馬偉天， 陳文剛， 郭曉軍

（國(guó)網(wǎng)晉城供電公司，山西 晉城 048000）

0 引言

建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)是國(guó)家電網(wǎng)公司的重大發(fā)展戰(zhàn)略。隨著投運(yùn)變電站數(shù)量的增加，電網(wǎng)規(guī)模越來(lái)越大，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)越來(lái)越復(fù)雜，體現(xiàn)電網(wǎng)狀態(tài)的信息也越來(lái)越龐大?，F(xiàn)階段，晉城地調(diào)監(jiān)控的范圍包括13 座220 kV 變電站、41 座110 kV 變電站，15 000余個(gè)遙測(cè)點(diǎn)、60 000 余個(gè)遙信點(diǎn)、2 200 余個(gè)遙控點(diǎn)，每一組當(dāng)值監(jiān)控人員在值班期間對(duì)上述內(nèi)容至少進(jìn)行2 次全面巡視、1 次正常巡視，每次巡視的監(jiān)控畫(huà)面超過(guò)200 張。龐大的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)造成了值班監(jiān)控員巡視工作任務(wù)繁重，而且自動(dòng)化數(shù)據(jù)異常具有很大的隨機(jī)性、突發(fā)性、偶然性。這些均導(dǎo)致了監(jiān)控員在龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)中排查篩選異常數(shù)據(jù)成為日常工作的重大負(fù)擔(dān)。另外，電網(wǎng)中大量的一次、二次設(shè)備常年運(yùn)行，存在設(shè)備老化、磨損等情況，容易造成數(shù)據(jù)采集不準(zhǔn)確、信息傳輸不穩(wěn)定、遙控操作不可靠等問(wèn)題，這些問(wèn)題也增加了監(jiān)控員的工作強(qiáng)度和工作壓力。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在遙控操作的高峰期每天有20 次以上的遙控操作，單月超過(guò)600 次，即使設(shè)備遙控操作可靠率達(dá)到了99.5%，在操作高峰期時(shí)每個(gè)月仍可能會(huì)出現(xiàn)3 次左右的遙控失敗事件，失敗頻率依然較高。電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的異常會(huì)導(dǎo)致調(diào)控人員對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行情況把握失真，造成誤判斷、誤操作；遙控失敗會(huì)延誤操作，嚴(yán)重時(shí)擴(kuò)大故障，甚至引發(fā)電網(wǎng)安全事故。因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常的“三遙”信息對(duì)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有決定性的作用。現(xiàn)階段，如何提高電網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)巡視效率、遙控操作的成功率和減輕地調(diào)監(jiān)控人員工作壓力成為現(xiàn)階段自動(dòng)化維護(hù)人員面臨的一個(gè)重要問(wèn)題。

本文首先介紹監(jiān)控員巡視工作中經(jīng)常遇到的問(wèn)題以及“三遙”信息異常的可能原因和類(lèi)型，然后根據(jù)異?！叭b”信息的不同類(lèi)型和原因采取相應(yīng)的自動(dòng)巡檢算法，最后基于自動(dòng)化主站系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)巡檢系統(tǒng)與自動(dòng)化主站EMS600系統(tǒng)的融合，取得了較為理想的巡檢結(jié)果，達(dá)到了預(yù)期的目的。

1 監(jiān)控工作中存在的具體問(wèn)題

1.1 遙測(cè)異常原因及類(lèi)型

遙測(cè)是自動(dòng)化系統(tǒng)“三遙”功能中最重要的功能之一。遙測(cè)即遠(yuǎn)方測(cè)量，將現(xiàn)場(chǎng)對(duì)象參量的測(cè)量值傳輸至遠(yuǎn)距離的調(diào)度中心來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離測(cè)量的技術(shù)。

遙測(cè)異常按范圍主要分為3 種情況：第一種情況是全站數(shù)據(jù)異常，通常因?yàn)橥ǖ喇惓；蛲ㄐ殴芾頇C(jī)死機(jī)導(dǎo)致，表現(xiàn)為全站數(shù)據(jù)無(wú)變化；第二種情況是變電站內(nèi)同一電壓等級(jí)下的數(shù)據(jù)異常，通常是由PT 異?；蛘究貙油ㄐ女惓Ｔ斐傻?；第三種情況是站內(nèi)與母線相關(guān)的單個(gè)間隔數(shù)據(jù)異常，通常由間隔測(cè)控異?；駽T 變更問(wèn)題造成，表現(xiàn)為該間隔數(shù)據(jù)無(wú)變化或成倍變化。

