控一體化系統(tǒng)，監(jiān)控信息采集完整及時，實現(xiàn)了各自區(qū)域變電站的集中監(jiān)控。因此，可充分利用現(xiàn)有地調(diào)調(diào)控一體化技術(shù)支持系統(tǒng)的監(jiān)控信息等技術(shù)資源，實現(xiàn)對220kV變電站的告警信息實時監(jiān)視。省、地調(diào)系統(tǒng)間告警直傳數(shù)據(jù)流示意如圖2所示。

圖2 省、地調(diào)系統(tǒng)告警直傳數(shù)據(jù)流示意

根據(jù)技術(shù)方案，各地調(diào)增加配置2臺與地調(diào)系統(tǒng)相同配置和相同操作系統(tǒng)的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，安裝告警直傳模塊，建立TCP鏈路，通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)并采用DL 476規(guī)約直接以標(biāo)準(zhǔn)文本格式將告警信息傳送到調(diào)度主站，分類顯示在相應(yīng)的告警窗并存入告警記錄文件，但不進(jìn)入主站數(shù)據(jù)庫。

當(dāng)前，省調(diào)調(diào)控一體化技術(shù)支持系統(tǒng)已經(jīng)完成與溫州、湖州、嘉興、麗水等多個地區(qū)調(diào)控一體化技術(shù)支持系統(tǒng)的告警直傳調(diào)試，涉及南瑞科技OPEN-3000和東方電子DF-8003系統(tǒng)，主要包括220kV變電站保護(hù)裝置動作等重要事故告警的上送，以便于省調(diào)調(diào)度員、監(jiān)控員第一時間掌握220kV變電站的設(shè)備運行情況。

6 結(jié)語

告警直傳技術(shù)及其應(yīng)用打破了過去調(diào)控信息直采直收的傳統(tǒng)方式，從根本上解決了調(diào)控信息數(shù)據(jù)多、系統(tǒng)運行壓力重、維護(hù)工作量大、信息調(diào)試時間長及現(xiàn)場安全風(fēng)險大的問題。

目前告警直傳技術(shù)的應(yīng)用剛剛起步，其在歷史信息的分類檢索、按類組合、統(tǒng)計分析以及置牌屏蔽等方面還有待后續(xù)研究和改進(jìn)。

[1]DL/T 476-2012電力系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議[S].北京：中國電力出版社，2012.