張鵬，朱濤，陳偉，胡東林，阮璇，王以波

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局，云南 昆明 650011）

0 前言

隨著南方電網(wǎng)調(diào)控一體化全面深化推進(jìn)，地區(qū)電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控高度集中[1-6]。然而隨著變電站數(shù)量不斷增加，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，海量的監(jiān)控信息匯入調(diào)控中心，頻發(fā)、誤發(fā)以及無(wú)效和伴生等告警信號(hào)的干擾，容易對(duì)重要告警信號(hào)產(chǎn)生漏監(jiān)、誤判和延判；尤其在惡劣天氣下，電網(wǎng)多個(gè)設(shè)備同時(shí)跳閘或者短時(shí)相繼跳閘，刷屏的告警信號(hào)和主站推圖讓調(diào)控員難以迅速、準(zhǔn)確地做出故障及異常判斷，調(diào)控員駕馭電網(wǎng)監(jiān)控安全的難度越來(lái)越大，為保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，必須持續(xù)優(yōu)化電網(wǎng)監(jiān)控業(yè)務(wù)，在電網(wǎng)調(diào)控一體化運(yùn)行下研究如何提高電網(wǎng)監(jiān)控效率顯得十分重要，以下介紹提升方法。

1 監(jiān)控業(yè)務(wù)現(xiàn)狀分析

西南某電網(wǎng)變電站數(shù)量多、分布廣泛，部分變電站地理位置偏遠(yuǎn)，給調(diào)控中心的監(jiān)控和變電站設(shè)備運(yùn)維工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。地調(diào)主站端接入35 kV及以上變電站230座，每天上報(bào)調(diào)度主站端的監(jiān)控信號(hào)數(shù)量達(dá)到30000余條，分4個(gè)監(jiān)控工位開(kāi)展監(jiān)控工作，每個(gè)監(jiān)控工位平均監(jiān)控的變電站達(dá)57座，每個(gè)監(jiān)控工位日監(jiān)控信號(hào)數(shù)量達(dá)到7500條，監(jiān)控工作壓力大、效率低、風(fēng)險(xiǎn)高，嚴(yán)重影響電網(wǎng)和設(shè)備的安全運(yùn)行。

2 監(jiān)控效率的影響因素分析

2.1 干擾信號(hào)多，漏監(jiān)視風(fēng)險(xiǎn)高

1）設(shè)備操作過(guò)程中伴生信號(hào)多。如開(kāi)關(guān)彈簧未儲(chǔ)能、控制回路斷線(xiàn)、裝置通信中斷等可短時(shí)復(fù)歸的信號(hào)占操作過(guò)程中信號(hào)數(shù)量的80%。

2）頻發(fā)告警信號(hào)刷屏。頻發(fā)信號(hào)較多對(duì)正常監(jiān)視信號(hào)的干擾，重要信號(hào)被淹沒(méi)在頻發(fā)信號(hào)中，存在漏監(jiān)的風(fēng)險(xiǎn)，在頻發(fā)告警信號(hào)中直流信號(hào)和公用信號(hào)的占比達(dá)67%。

3）設(shè)備處運(yùn)行或停電狀態(tài)時(shí)的信號(hào)核對(duì)，對(duì)正常監(jiān)視信號(hào)干擾嚴(yán)重。重要告警信號(hào)被淹沒(méi)在大量的刷屏信號(hào)中，部分信號(hào)不能抑制，信號(hào)驗(yàn)收時(shí)一個(gè)監(jiān)控區(qū)平均有2100條干擾遙信量，重要信號(hào)漏監(jiān)風(fēng)險(xiǎn)高。

4）大量常亮光字牌分布在不同廠(chǎng)站不同間隔，導(dǎo)致調(diào)控員在設(shè)備巡檢時(shí)耗費(fèi)大量時(shí)間，甚至影響重要異常信號(hào)處置時(shí)效，隨著監(jiān)控信號(hào)大幅增加，嚴(yán)重影響工作效率，加重工作負(fù)擔(dān)。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)不完善

1）電氣量監(jiān)視報(bào)警值存在漏洞，調(diào)控員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)變化量變動(dòng)情況，對(duì)于電壓越限的報(bào)警值，目前只有Uab線(xiàn)電壓報(bào)警規(guī)范，相電壓缺少相應(yīng)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。

