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        一種調(diào)度監(jiān)控自動(dòng)巡檢系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用

        2020-01-07 01:54:18馬偉天陳文剛郭曉軍
        山西電力 2019年6期
        關(guān)鍵詞:遙信預(yù)置遙測(cè)

        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。

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