调度主站侧频发信号治理和监控功能完善

2014-04-26王江涛游大宁廖大鹏周春生刘传良

山东电力技术 2014年1期

王江涛，雷鸣，游大宁，廖大鹏，刘军，周春生，刘传良

（国网山东省电力公司调控中心，山东济南 250001）

0 引言

“大运行”改革以来，集中监控作为调度的一个新兴专业，正在探索中逐步前行。各级监控员每日需要面对成百上千个站端上传的事故、异常、越限、变位信号。某一信号短时间内频繁动作、复归，造成监控告警窗刷屏，会严重影响正常监控工作，并可能造成其他重要信号的监控遗漏；调度网络发生通信中断，监控系统不能自动及时告警，站端将失去监控。山东省电力公司调控中心深入探索，精心研究，会同监控设备厂家开发程序，结合调度主站侧IES600监控系统实际，从调度主站侧采取一系列措施，治理上传信号，完善监控功能，取得良好效果。

1 监控系统简介

调度主站侧使用IES600系统，主要由SCADA系统和事件浏览系统两部分组成。SCADA部分人机会话模块采用全图形界面，界面风格可灵活调整，图文语音并茂，可随意漫游、变焦、移动。多窗口技术允许操作员在屏幕的任意区域显示操作员关注的多个独立画面。灵活高效的交互式菜单可取代绝大多数的键盘操作，界面直观，操作方便，系统可提供报警一览表、地理接线图、电网结构图、厂站主接线图、负荷曲线图、常用数据表、厂站设备参数表、系统运行状态提示、系统提示菜单、备忘录等，各种接线图、潮流图、趋势曲线、图表等，可人工设置和修改断路器、隔离开关状态，可方便地进行接地、检修等多种挂牌警示操作，可给设备标上某种特征或提示，可结合保护信号状态、相关遥测数据进行综合事故判断。事故时自动调图，语音报警。对一般异常事件，可进行遥测量多限值越限处理、变色显示，开关变位的闪烁显示，具有事故重演功能，可根据追忆数据在一次接线图上模拟事故发生前后有关数据的变化情况，具有开关接地统计功能，可对当前一次接线图上的开关进行接地统计，系统具有可靠的遥控遥调功能，可对断路器、隔离开关进行遥控，对主变分接头进行升降操作，对电容器进行投切操作，以及用户定义的其它遥控遥调功能，全部操作均生成记录，具有保护动作一览表，可显示全网的保护动作情况。

事项浏览系统可浏览系统产生的实时事项（包括电网事件、控制系统事件和EMS事件等），可以分类显示，可以分类查询、打印任意一天的历史事项（可以区分报警和事件）和当天的实时事项，可以删除存在的任何历史事项。

值班监控员负责受控站设备的监视工作，通过综合利用以上手段，全面掌握各受控站的运行方式、设备状态、异常信号、主设备的负载、电压水平、故障处理等情况，并根据情况对事故及异常情况进行处理。

2 监控系统存在的问题

IES600系统在调度主站集中监控中发挥了重要作用，但也存在一些问题。其中，保护动作等事故信号、电气设备状态异常信号，电压、电流等越限信号、隔离开关、接地开关等变位信号频繁重复上传至调度主站，极易造成集中监控系统告警窗刷屏，加重监控值班员监控的任务量，很容易遗漏重要告警信号，延误处理造成事故。一旦发生事故时，信号量更多，出现滚屏和刷屏现象，值班员更是无所适从，很难抓住重点，影响对事故的正确判断和处理。

另外，发生调度网络通信中断时，监控系统不能自动及时告警，直接造成信号无法监视，失去监控作用；监控值班员不能在第一时间联系有关人员进行处理，可能造成异常、事故处理延误，故障性质升级，存在极大的安全隐患。特别是在电网负荷较高，备用容量不足的情况，以及控制电网频率、电压的重点时期、重要时段和执行重要保电任务时，若发生电网故障同时监控系统通信网络中断未能及时告警进行处理，将危及社会生活稳定。

无论是站端遥测、遥信频繁上传造成的监控告警窗刷屏，还是调度网络通信中断监控系统不能自动及时告警，都会严重危及电力系统的安全稳定运行，亟待采取有效措施予以治理和完善。

3 频发信号及治理措施

3.1 保护动作等事故信号

事故信号是反映触发变电站事故总信号的，由电网故障、设备故障引起开关跳闸（包含非人工操作的跳闸）、保护或安全自动装置动作的信号，是需要实时监控、立即处理的重要信息。

日常工作中，由于站端设备保护装置继电器接触不良等原因造成保护动作信息频发情况较为普遍，考虑到保护动作跳闸时重合闸动作（若重合闸投入）会使部分信号复归，对于同一信号，监控系统将首次动作及复归的信号报出（若信号不复归则只报信号动作），将5 s内再次动作并在0.5 s内复归的信号进行屏蔽（以首次信号复归时刻开始计算时间）；5 s之内若有相同信号再次动作并且在0.5 s内未复归，或5 s之后有相同信号动作，监控系统不予以屏蔽，并重复进行此前设定逻辑。具体频发信号屏蔽措施如图1所示。