2）監(jiān)控系統(tǒng)不支持查詢(xún)所有未復(fù)歸信號(hào)，也無(wú)法按照時(shí)間、廠(chǎng)站進(jìn)行監(jiān)控信號(hào)的篩選，未確認(rèn)、未復(fù)歸的告警信號(hào)超過(guò)一定數(shù)量后會(huì)自動(dòng)清屏，嚴(yán)重影響對(duì)信號(hào)的正常監(jiān)控。

3）現(xiàn)階段調(diào)控中心業(yè)務(wù)系統(tǒng)較為分散，缺乏對(duì)監(jiān)控告警信息的分析處理，未形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分析平臺(tái)，也沒(méi)有技術(shù)輔助系統(tǒng)進(jìn)行高效監(jiān)視，調(diào)控員在面對(duì)人均5.2條/min的信號(hào)監(jiān)控量時(shí)，常受困于大量表象數(shù)據(jù)，無(wú)法及時(shí)提取重點(diǎn)信息有效決策。

3 監(jiān)控效率優(yōu)化提升策略

針對(duì)目前電網(wǎng)在調(diào)控一體化運(yùn)行下監(jiān)控員監(jiān)控變電站數(shù)量多，告警信號(hào)量大，監(jiān)控效率低，存在漏監(jiān)視的風(fēng)險(xiǎn)等困難需要解決，經(jīng)過(guò)深入的分析，提出相應(yīng)的監(jiān)控效率優(yōu)化提升的策略并實(shí)際應(yīng)用，主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 有效處置干擾信號(hào)

1）監(jiān)控信號(hào)設(shè)置延時(shí)[7]。通過(guò)編制“告警信息優(yōu)化延時(shí)設(shè)置規(guī)范”，對(duì)于設(shè)備正常工作過(guò)程中發(fā)出的信號(hào)，如彈簧未儲(chǔ)能、控制回路斷線(xiàn)、裝置通信中斷等可短時(shí)復(fù)歸的信號(hào)，在廠(chǎng)站或主站設(shè)置延時(shí)進(jìn)行屏蔽，減少告警窗口信息量,縮短調(diào)控員信息量的判斷時(shí)間，提高監(jiān)控工作效率?！案婢畔?yōu)化延時(shí)設(shè)置規(guī)范”對(duì)45類(lèi)信號(hào)進(jìn)行延時(shí)設(shè)置規(guī)范，對(duì)實(shí)際運(yùn)行中67條頻發(fā)、抖動(dòng)信號(hào)進(jìn)行45 s延時(shí)。監(jiān)控信號(hào)的延時(shí)設(shè)置規(guī)范如表1所示。

表1 監(jiān)控信號(hào)的延時(shí)設(shè)置規(guī)范（部分信號(hào)）

2）建立異常信號(hào)分析反饋機(jī)制。將頻發(fā)、常發(fā)信號(hào)按照信號(hào)分層分級(jí)納入缺陷管理，調(diào)控專(zhuān)業(yè)統(tǒng)計(jì)頻發(fā)信號(hào)，由運(yùn)行人員按照缺陷標(biāo)準(zhǔn)上報(bào)缺陷流程處理，納入缺陷管理。明確異常信號(hào)處置流程和管控原則。對(duì)調(diào)控一體化工作深入開(kāi)展按月回顧，持續(xù)提升，并進(jìn)一步完善監(jiān)控范圍管控、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)管控、監(jiān)控業(yè)務(wù)閉環(huán)管控等機(jī)制。監(jiān)控專(zhuān)業(yè)組織相關(guān)部門(mén)和單位，定期召開(kāi)監(jiān)控運(yùn)行分析會(huì)，深入分析解決監(jiān)控業(yè)務(wù)技術(shù)和管理方面存在的問(wèn)題。

3）長(zhǎng)期遺留未處理的信號(hào)處置。按“定時(shí)、定量、定責(zé)”原則進(jìn)行管控，使設(shè)備的隱患在萌芽狀態(tài)時(shí)就得以根治，對(duì)缺陷流程內(nèi)不能解決的信號(hào)則由變電運(yùn)行所上報(bào)技改進(jìn)行處理，并定期反饋處理情況，由設(shè)備部督促運(yùn)維單位制定整改措施，在整改未完成之前，由現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維單位根據(jù)設(shè)備是否影響電網(wǎng)安全情況采取臨時(shí)告警抑制。

