电网自动化系统遥测数据跳变的分析及对策

马国梁 刘永新 许伟国 周 行 梁学锋

（1. 国网浙江省电力公司，浙江 杭州 310007；2. 国网浙江省电力公司绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000；3. 国网浙江省电力公司宁波供电公司，浙江 宁波 315000）

随着电网自动化技术应用的不断深入，自动化信息已经成为发、输、配电系统实时调节的重要控制依据。遥测数据是电网自动化的基础信息之一，直接参与了AGC、AVQC的实时控制和CPS考核，调度自动化系统的高级应用都基于自动化基础信息的准确性和实时性。从近几年电网自动化系统运行分析情况来看，基础自动化数据的准确性、稳定性还有待于提高，特别是遥测数据会发生数据错误或跳变，给电网的安全运行造成一定的影响。

1 遥测数据跳变的表现形式

遥测数据是反映电网运行稳态状况的基本信息，遥测数据的采集与传输要经过诸多环节，如图1所示，任何一个设置错误都会引起遥测数据出错。

图1 遥测数据采集传输环节示意图

在调度自动化系统中，遥测数据跳变的表现形式一般有：

1）数据跳变后持续不正确，故障现象一直存在。

2）偶发性的遥测数据跳变，短时间后恢复正常。

3）遥测数据回零值跳变。

4）大值跳变：这类跳变一般出现在规约处理差错的情况较多。

5）数据偏小跳变：一般为电压、电流回路异常，或测量元件故障引起。

6）数据由死数据恢复正常数据时产生跳跃。

7）遥测数据不刷新。

2 遥测数据跳变产生的原因分析

2.1 测量设备及二次回路异常

1）测控装置异常。遥测采样插件元器件性能下降会导致遥测数据波动，精度变差；测控装置工作不稳定或受到干扰时，也会出现采样值异常。

2）二次回路异常。若 TV回路断相，TA、TV回路端子螺丝松动，则会引起遥测数据跳变；若TA、TV相序错误，则会出现有功功率遥测数据接近于零。当电压熔丝接触不良、连接线接头松动均会造成数据跳变，TV切换不正确会造成功率测量数据变零。TA回路中存在开路或短路现象也会产生数据跳变。

3）二次回路上有检修工作也会造成数据跳变。如电压、电流回路有与保护、计量回路共用部分，如计量检修时将后级测量电流回路短接造成数据变零，新投运变电站一般已将测量回路与计量回路独立设计。

4）变送器屏电源失电引起，表现为所有数据都跳变为零。当变送器工作电源未按要求接入不间断电源，或不间断电源直流供电异常情况下，若发生所用电切换会造成辅助电源短时消失，所有遥测数据将变零。

5）一次设备工作引起 TV/TA变比改变。发生这种情况的概率较小，发生时变电站监控系统以及其他系统也会受到影响。

6）测控装置、远动装置死机，出现遥测数据不刷新。

2.2 现场测控校验的人为因素

由于未严格执行监控系统设备检修管理流程，测控装置校验工作导致遥测数据从负满度值到零、从零到正满度值，大幅度变化。若主站端未对测控装置校验数据做屏蔽处理，则会将校验调试数据当作电网运行数据处理。

2.3 自动化信息参数设置不规范

自动化信息点参数设置不规范会导致偶发性的遥测数据跳变的现象发生。通信规约规定自动化信息点由“源地址＋信息标识（序号）”惟一表示，而且，信息序号应分区域设置，严格设置通信规约信息点参数有助于信息合理性的校验，防止由于偶发性的数据错位处理导致的数据跳变。

2.4 设备初始化过程通信处理不当

设备重启后短时间的数据异常跳变。设备重新采集现场数据需要一定时间，如果在未完成数据更新之前就起动上传数据通信，就会出现跳变数据，只有等数据更新完成后，传输的数据才恢复正常。

双机切换后短时间的数据异常跳变。双机切换的数据同步需要一定时间，只有等数据重新采集或同步完成后，传输的数据才能正常。

2.5 远动装置配置不合理

1）远动遥测数据格式选择不当。表现为数据跳变为浮点数负最大值。BSJ-2200监控系统（采用独立数据网服务器的厂站）在处理 IEC 60870-5-104规约浮点数转发时，若测控装置通信中断（短时通信异常或测控装置断电均会引起）则会自动填写最大数上传，造成主站数据跳变为-100000。