图1 保护动作信号频繁重复上传治理措施逻辑图

3.2 电气设备状态异常信号

电气设备状态异常信号是反映一、二次电气设备状态异常、设备健康水平恶化的报警信号及影响设备遥控操作的信号，直接威胁电网安全与设备运行，是需要实时监控、及时处理的重要信息。

由于站端设备保护、测控装置辅助接点接触不良引起异常信号重复上传，对于同一信号，监控系统将首次动作及复归信号报出（若信号不复归则只报信号动作），将5 s之内再次动作、且动作之后5 s之内复归的信号进行屏蔽（以首次信号复归时刻开始计算时间）；5 s之内再次动作但其后5 s内未复归的信号或5 s之后的相同动作信号，监控系统不予以屏蔽，并重复进行之前的设定逻辑。具体频发信号屏蔽措施与保护动作类相似，根据异常信号上传的特点，延时屏蔽时间设置有所不同。

3.3 电压、电流等越限信号

越限信息是反映电网设备重要遥测量超出报警上下限区间的越限报警信号，是需要实时监控、及时处理的重要信息。重要遥测量主要有设备有功、无功、电流、电压、主变油温、AVC设备动作次数等。

为减少电压、电流等越限类刷屏信号，调度主站将越限信号设置30 s延迟，监控系统对于30 s内能复归的越限信号进行屏蔽，只报出30 s内未能复归的信号，并将越限信号动作值和复归值设置不同数值，复归值=报警值±⊿X（越上限报警的复归值=报警值-⊿X，越下限报警的复归值=报警值+⊿X）。通过试验总结，对于220kV母线电压越限，取⊿X=1.175。具体措施如图2。

图2 电压、电流遥测信息频繁越限治理措施图

如图 2 所示：L1、L2、 L3、L4、L5 分别为 220 kV系统母线电压越限的报警上限、信号复归上限、理想控制值、信号复归下限、报警下限。当母线电压在越上限恢复区域（L1与L2之间）或越下限恢复区域（L4与L5之间）波动时，越限信号不予复归。

考虑到500 kV系统母线电压越限情况发生较少，对于500 kV系统母线电压越限，只采取“对30 s内越限信号复归者进行屏蔽，只报出30 s内未复归越限信息”的措施，未再设置越限恢复区（即⊿X=0）。对于其他电压等级的母线电压越限，只要根据实际情况选取恰当的⊿X值，同样可根据此原理进行越限报警值及越限复归值设定，不再赘述。

3.4 隔离开关、接地开关等变位信号

变位信息是反映隔离开关等一次设备以及备自投、重合闸软压板等二次设备的状态位置变化信息，该类信息直接反映电网运行方式的改变，是需要实时监控的重要信息。

对于站端频繁上传的隔离开关、接地开关等变位信号（如远动通信故障或辅助接点接触不良引起变位信号重复上传），考虑到隔离开关、接地开关变位实际时间，调度主站采取的整改措施为：监控系统将首次动作及复归信号报出（若信号不复归则只报信号动作），将5 s之内再次动作、且动作之后5 s之内复归的信号进行屏蔽（以首次信号复归时刻开始计算时间）；5 s之内再次动作但其后5 s内未复归的信号或5 s之后的相同动作信号，监控系统不予以屏蔽，并重复进行之前的设定逻辑。

4 监控功能完善措施

监控系统发生通信中断，出现调控数据不刷新情况时，IES600系统未能自动告警提示，监控值班员不能在第一时间掌握情况，及时联系有关人员进行处理，存在极大的安全隐患。

图3给出了改进后的保护信号传输示意图。由于保护管理机及测控装置具备判断通信是否中断功能，当因保护、测控装置串口故障及网络中断等原因造成通信中断时，保护管理机或测控装置立即做出判断，并通过交换机等发信至站端监控后台和站端远动装置。站端监控后台通过配置正确的遥信点号可以接收“A/B网通信中断”信号。

图3 保护信号传输示意图

因站端远动至调度主站侧已具备完善的通信链路，前期“A/B网中断”信号暂未接入调度主站。考虑到发生通信中断不及时处理会造成的严重危害，调控中心会同有关人员，将通信光端机至调度主站各通信元件配置相应遥信点号，实现了“通信中断，主站自动告警”功能。

5 信号治理及监控功能完善

调控中心自2013年6月开始逐步推进信号整改措施，至8月措施完全启用，无效、重复的监控信号大量减少。除去1、2月春节期间，无检修工作安排，信号总量较少，不予考虑外，监控信号总量从3、4、5月的每月约6.8万条减少至现在的月均3.5万条左右，无效信号减少率约为48.53%，有效的减轻了监控工作强度，保障了监控员把握重要、有效监控信息，提高了监控工作质量；监控通信中断自动告警功能的实现，也大大缩短了监控员联系处理通信故障的时间。由图4和表1可以明显看出，从6月实行信号优化治理后的监控信号数量变化情况。