4）設(shè)備處停電狀態(tài)的信號(hào)核對(duì)，調(diào)控專(zhuān)業(yè)進(jìn)行設(shè)備信號(hào)屏蔽，遠(yuǎn)動(dòng)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)編制變電站設(shè)備信號(hào)抑制整改計(jì)劃，完善各變電站信號(hào)抑制功能，信號(hào)核對(duì)時(shí)的干擾信號(hào)降低到零干擾。

3.2 常亮光字牌清理

監(jiān)控專(zhuān)業(yè)開(kāi)展監(jiān)控系統(tǒng)常亮光字牌功能拓展專(zhuān)項(xiàng)工作，通過(guò)制定“監(jiān)控系統(tǒng)常亮光字牌解決方案”，梳理出3999個(gè)常亮光子形成“監(jiān)控系統(tǒng)常亮光字牌表”，并對(duì)表中信號(hào)進(jìn)行逐一核實(shí)，根據(jù)常亮原因劃分為15個(gè)類(lèi)別，在解決方案中明確每種類(lèi)別信號(hào)的處置方式，涉及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的由變電管理所配合處理，主站端則根據(jù)主網(wǎng)調(diào)控組修編的《調(diào)控一體化自動(dòng)化系統(tǒng)遙信取反原則》進(jìn)行解決，通過(guò)優(yōu)化光字牌集中展示如圖1所示，圖中實(shí)心表示廠(chǎng)站有紅色光子牌告警。新接入變電站的常亮光字牌同樣遵循以上工作思路，有利于減少無(wú)關(guān)信號(hào)干擾、降低漏監(jiān)視風(fēng)險(xiǎn)，切實(shí)提高監(jiān)視效能。

圖1 220 kV某某線(xiàn)233斷路器油泵啟動(dòng)告警信號(hào)分析

3.3 有效監(jiān)控母線(xiàn)電壓異常

針對(duì)電壓越限監(jiān)視模塊不夠直觀、過(guò)多依靠人為判斷的問(wèn)題進(jìn)行整改，對(duì)已接入監(jiān)控系統(tǒng)的變電站建立電壓越限臺(tái)賬，覆蓋10 kV、35 kV、110 kV三個(gè)電壓等級(jí)，涉及線(xiàn)電壓（Uab）、相電壓（Ua、Ub、Uc）、零序電壓（3U0）5個(gè)遙測(cè)參數(shù)，通過(guò)查詢(xún)歷史數(shù)據(jù)和電壓曲線(xiàn)，結(jié)合昆電壓無(wú)功曲線(xiàn)的要求，分上限值和下限值制定告警值，完成2600余條數(shù)據(jù)梳理，并同步完成監(jiān)控系統(tǒng)上的告警值設(shè)定。通過(guò)越限告警、渲染著色反映電壓異常信息，實(shí)現(xiàn)電壓集中直觀化監(jiān)控的同時(shí)有效防止電壓異常信號(hào)漏監(jiān)視。

3.4 研究快速信號(hào)分析輔助手段

通過(guò)探索頻發(fā)告警信號(hào)的快速統(tǒng)計(jì)分析手段，自主研發(fā)“監(jiān)控信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析引擎”，結(jié)合實(shí)際監(jiān)控業(yè)務(wù)情況不斷完善，提升監(jiān)控信號(hào)的統(tǒng)計(jì)分析效率。

1）快速統(tǒng)計(jì)調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)中的遙信動(dòng)作、復(fù)歸總次數(shù)。通過(guò)對(duì)比每天的監(jiān)控信息運(yùn)行報(bào)表，提前發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)及設(shè)備的運(yùn)行隱患，下發(fā)至設(shè)備運(yùn)維單位檢查處理。如在生成日監(jiān)控信息運(yùn)行報(bào)表時(shí)，發(fā)現(xiàn)“220 kV草海線(xiàn)233斷路器油泵啟動(dòng)告警信號(hào)”頻發(fā)，當(dāng)天動(dòng)作復(fù)歸達(dá)312次，調(diào)控員評(píng)估現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備存在運(yùn)行隱患，及時(shí)與現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維單位聯(lián)系，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)油泵漏油，經(jīng)運(yùn)維單位及時(shí)處理，避免了非計(jì)劃停電檢修的后果，具體統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果如圖1所示，右側(cè)散點(diǎn)圖表示當(dāng)天各個(gè)時(shí)間段內(nèi)該信號(hào)的動(dòng)作復(fù)歸情況。

