电力调度监控一体化系统的信息告警优化研究

施正钗，张雯燕

（温州电力局，浙江 温州 32500）

随着国家电网公司体制改革的推进和“大运行”建设要求的提出，电网调度和变电站监控逐步实现一体化运作，地县两级调度、监控使用同一个监控平台，大量无人值班变电站接入，告警信息量越来越大，重要的告警信息往往夹杂在大量的次要信息中一同上送，给监控工作带来极大不便，甚至会造成重要信息遗漏。为解决这一问题，需要对信息告警功能进行优化处理，为此设计了利用变电站异常信息导航图进行监屏的方法，可有效提高监屏效率及正确性。

1 监控系统现状分析

1.1 监控系统应用现状

温州电力局于2010年实现变电站集中监控，负责温州地区220 kV变电站和市区110 kV及以下共86座变电站的监控任务，监控人员每天通过时序告警窗和基于图形浏览器的光字牌图来查看4.3万余条告警信息，超负荷的工作状态影响了对信息的敏感性。2011年4月，对告警信息进行分析后发现，只有4%的告警信息真实反映变电站现场设备异常情况，有96%的告警信息不必由监控员进行处理。同时还发现存在以下不足：

（1）正常情况下，如果各种信号动作频繁，监控人员容易遗漏重要信号，延误处理。

（2）事故情况下，信息大量上送并不断滚动显示，重要信号被大量次要信号淹没，监控人员很难抓住重点，进而影响事故的正确处理。

（3）设备检修试验时会产生大量试验信号，扰乱监控人员的视线。

（4）交接班时需要查看系统当时所有处于动作状态的保护信号，而告警窗口是历史信息的浏览界面，无法显示所有信号的实时信息。

1.2 原因分析

通过对96%非重要信息的进一步分析，发现大量的告警信息来自以下几方面：

（1）监控员通过监控系统对现场设备进行控制、自动化运维人员在监控系统上进行维护和用户切换时，会产生监控系统运行信息，此类信息占49%。但这类信息只用于事后分析上述工作是否到位，无需监控员时刻注意，因此不必显示在时序告警窗。反映电力系统运行状态的一次设备信息和保护投退的告知类信息，用于调度员、监控员判断系统运行状态和检查现场人员操作是否到位的信息等，可以通过监控画面直观显示状态，无需以告警信息方式在时序告警窗显示。

（2）测控装置故障或通信故障、时钟对时中断等因自动化设备抗干扰能力有限而短时误发的抖动信息，因电力系统扰动造成电压、电流、有功、无功等遥测突变信息，遥控操作时因现场设备设计特性而伴随触发的弹簧未储能、触点抖动等信息，此类信息通常经几秒或几分钟后会自动复归，只有长时间动作才表明现场设备确有异常，因此可以加延时后再上传时序告警窗。

（3）现场操作或检修中产生的信息、经现场确认设备缺陷而产生频繁动作的缺陷信息，可通过某种技术手段，使其暂时不上传时序告警窗。

（4）无法实时掌控的全站现存的事故异常信息和越限信息，如雷雨台风天气时各变电站上传的大量告警信息。来自各变电站的信号混杂，不仅分属多种类型（事故跳闸信息、装置异常信息、遥测越限信息等），而且按时间顺序排列，监控人员难以判别，只能通过切屏（主接线图）查看，容易造成监视遗漏，影响事件的处理速度。

2 监控系统信息告警优化

针对监控系统的应用现状和存在问题，从信息分区分层设置、干扰信息过滤和监屏画面优化等方面来探讨解决方案，并设计了采用变电站异常信息导航图进行监屏的方法。

2.1 信息分区分层设置

根据“大运行”建设和调控一体化运作要求，地县两级调度、监控、运维站将使用同一套监控系统，但根据其职责不同，要求告警信息不同，故可对监控系统信息进行分区，使告警信息根据所属的责任区上传各自的告警窗，不同责任区的厂站告警信息不得上传到别的责任区，同一厂站的设备分属不同的责任区时，其告警信息也要上传到各自所属的责任区中，不能误传。

根据运行经验，结合国家电网公司自动化信息采集规范，将信息分为6层，分别上传到时序告警窗或直接存入告警库。

（1）第一层事故信息是指反映电网故障、设备故障且有保护动作出口跳/合闸的信息，包含事故信息、保护动作信息、安全自动装置动作信息。此时伴随开关跳闸，通过监控系统合成1个开关事故分闸信息，上传至事故信息告警窗，用于集中判断电网故障。

（2）第二层开关变位信息特指开关类设备状态改变（合闸、分闸）的信息，不包括电容器、电抗器开关分/合闸信息，上传至开关变位告警窗，用于及时发现电网运行变化。

（3）第三层异常信息是指反映变电站设备运行异常情况、威胁电网安全与设备运行的报警信息，上传至异常信息告警窗，用于及时发现变电站设备运行状况。

（4）第四层遥测越限信息是指反映电网重要遥测量超出报警上/下限区间的信息，主要有电压、电流、负荷、油温、功率因数等，上传至遥测越限告警窗，用于及时了解电网运行参数。