1.2 遙信異常原因及類(lèi)型

遙信主要是指開(kāi)關(guān)的位置信號(hào)、變壓器內(nèi)部故障綜合信號(hào)等涉及開(kāi)關(guān)位置信號(hào)的總稱(chēng)。遙信數(shù)據(jù)異常一般分為3 種情況。一是一個(gè)測(cè)控裝置的所有遙信數(shù)據(jù)都不刷新，或者單個(gè)遙信數(shù)據(jù)不刷新。二是遙信值和實(shí)際值相反，通常是指裝置的遙信信息與遙測(cè)數(shù)據(jù)互相矛盾的情況。比如遙信信息顯示開(kāi)關(guān)為斷開(kāi)狀態(tài)，但開(kāi)關(guān)電流的遙測(cè)值不為零而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于零漂，兩者相悖。三是遙信錯(cuò)位，測(cè)控裝置上的遙信電纜接錯(cuò)端子或者是遙信庫(kù)定義錯(cuò)位。

遙信異常主要是由于接點(diǎn)接觸不良、抖動(dòng)、電磁干擾、信號(hào)源誤報(bào)、測(cè)控裝置異常等原因?qū)е碌模惓ｎ?lèi)型通常表現(xiàn)為某一路遙信不對(duì)、多路遙信不對(duì)、大量開(kāi)關(guān)變位時(shí)遙信信號(hào)丟失等。

1.3 遙控預(yù)置異常原因及類(lèi)型

遙控預(yù)置異常主要是由于以下原因所導(dǎo)致：一是變電站遠(yuǎn)動(dòng)裝置與遠(yuǎn)動(dòng)主站之間通信中斷導(dǎo)致全站無(wú)遙測(cè)、遙信、遙控功能；二是變電站遠(yuǎn)動(dòng)機(jī)或者遠(yuǎn)動(dòng)主站數(shù)據(jù)庫(kù)參數(shù)定義錯(cuò)誤；三是測(cè)控裝置或者操作機(jī)構(gòu)異常，裝置存在邏輯閉鎖情況；四是開(kāi)關(guān)位置繼電器或者刀閘輔助接點(diǎn)接觸不良，不能反校開(kāi)關(guān)或刀閘實(shí)際位置；五是智能變電站GOOSE鏈路或者GOOSE 發(fā)送與接收不匹配，智能變電站智能終端或過(guò)程層網(wǎng)關(guān)機(jī)失電或者運(yùn)行異常。

遙控預(yù)置異常通常表現(xiàn)為監(jiān)控主站發(fā)出“遙控預(yù)置”命令后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后未收到反校信號(hào)，發(fā)出“反校超時(shí)”“反校錯(cuò)誤”的信息。

2 自動(dòng)巡檢系統(tǒng)具體實(shí)施方法

調(diào)度自動(dòng)巡檢系統(tǒng)對(duì)主站數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，在海量數(shù)據(jù)中獲取母線、主變、斷路器等變電站關(guān)鍵設(shè)備的遙測(cè)、遙信等數(shù)據(jù)，并對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和合理性校驗(yàn)，從而對(duì)廠站的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)和預(yù)警。

2.1 遙測(cè)巡檢算法實(shí)現(xiàn)

由于變電站全站數(shù)據(jù)異常時(shí)的表現(xiàn)較為明顯，當(dāng)全站數(shù)據(jù)不刷新時(shí)EMS600 會(huì)自動(dòng)報(bào)警并提示全站數(shù)據(jù)不刷新，故在文章中不再做重點(diǎn)闡述。對(duì)于同一電壓等級(jí)數(shù)據(jù)異常以及單個(gè)間隔的數(shù)據(jù)異常，文章研究了如何針對(duì)遙測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)巡檢系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行判斷。

自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)算法流程如圖1 所示。

圖1 遙測(cè)巡檢算法流程圖

遙測(cè)自動(dòng)巡檢算法步驟如下。

a） 在變電站一次主接線圖上對(duì)需要巡檢的母線進(jìn)行1 至N編號(hào)，并確定首先要進(jìn)行巡檢的母線編號(hào)為kyc。

b） 自動(dòng)巡檢系統(tǒng)對(duì)流入母線編號(hào)為kyc的功率與流出的功率進(jìn)行采樣，并判斷流入的功率是否等于流出的功率，當(dāng)兩者相等時(shí)稱(chēng)之為母線平衡，反之稱(chēng)之為母線不平衡。如果母線功率不平衡，則單個(gè)間隔數(shù)據(jù)異常；若母線功率平衡，則繼續(xù)對(duì)站內(nèi)流入與流出主變的功率進(jìn)行采樣，若主變流入與流出功率平衡則認(rèn)定母線遙測(cè)數(shù)據(jù)正常；若主變流入與流出的功率不相等則認(rèn)定母線（kyc）整體遙測(cè)數(shù)據(jù)異常。

c） 將巡檢結(jié)果生成巡檢日志，并自動(dòng)對(duì)編號(hào)為kyc+1 的母線進(jìn)行巡檢，直至第N條母線巡檢完畢。

d） 將巡檢日志提供給相關(guān)人員查看。

2.2 遙信巡檢算法實(shí)現(xiàn)