2）輔助支撐電網(wǎng)監(jiān)控。通過(guò)快速查詢(xún)指定信號(hào)在時(shí)間段內(nèi)的動(dòng)作復(fù)歸情況，支持指定工位、指定變電站、指定信號(hào)3個(gè)等級(jí)的信號(hào)查詢(xún)，便于調(diào)度監(jiān)控員能快速找出特定信號(hào)或者某些類(lèi)型信號(hào)的動(dòng)作、復(fù)歸規(guī)律，輔助監(jiān)控員及時(shí)進(jìn)行相關(guān)決策。

3）防重要信號(hào)漏監(jiān)視。快速搜索未復(fù)歸信號(hào)，能夠直接按照廠(chǎng)站歸納顯示，監(jiān)視人員查看未復(fù)歸信號(hào)時(shí)更有條理、更加系統(tǒng)化，通過(guò)快速檢索未復(fù)歸的監(jiān)控信號(hào)，能夠防止在大量頻發(fā)信號(hào)的沖擊下漏監(jiān)重要信號(hào)。

4）監(jiān)控報(bào)表報(bào)告數(shù)據(jù)快速提取。通過(guò)快速自動(dòng)統(tǒng)計(jì)“調(diào)控一體化運(yùn)行簡(jiǎn)報(bào)”中的相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，如斷路器、重合閘遙控操作情況，同時(shí)能夠快速統(tǒng)計(jì)分析指定時(shí)間段內(nèi)所有的監(jiān)控信號(hào)數(shù)據(jù)，為監(jiān)控信號(hào)的快速準(zhǔn)確分析提供便利，有效提升統(tǒng)計(jì)分析的效率。

3.5 研究監(jiān)控“事件化”技術(shù)

監(jiān)控“事件化”技術(shù)主要通過(guò)以設(shè)備為中心的電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)建模，實(shí)現(xiàn)基于調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)備的檢修、故障異常、缺陷、操作等信息的運(yùn)行管理數(shù)據(jù)聚類(lèi)，通過(guò)基于設(shè)備的多維數(shù)據(jù)聚類(lèi)，構(gòu)建監(jiān)控告警信號(hào)因果關(guān)系模型，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行事件化分析，挖掘真正反饋設(shè)備、電網(wǎng)健康狀態(tài)的監(jiān)控事件[8-11]。監(jiān)控事件化技術(shù)框架如圖2所示。

圖2 監(jiān)控事件化技術(shù)框架

主要基于電網(wǎng)靜態(tài)模型、設(shè)備屬性基礎(chǔ)模型、接線(xiàn)方式分析模型，對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行拓?fù)浞治?，分析電網(wǎng)的接線(xiàn)方式；進(jìn)一步結(jié)合電網(wǎng)的運(yùn)行方式分析模型，以及當(dāng)前電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)信息，對(duì)電網(wǎng)的當(dāng)前運(yùn)行方式分析，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的檢修窗口期進(jìn)行判定；針對(duì)遙信、遙測(cè)、遙控等實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)，根據(jù)設(shè)備檢修窗口期，對(duì)檢修事件進(jìn)行分析，并過(guò)濾相關(guān)信號(hào)；結(jié)合線(xiàn)路、主變及母線(xiàn)跳閘模型、備自投動(dòng)作模型等，對(duì)跳閘事件進(jìn)行分析，根據(jù)設(shè)備操作的伴生模型及信號(hào)合發(fā)關(guān)系，對(duì)監(jiān)控告警信號(hào)中操作伴生信號(hào)進(jìn)行分析與過(guò)濾；針對(duì)剩余的有效告警，根據(jù)接地因果關(guān)系、過(guò)載因果關(guān)系、通信異常關(guān)系、設(shè)備缺陷關(guān)聯(lián)關(guān)系等關(guān)系模型進(jìn)行分析。最終將離散的監(jiān)控告警信號(hào)轉(zhuǎn)化為反應(yīng)電網(wǎng)設(shè)備問(wèn)題本質(zhì)的異常事件，實(shí)現(xiàn)告警信號(hào)“事件化”監(jiān)控，2021年某季度的事件化監(jiān)視前信號(hào)量和事件化監(jiān)視的對(duì)比如圖3和圖4所示，通過(guò)“事件化”技術(shù)，將每天上送至告警窗的9536個(gè)信號(hào)聚類(lèi)成5446個(gè)事件。

