封 雷

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十七研究所，沈陽(yáng)110032）

1 引 言

隨著國(guó)家電網(wǎng)公司對(duì)輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的持續(xù)投入和不斷完善，當(dāng)前已經(jīng)完成了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)編制和體系結(jié)構(gòu)的研究[1]，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接入已經(jīng)初具規(guī)模。浙江和福建兩省也已經(jīng)初步完成了在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的搭建，并形成了一整套的系統(tǒng)運(yùn)維管理規(guī)程，同時(shí)成立了專門(mén)的運(yùn)維團(tuán)隊(duì)，負(fù)責(zé)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置及子系統(tǒng)的接入和日常維護(hù)。

由于各地市局和地區(qū)變電站智能化建設(shè)水平不同、發(fā)展階段差異較大，智能站和傳統(tǒng)站并存，前置子系統(tǒng)和一體化監(jiān)控系統(tǒng)并存，規(guī)范化的標(biāo)準(zhǔn)接入?yún)f(xié)議和私有化協(xié)議并存[2]，同時(shí)隨著技術(shù)的進(jìn)步，人工智能、移動(dòng)智能終端、大數(shù)據(jù)等技術(shù)和新的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的引入使得業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境越來(lái)復(fù)雜，故障定位越來(lái)越慢。日常運(yùn)維工作繁重，自動(dòng)化水平不高，缺少自動(dòng)化的工具和手段。信息化工作投入巨大，但信息孤島現(xiàn)象依舊嚴(yán)重，難以展現(xiàn)預(yù)期效果。因此，需要對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入和運(yùn)維技術(shù)的需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)化梳理，綜合考慮各影響因素，給出總體應(yīng)對(duì)措施和解決辦法。

2 輸變電狀態(tài)監(jiān)測(cè)運(yùn)維現(xiàn)狀

2.1 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

國(guó)網(wǎng)公司依照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署的原則，在總部和網(wǎng)省側(cè)建立了“兩級(jí)部署、三級(jí)應(yīng)用”的輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通過(guò)各種傳感器、廣域網(wǎng)通信和信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了各類輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知、監(jiān)視預(yù)警、分析診斷和評(píng)估預(yù)測(cè)。其中輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的接入架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入架構(gòu)圖

變壓器監(jiān)測(cè)、GIS 局部放電監(jiān)測(cè)、容性設(shè)備監(jiān)測(cè)信息通過(guò)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)接入狀態(tài)接入控制器[3]，變壓器和GIS 等重要設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采用IEC 61850 標(biāo)準(zhǔn)接口接入，容性設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)則通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化后的串行接口[4]完成數(shù)據(jù)接入。

在智能站，位于電力安全I(xiàn)I 區(qū)的綜合應(yīng)用服務(wù)器作為站內(nèi)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點(diǎn)[5]，肩負(fù)著匯聚站內(nèi)變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、輔助控制數(shù)據(jù)、I 區(qū)變電設(shè)備保護(hù)測(cè)控等運(yùn)行數(shù)據(jù)等信息的功能，一方面通過(guò)正反向隔離裝置通過(guò)III/IV 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)，將信息上送給狀態(tài)監(jiān)測(cè)主站，另一方面通過(guò)II 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機(jī)將信息傳送給調(diào)控中心主站系統(tǒng)[6－7]。

輸電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)無(wú)線信號(hào)將輸電線路微氣象、桿塔震動(dòng)、桿塔傾斜、導(dǎo)地線威風(fēng)振動(dòng)、導(dǎo)線弧垂、導(dǎo)線溫度、覆冰、導(dǎo)線風(fēng)偏、導(dǎo)地線舞動(dòng)、金具溫度、絕緣子串風(fēng)偏角、絕緣子泄露電流、遠(yuǎn)程圖像及激活、搜索、心跳、控制數(shù)據(jù)等信息上送給CMA，CMA 經(jīng)過(guò)安全隔離平臺(tái)將信息接入狀態(tài)評(píng)價(jià)中心主站。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維的主要任務(wù)

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)維主要承擔(dān)在線監(jiān)測(cè)裝置、監(jiān)測(cè)信息接入平臺(tái)和系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行和維護(hù)。在日常維護(hù)中須密切關(guān)注監(jiān)測(cè)裝置軟硬件的運(yùn)行狀態(tài)，第一時(shí)間消除裝置軟硬件故障，同時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)視監(jiān)測(cè)信息接入平臺(tái)服務(wù)器集群的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和各級(jí)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)，根據(jù)故障分析結(jié)果制定系統(tǒng)及裝置消缺計(jì)劃，確保狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確、可靠[8－9]。當(dāng)前系統(tǒng)自動(dòng)化程度不高，部分環(huán)節(jié)仍需人工或半自動(dòng)化完成，缺乏總體機(jī)制，運(yùn)維人員仍存在“被動(dòng)響應(yīng)、疲于救火”的服務(wù)模式，總體運(yùn)維效率亟需提升。