2）转发信息表定义不一致，表现为个别遥测有段时间数据正确，有段时间数据为零或大数。变电站新扩建间隔厂家在新增转发点时经常发生主机/备机、IEC 60870-5-101[6]和IEC60870-5-104[7]规约、省调/地调等多个通道的信息表未全部添加完整，造成在发生通道切换、或主备机切换时主站原先正常接收的数据发生跳变。

3）远动装置转发的数据源选取不当，造成数据跳变。如本应采集测控装置数据，而实际上配置选取了保护装置的数据，且某些型号的保护装置在CPU忙的情况下遥测数据会变 0，导致转发数据跳变。

4）远动传输通道差错引起数据跳变。主站与变电站之间通信通过模拟或数字通道进行数据交换，当通信检修时误将两个厂站的通道接线或时隙配置做错时，若主站规约没有进行链路地址区别，就会出现厂站数据发送交换，跳变为其他变电站的数据。

2.6 高次谐波电力负荷测量的适应性

如果交流采样只是基于基波的简单算法，就可能出现偶发性的异常数据。目前运行的测控装置对有高次谐波的电力负荷测量的适应能力尚无鉴定依据，但现场有些测控装置的电气量计算结果是存在不合理的现象，会不会出现偶发性的偏差，需要进一步验证。

3 相关措施

引起遥测数据跳变的原因虽然复杂，却可以通过加强管理、技术及设备改进等来减少或避免数据跳变情况的发生。

3.1 管理措施

1)加强自动化设备检修和运行管理，严格执行《电力调度自动化系统运行管理规程》[1]、《自动化设备检修管理标准》[2]和《交流采样测量装置运行检修管理规程》[5]，规范数据转发校验工作，认真履行自动化设备检修申请、许可手续。

2）把好基建变电站调试、验收关，根据《变电站计算机监控系统工厂验收管理规程》[3]和《变电站计算机监控系统现场验收管理规程》[4]认真开展工厂和现场验收工作。

3）加强月度数据核对。

4）加强遥测数据分析。对异常数据处理进行跟踪分析、总结，落实整改措施，逐步提高数据可靠性。

3.2 技术措施

1）二次回路测量电压回路空开、熔丝额定容量及级差配合合理，减少回路故障。

2）检查远动装置、变送器等设备工作电源是否接入UPS或采用直流供电，UPS是否正常运行，减少由于设备供电中断造成的数据跳变。

3）利用IEC 60870-5-101/IEC 60870-5-104规约遥测数据品质位对异常数据进行标识，主站系统检查到品质位异常自动丢弃数据并提供告警信息。

4）对不同的厂站设置不同的 IEC 60870-5-101通信链路地址，避免通道差错造成数据跳变。

5）采用通信规约分析仪器在线获取通信报文，全程跟踪通信过程，可以帮助分析遥测数据异常期间的数据交换情况，找出产生遥测异常的原因，确定故障点。

6）新（改、扩）建的变电站在信息联调时需对主备通道、变电站主备远动装置分别调试；重点对负值数据的正确性进行核对；检查远动装置、前置装置切换、重起动过程中数据是否发生跳变。

7）针对测控装置检验过程中的数据跳变问题，应采取退出该遥测参与有关总加或控制（比如设置一个投退虚遥信压板），这样可进行主站数据与变电站数据精度核对工作。

8）主站系统可采取异常数据过滤、状态估计等手段对异常数据告警，减少对应用系统的影响。

4 结论

遥测数据的重要性毋庸置疑。调度自动化系统接收到得遥测数据涉及采集、转换、传输等多个节点，虽然过程复杂，却可以通过标准、制度规范执行、软硬件设备技术策略的不断改进来抑制数据跳变情况的发生，实现基础数据的准确性，从而为调度自动化系统提供高质量的基础数据，不断提升调度自动化系统的实用性和可靠性。

[1] DL/T 516—2006《电力调度自动化系统运行管理规程》.

[2] 浙江省电力公司. Q/GDW 11-085—2012-20605《自动化设备检修管理标准》.

[3] 国家电网公司. Q/GDW 213—2008《变电站计算机监控系统工厂验收管理规程》.

[4] 国家电网公司. Q/GDW 214—2008《变电站计算机监控系统现场验收管理规程》.

[5] 国家电网公司. Q/GDW 140—2006《交流采样测量装置运行检修管理规程》.

[6] DL/T 634.5101—2002《远动设备及系统 第 5-104部分：传输规约 基本远动任务配套标准》.

[7] DL/T 634.5104—2009《远动设备及系统 第 5-104部分：传输规约 采用标准传输协议集的 IEC 60870-5-101网络访问》.