（5）第五层告知信息是指反映电网设备运行状况、状态监测的一次闸刀信息、二次保护投退信息，包括电容器、电抗器开关正常操作分/合信息，不上传时序告警窗，直接存入告警库，可根据需要通过监控画面观看。

（6）第六层系统运行信息是指监控员通过监控系统对现场设备进行控制、确认现场设备异常信息时产生的监控系统运行信息，以及自动化运维人员在监控系统上进行维护工作、用户切换等产生的监控系统运行信息，这些信息也不上传时序告警窗，直接存入告警库，可根据需要通过查询历史告警库了解。

经过信息分层，对前4层信息设置事故、异常、遥测越限、开关变位4个时序告警窗，配置不同告警语音，监控人员可将监控重点放在这4个告警窗上，提高了监控效率。

2.2 干扰信息过滤

将部分抖动信息加延时后上传时序告警窗，若信息在超过延时时间后仍未复归，再将其上传至各自时序告警窗。如弹簧未储能延时60 s、控回断线延时10 s、测控装置故障或通信故障和时钟对时中断延时30 s、母线电压和功率因数延时5 s、电流和有功延时5 min。此类信息在设定的延时时间内均不上传时序告警窗，但会存入历史告警库，便于以后分析处理。

现场操作或检修工作时，及时在监控后台对有工作的设备或间隔挂设屏蔽标示牌，操作和检修的相关信息不上传时序告警窗，待现场工作结束后再恢复。对不太重要的信息，若设备存在故障且已经上报缺陷但仍然频繁动作发信时，可将该信息单点封锁，不再上传时序告警窗，直接记录在历史告警库，缺陷消除后再解除封锁。

2.3 监屏画面优化

为了实时掌控现有的事故异常信息和越限信息，可利用监控系统对各变电站的光字牌动作、遥测、开关分/合闸的变化数统计功能设计导航图，进行导航处理，设置全网光字牌动作列表图、负荷重载（断面稳定）列表图、指标监视图、停役设备列表图、遥测越限列表图、母线有功平衡列表图、设备挂牌列表图、封锁信息列表图、现场地刀（地线）列表图，作为恶劣天气和大量告警信息上传时序告警窗导致漏监的补充措施。

导航图可利用监控系统自动统计变电站画面中“新动作未确认光字牌数”、“复归未确认光字牌数”、“现存的动作光字牌总数”、“遥测越限数”、“开关跳闸未确认数”、“开关合闸未确认数”共6个遥测量，当有异常信息发生或复归时，6个遥测变化数会有变化（不等于0），且有相应数据底色变化提示。通过这些信息可初步判断哪个变电站有几个光字牌新亮、光字牌瞬时动作瞬时复归、光字牌复归、开关新变化、遥测越限等动作情况，再根据提示通过链接切至相应变电站画面，对信息动作和复归进行确认，使此次异常信息导航复位，可有效避免信息遗漏，下一次的信息变化数即为自动统计的新信息异常数。特别是在有多个变电站多信息同时触发时，监控人员根据综合导航图可以清晰了解各变电站的异常情况，无需逐条分析报文，因而大大加快了事故及异常的处理速度，提高了工作效率。监控人员实时了解并掌握这些异常信号后，就能间接掌握全站的其他正常信息。

各种列表图、监视图可利用监控系统自动罗列异常信息或变化数据底色，实时更新，可根据变电站和时间随意排列，是监控人员重点监控和定期检查的好工具。

3 应用效果

对监控系统实施信息告警优化后，统计温州电力局地调2012年3月期间的118座变电站监控系统数据，通过分区分层设置、干扰信息过滤措施，减少了干扰信息中的短时复归信息、工作信息和绝大部分缺陷信息，需监视的有效信息占比4.3%，有效提高了监屏效率。通过对监控画面的优化，使监控界面布局更加合理，功能更加完善。重要的遥信、遥测信息均具备2种以上监测手段，不但能通过告警窗监测，还能通过相应的监控画面监测，有效避免了信息遗漏，在提高效率的同时还提高了可靠性。

以5组技术水平不同的运行人员为样本进行模拟试验，对新旧系统处理故障的耗时及准确率进行对比后发现，信息量越复杂，新系统效率越高，准确率提升越明显。复杂故障的判断时间可缩短50 s以上，故障判断的正确率达到100%。

4 结语

实际应用证明，监控系统信息告警优化后，极大地提高了监控效率和准确率，有效解决了监控人员面对大量告警信息时既要不遗漏任何有用信息、又要对当前发生的情况迅速作出正确判断的矛盾。该方案目前已在温州电力局调控中心监控系统实施，并安全运行至今。从实施效果看，总体上是成功的，但存在主站实施工作量巨大和历史告警库无效信息过多的问题。建议以后变电站信息应先经过干扰过滤后再分类上传，以减少监控系统的无效信息，降低主站工作压力。