遙信自動(dòng)巡檢判斷遙信異常的依據(jù)主要是結(jié)合遙測(cè)。遙信巡檢主要是判斷遙信信息與遙測(cè)數(shù)據(jù)是否相互矛盾。遙信巡檢算法流程如圖2 所示。

圖2 遙信巡檢算法流程圖

遙信巡檢的算法步驟如下。

a） 對(duì)站內(nèi)需要巡檢的開(kāi)關(guān)進(jìn)行1 至N編號(hào)，正在巡檢的開(kāi)關(guān)編號(hào)為kyx。

b） 比較開(kāi)關(guān)kyx采集的遙信信息與流經(jīng)開(kāi)關(guān)kyx的遙測(cè)數(shù)據(jù)。

c） 遙信異常的判斷依據(jù)為：如果開(kāi)關(guān)kyx的遙信位置為分，但是流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流不為0；或者開(kāi)關(guān)kyx的遙信位置為合，但是流經(jīng)開(kāi)關(guān)的電流為0，遙信自動(dòng)巡檢將這兩種情況進(jìn)行報(bào)警。

d） 將開(kāi)關(guān)kyx巡檢結(jié)果生成巡檢日志，依次再對(duì)（k+1）yx進(jìn)行巡檢直至N結(jié)束。將巡檢結(jié)果提供給工作人員進(jìn)行查看。

2.3 遙控巡檢算法實(shí)現(xiàn)

遙控自動(dòng)巡檢的主要依據(jù)是對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行遙控預(yù)置，并判斷反校結(jié)果，根據(jù)反校結(jié)果生成巡檢日志。遙控巡檢算法流程如圖3 所示。

圖3 遙控巡檢算法流程圖

遙控巡檢的算法邏輯步驟如下。

a） 對(duì)巡檢變電站內(nèi)需要巡檢的開(kāi)關(guān)進(jìn)行1～N編號(hào)，正在巡檢的開(kāi)關(guān)編號(hào)為kyk。

b） 系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)開(kāi)關(guān)kyk進(jìn)行遙控預(yù)置。

c） 如果開(kāi)關(guān)kyk遙控預(yù)置結(jié)果為反校成功，則巡檢結(jié)果為預(yù)置成功；若反校結(jié)果為超時(shí)、反校錯(cuò)誤，則巡檢結(jié)果為設(shè)備不可控。

d） 將步驟c） 的巡檢結(jié)果生成巡檢日志，并對(duì)編號(hào)為（k+1）yk的開(kāi)關(guān)進(jìn)行巡檢。

3 自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用

為了驗(yàn)證該巡檢算法的正確性和可行性，分別對(duì)遙測(cè)、遙信、遙控進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

3.1 遙測(cè)自動(dòng)巡檢

由于天脊站為用戶(hù)站，數(shù)據(jù)不采集，所以對(duì)天脊站進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。對(duì)天脊站進(jìn)行遙測(cè)巡檢的檢測(cè)結(jié)果顯示，天脊站有功功率不平衡，不平衡率為24.17%。

通過(guò)對(duì)10 kV 母線的巡檢，巡檢結(jié)果為I 母有功功率不平衡，不平衡率為48.64%，自動(dòng)化主站實(shí)時(shí)界面上顯示10 kV 的I 母線有功功率不平衡率為48.84%，與巡檢結(jié)果一致。

3.2 遙信及遙控信息自動(dòng)巡檢

對(duì)北莊站和玨山站進(jìn)行遙信巡檢，巡檢結(jié)果為：北莊站830 分段開(kāi)關(guān)遙信與遙測(cè)矛盾；玨山站300分段開(kāi)關(guān)遙信信息與遙測(cè)數(shù)據(jù)互相矛盾。北莊站遙控巡檢的軟件畫(huà)面顯示，北莊站開(kāi)關(guān)預(yù)置全部成功。

4 結(jié)束語(yǔ)

針對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)龐大，調(diào)控人員處理困難等問(wèn)題，研究了一種調(diào)度監(jiān)控自動(dòng)巡檢系統(tǒng)，并基于現(xiàn)有的自動(dòng)化主站系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的巡檢軟件。通過(guò)對(duì)自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的應(yīng)用，省去了傳統(tǒng)模式下監(jiān)控員人工從海量告警窗中篩選有用信息的過(guò)程，將監(jiān)控員單次巡檢時(shí)間由30 min 以上降低至5 min左右，有效減輕了調(diào)控人員的工作負(fù)荷，提高了對(duì)電網(wǎng)“健康”信息全面掌握和管理的水平。