圖3 事件化監(jiān)視前信號(hào)量

圖4 事件化監(jiān)視的事件數(shù)量

4 效果分析

1）干擾的監(jiān)控信號(hào)數(shù)量顯著減少。2020年調(diào)控中心主站端收到設(shè)備監(jiān)控信號(hào)3415106條，每天平均9356條，監(jiān)控告警信號(hào)量從2020年前的每天3萬(wàn)多條減少至9千多條，監(jiān)控信號(hào)數(shù)量減少約70%，事件化監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用，調(diào)控員只需監(jiān)視5446個(gè)事件，監(jiān)控效率再提升約42%。

2）巡檢時(shí)間效率大幅提升。通過(guò)開(kāi)展監(jiān)控系統(tǒng)常亮光字牌功能拓展專(zhuān)項(xiàng)工作，清理常亮光字2407個(gè)，優(yōu)化光字牌集中展示，監(jiān)控員巡檢時(shí)間從整改前的3小時(shí)縮短至整改后的1 h，效率提升約67%。

3）通過(guò)電壓越限臺(tái)賬的建立和告警值設(shè)定，電壓監(jiān)視界面更加直觀，電壓越限后系統(tǒng)以越限報(bào)文和數(shù)據(jù)變色兩種形式同時(shí)發(fā)信，不再依賴(lài)人為判斷，尤其是零序電壓的告警值設(shè)定，對(duì)于某些發(fā)生接地?zé)o法發(fā)信的變電站而言意義重大，可以通過(guò)零序電壓越限告警進(jìn)而發(fā)現(xiàn)接地現(xiàn)象，有效防止了電壓異常信號(hào)的漏監(jiān)視。

4）調(diào)控一體化信號(hào)分析引擎提升監(jiān)控效率的成效。為及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常提供依據(jù)，有效支撐運(yùn)維單位消除設(shè)備隱患；通過(guò)快速查找未復(fù)歸信號(hào)情況，有效降低漏監(jiān)視的風(fēng)險(xiǎn)，自該分析引擎應(yīng)用以來(lái)，調(diào)控中心未發(fā)生漏監(jiān)視的情況，保證了監(jiān)控安全。

5）人力資源有效集約。通過(guò)頻發(fā)抖動(dòng)信號(hào)延時(shí)過(guò)濾、調(diào)試信號(hào)封鎖、清理常亮光字牌、開(kāi)發(fā)輔助監(jiān)控引擎、監(jiān)控“事件化”技術(shù)等手段，監(jiān)控工位從4個(gè)減少至3個(gè)，人均監(jiān)視廠(chǎng)站由57座增加至77座，人力資源集約效果明顯。

5 結(jié)束語(yǔ)

隨著電網(wǎng)規(guī)?？焖贁U(kuò)大，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化，電網(wǎng)的運(yùn)行管理模式也隨著不斷改進(jìn)，為滿(mǎn)足電網(wǎng)監(jiān)控現(xiàn)狀，需要高效的電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控方法。通過(guò)頻發(fā)、誤發(fā)和伴生等干擾信號(hào)的治理，常亮光字牌的整改，減少了信號(hào)的干擾和巡視設(shè)備的時(shí)間，通過(guò)電壓遙測(cè)數(shù)據(jù)直觀化，有效防止了電壓異常信號(hào)的漏監(jiān)視，為快速發(fā)現(xiàn)母線(xiàn)接地故障提供支持，“監(jiān)控信號(hào)統(tǒng)計(jì)分析引擎”的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，輔助電網(wǎng)安全高效監(jiān)控“事件化”技術(shù)的創(chuàng)新研究和應(yīng)用，讓電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控技術(shù)向智能化發(fā)展，成為電網(wǎng)調(diào)控智能化技術(shù)創(chuàng)新的良好范例，高效支撐電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控。

監(jiān)控效率提升策略和創(chuàng)新技術(shù)研究和應(yīng)用，電網(wǎng)的監(jiān)控人力資源有效集約，監(jiān)控效率明顯提升，漏監(jiān)視風(fēng)險(xiǎn)大大降低，有效保障了電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行。但隨著電網(wǎng)的快速智能化發(fā)展，只有尋求更多更高的創(chuàng)新突破，才能不斷滿(mǎn)足電網(wǎng)監(jiān)控工作的需要，更好地保證電網(wǎng)設(shè)備的健康運(yùn)行。