3 對(duì)策和建議

首先，應(yīng)確保運(yùn)維團(tuán)隊(duì)人員結(jié)構(gòu)的合理性。比如，運(yùn)維團(tuán)隊(duì)主要可由現(xiàn)場(chǎng)施工工人、信息系統(tǒng)IT維護(hù)工程師、平臺(tái)開(kāi)發(fā)升級(jí)及消缺人員和輸變電業(yè)務(wù)骨干組成。

其次，應(yīng)明確服務(wù)主體單位責(zé)任，優(yōu)化運(yùn)維管理流程。運(yùn)維過(guò)程中各主要角色的職責(zé)劃分和狀態(tài)檢修處理流程如圖2 所示。

要完整解決狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)維和管理問(wèn)題，將團(tuán)隊(duì)從機(jī)械重復(fù)的手工半自動(dòng)化運(yùn)維中解放出來(lái)，需要采用信息化手段對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器機(jī)房、信息接入平臺(tái)、在線監(jiān)測(cè)裝置及供應(yīng)商進(jìn)行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，對(duì)各監(jiān)測(cè)接入子系統(tǒng)、輸變電在線監(jiān)測(cè)裝置的配置服務(wù)，接入平臺(tái)的維護(hù)服務(wù)，在線監(jiān)測(cè)裝置的消缺服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)安全和穩(wěn)定運(yùn)行等各服務(wù)環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)化梳理，形成狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維管理業(yè)務(wù)體系。將接入和運(yùn)維基礎(chǔ)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、運(yùn)維計(jì)劃安排、變電站工作票開(kāi)具、在線監(jiān)測(cè)運(yùn)維所需配件及相關(guān)物資管理、業(yè)務(wù)目標(biāo)完成情況匯報(bào)、工作量統(tǒng)計(jì)等流程化和重復(fù)度高的工作剝離成獨(dú)立的運(yùn)維業(yè)務(wù)模塊和子系統(tǒng)。

系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)參量告警、故障定位及處理、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和可靠是狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維的核心業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，是運(yùn)維團(tuán)隊(duì)工作的重點(diǎn)[10－11]。隨著各種異構(gòu)子系統(tǒng)的接入，運(yùn)維過(guò)程中還需要詳細(xì)記錄各接入環(huán)節(jié)的運(yùn)行日志。重點(diǎn)接口包括輸電和變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心接入接口，如圖3、圖4 所示。

圖4 變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)核心接入接口

應(yīng)對(duì)其協(xié)議進(jìn)行跟蹤，建立起對(duì)各環(huán)節(jié)故障監(jiān)控的以畫(huà)面彈窗告警、郵件告警和短信告警相結(jié)合的立體化故障告警自動(dòng)觸發(fā)和問(wèn)題初步定位服務(wù)。快速啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案并制定故障處理計(jì)劃來(lái)解決系統(tǒng)故障。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性目標(biāo)通過(guò)入網(wǎng)檢測(cè)、物資抽檢以及離在線數(shù)據(jù)比對(duì)等管理手段達(dá)成。

對(duì)運(yùn)維現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)監(jiān)督和管控是保證運(yùn)維工作質(zhì)量的關(guān)鍵，對(duì)運(yùn)維檢修施工現(xiàn)場(chǎng)全面采用移動(dòng)作業(yè)終端，實(shí)時(shí)記錄現(xiàn)場(chǎng)裝置缺陷，提供故障點(diǎn)的視頻、圖片，并對(duì)運(yùn)維人員的巡視和現(xiàn)場(chǎng)操作的過(guò)程形成熱點(diǎn)圖進(jìn)行集中報(bào)送和統(tǒng)計(jì)；將工作成果計(jì)入績(jī)效激勵(lì)管理平臺(tái)。為每個(gè)變電站進(jìn)行運(yùn)維工作任務(wù)歸檔，對(duì)站內(nèi)裝置獨(dú)立建立運(yùn)維跟蹤樹(shù)，為運(yùn)維決策提供歷史信息查詢圖譜。

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接入率和實(shí)時(shí)在線率是對(duì)系統(tǒng)運(yùn)維工作成效的最直觀評(píng)價(jià)，搭建接入率和準(zhǔn)確率服務(wù)平臺(tái)，在運(yùn)維工作站和智能終端的展示界面隨時(shí)查看接入和運(yùn)維目標(biāo)的達(dá)成效果，實(shí)時(shí)監(jiān)控和督導(dǎo)運(yùn)維工作。

4 結(jié)束語(yǔ)

提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維的自動(dòng)化程度和運(yùn)維效率，對(duì)一次設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行和堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)具有重要意義，利用互聯(lián)網(wǎng)和軟件優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)運(yùn)維流程的智能化，能更好地為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供服務(wù)。目前，這一思路已在遼寧省電力公司的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)維工作中逐漸展現(xiàn)出運(yùn)維效率的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也是將互聯(lián)網(wǎng)思維與電力系統(tǒng)一次設(shè)備運(yùn)維融合的一次嘗試。未來(lái)還將嘗試將更多智能化手段應(yīng)用到運(yùn)維工作中，進(jìn)一步提升電網(wǎng)的智能化運(yùn)行水平。