提高电网监控效率方法探讨

王 强，罗鲁东，崔立勃

（青岛供电公司，山东 青岛 266002）

0 引言

根据国家电网“集团化运作，集约化发展，精益化管理，标准化建设”的要求，青岛供电公司实行“调度、监控一体化”的新模式。所谓‘调控一体化’，即“电网调度监控中心+运维操作队”的管理模式，将电网调度与变电监控一体化设置。调度员负责电网调度，监控员负责电网监控，巡检人员负责现场实施。这种方式保证人员职责分工明确，大大减轻当值调度员的监屏、操作压力，避免不必要的干扰，能够更好地集中精力做好调度工作，有利于电网安全、经济运行［1］。然而，变电站的值班人员因遥控和实行无人值班而撤离后，其调度(集控)中心的责任较传统站大得多，尤其在所控变电站较多时更为突出［2］。而且随着青岛电网规模不断扩大，电网监控任务越来越繁重，电网巡视时间过长，导致监控效率下降，电网可靠性降低。

针对青岛电网现状和监控工作需要，提出了提高监控效率的新方法。首先对电网监控效率低下进行原因分析，然后针对原因提出改进措施，对各种信号进行分类和分层处理，在此基础上针对“四遥”中的遥信和遥测信号进行信息整合，最后对应用效果进行总结。

1 电网监控现状分析

电网监控的主要任务是负责所辖电网的 “四遥”监控、大客户服务系统、地方电厂并网管理系统、配电网线损管理系统、配电网电能质量监测管理系统、继电保护故障信息管理及通讯、信息网络监测、变电站安全防护等系统的集中监控工作，在运行操作、事故处理等方面，服从值班调度员的指挥。以1天24小时为计时周期，工作时间构成如表1所示。

表1 电网监控工作时间

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由表1可见，电网监控的日常工作项目时间达到全部工作时间的77.43%，监控员的工作强度很大，很难有空余时间进行电网薄弱点分析和思考。其中，电网巡视时间在电网监控日常工作项中时间所占百分比为58.33%，其余工作项目时间所占百分比已经很小，因此，缩短电网巡视时间对提高整个电网监控工作的效率意义重大。

青岛电网的电网巡视两小时轮巡一次，其中巡视项目包括当时所有的遥测信号、此时间段内系统发出的所有遥信信号、所有变电站的遥信表及其它异常情况。经过统计，以两小时为基准，其中遥信表巡视占38%、遥测信号及遥信信号分别占11%和10%。因此，遥信表巡视时间过长是造成电网监控巡视时间长的主要原因，同时遥测信号与遥信信号的巡视时间长也不容忽视。

2 原因分析

就上一节所分析的现状，下面分别从人员、制度、自动化系统方面进行分析。

2.1 人员方面

就监控人员构成而言，现有监控人员均从事过变电站工作，有丰富的变电工作经验，对现场设备及其原理、易发故障均有深入了解。在担任监控员前，均经上岗考试且合格。而且，监控员定期接受以各项规程、电网运行方式、所管辖监控系统原理及使用为主题的监控工作培训和考核。因此，就自身而言，现有监控员完全具备从事监控员的资质且业务合格，满足监控工作的需要。

2.2 制度方面

监控中心自成立以来，逐步建立并完善了各项规章制度，包括《调度监控工作标准》、《调度监控工作分工》、《调度监控值班制度》、《调度监控经济考核制度》、《调度监控设备管理标准》、《监控中心卫生管理规定》、《监控中心巡视检查制度》、《监控中心运行分析制度》、《无功电压管理条例》，从岗位设置、工作要求、奖励考核各方面做了细致具体的规范，制度完整且严谨，不存在对监控工作的制约。

2.3 自动化系统

电网巡视所采用的自动化系统为南瑞公司的OPEN3000能量管理系统，此系统在全国各级电网调度系统中应用广泛，广受好评。该系统在遥测处理、遥信处理、集控功能、计算与统计、画面操作、计划值处理、极值潮流统计与回顾及事故追忆与反演各方面均能满足电网调度运行的需要。然而，青岛供电公司与大部分应用此系统的地市供电公司采取的调度运行模式不同，采用的是“调控一体化”模式，OPEN3000系统缺少对此种模式特殊要求的调整。

对此，需要做相应改进和调整，以更好的适应“调控一体化”运行模式的需要，提高监控效率。

3 改进措施

针对前面所述之原因，对信号做出以下处理，以方便电网巡视和监控。

3.1 设计合理实用的信息整合界面使得监视系统更有针对性

3.1.1 对信号进行分类

对数据库中的所有遥信信号进行调查，根据信号重要性进行种类定义，标注重要等级。对系统运行过程中，电网正常调整所发出的信号定义为提示性信号，将设备出现异常但暂时不影响电网整体运行所发出的信号定义为告警性信号，将直接引发或者跳闸的信号定义为事故性信号。其中，因为采用TOP3000电压自动控制系统，电容器变位信号数量非常多，单独列出，以与普通开关的变位信号有所区别，防止值班员在众多的电容器变位信号中忽视真正的线路开关变位。其中“告警未复归”类为创新分类，将告警信息和事故信息动作且未复归的信号划为此类，大大方便了监控人员发现电网内异常情况。信号分类如表2所示。

表2 信号分类

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经过以上分类，使得值班员在查看告警信息时，可依据信号种类分主次辨轻重的查看所需信息，避免淹没在数量巨大的正常信息流中。

3.1.2 对信号进行排序

在电网实际运行过程中，信号中经常伴随因某些设备保护装置或远动模块发生异常，不定时的发出大量虚假信号。另外在某个设备出现异常时，通常伴随着发出若干相关信号，这些信号都是同一厂站的。因此，在信号历史查询中增加按厂站排序，方便信号的查询和故障判断分析。

3.2 对遥信信号进行信息整合

过去的设备信号是按照设备投产顺序，简单的将大量遥信信号按其所属设备的顺序堆叠在一起，只能逐页翻查，完全无法快速定位。针对现状，统计信号所属设备的种类，将设备依其性质分为以下单元：主变、220 kV 进线、110 kV 进线/出线、35 kV 进线/出线、10 kV出线、母联、电容器、其它（直流系统及站用电、综合信号、其它信号、PT）。

如此分类后，巡视时可快速发现异常设备及其异常情况，提高了巡视速度。

3.3 对遥测信号进行信息整合

日常电网巡视设计遥测信号的巡视项目有：主变220 kV侧功率因数、主变负荷、10 kV母线电压、站用电电压、直流母线电压、线路电流。针对以上巡视项目，制作整合的棒图画面，并在棒图上标注各类信号的上下限值，使巡视一目了然。变电站10 kV母线电压棒图如图1所示，其他棒图类似。

根据遥测信号的重要性，进一步整合巡视信息，制作变电站进线电流越限表、变电站出线电流越限表、母线电压越限表，加快发现电网异常的速度。

3.4 利用状态估计监测系统内异常信号

状态估计是当代电力系统能量管理系统的重要组成部分，其功能是根据电力系统的各种量测信息，估计出电力系统当前的运行状态。它是电力系统运行、控制和安全评估等方面的基础。电力系统状态估计问题经过长期研究，取得了丰硕的成果。电力系统状态估计的完整流程是：传入遥测、遥信数据→遥测、遥信验错→网络拓扑分析→最小二乘状态估计圮不良数据辨识→估计出系统状态［4，5］。

图1 变电站10 kV母线电压棒图

状态估计可以对SCADA遥信遥测进行校验，辨识出不正常的遥测信号，快速准确的判断系统内的异常遥测信息及开关刀闸的异常状态，现阶段可用来辅助电网巡视的异常遥测可分为以下几种：遥测越限、PQI不匹配、遥测不平衡、变压器分接头；异常遥信可分为以下几种：开关刀闸状态、刀闸并母线、母线分裂运行。

由此，可迅速发现电网异常，避免因信号不准确造成误判断，导致设备过载、电网失去稳定。

3.5 引入可视化模块监测电网状态

引入省内首次应用的可视化模块，该模块利用二维的饼图、箭头、等高线和三维的柱状图等可以直观的显示电网运行的数据，包括线路负荷、发电机组出力、变压器负载、电压分布及电网断面潮流等情况，通过设定有效的阀值和限值，监控人员可直观的查看电网运行数据，而不必记住各种设备的运行额定值，可将全部精力投入到巡视中，大大提高了巡视效率。

4 应用效果

对电网监控的遥信信号巡视时间做了记录，如表3所示，相同信号量的巡视时间缩短70%，效率大为提高。

表3 系统应用前后遥信信号巡视时间表

在系统试运行期间，借助告警系统的提示，监控值班员及时发现2起110kV变压器有载调压分接头故障，3起直流充电机故障，2起GIS设备漏气故障，并在最短的时间内对问题设备进行处理，避免了故障的升级，保证了人身、设备以及电网的安全。

5 结论

针对青岛电网特殊的“调控一体化”运行模式，根据电网监控工作的需要，对能量管理系统进行改进，对信号进行分类分层处理，并将各类信息进行整合，制作各类信息整合页面，满足了电网监控工作的需要，提高了监控效率，保障了国庆六十周年、全运会、冬季高峰电网正常可靠供电，实践中取得很好成效。

［1］ 王晶晶,刘巍,张勇平,李群炬,刘平,李平,王丰,刘鸿斌.华北电网无人值班站和集控中心管理模式的探讨［J］.华东电力,2009(10):24-27.

［2］ 黄炜,张杰明,綦孝文,李存义.调度集控一体化系统责任区管理和告警解决方案［J］.电网技术,2007(12):264-267.

［3］ Takehiko Takahashi,Taro Kawase.Calculation of earth resistance for a deep-driven rod in a multi-layer earth structure［J］.IEEE Transactions on Power Delivery,1991,6(2):608-614.

［4］ 李碧君,薛禹胜,顾锦汶,韩祯祥.电力系统状态估计问题的研究现状和展望［J］.电力系统自动化,1998,(11).

［5］ 黄彦全.电力系统状态估计若干问题的研究［D］.西南交通大学,2005.