集控中心监控信息智能统计和辅助决策系统

贾健

摘 要：500kV电网运行采用区域成立集控中心，已经成为我国电力系统在生产分工上的发展趋势。但如何使集控中心监控人员高效、准确的监视集控子站上传的各类信号，提高事故、异常时的处理能力，找到适合本单位集控监视的实际需求，是每个从事集控系统运维人员需要思考和研究的问题核心。文章针对内蒙古超高压供电局集控中心建设中，就监控信息优化和辅助决策分析手段方面提出一些改进思路，能为集控监视、设备运行巡检和设备检修提供可靠信息。

关键词：信息优化；统计分析；辅助决策；集控监视

目前，内蒙古超高压供电局集控中心建设已经全面开展，运用内蒙古电力集团公司现有OPEN3000监控系统的支撑，可以完全实现目前所辖500kV变电站的遥信、遥测、遥控等功能，但是展示的告警信息量大、种类繁多，监控人员监视数据量庞大，无法快速、准确的掌握变电站设备运行状况，这就需要对监控信息进行有效优化。监控信息优化是电网监控重要手段之一，目前关于集控中心监控信息优化的研究发展比较快速，不同使用人员有不同的研究需求，比较先进的是基于人工智能、神经元网络技术的告警系统。信息优化有效的实现了监控信息的压缩和统计，有助于监控中心及时发现设备运行状态，提前判断事故和故障出现的可能性，及时采取有效措施，避免电网事故发生，具有较大的经济效益和社会效益。具体表现为：（1）帮助监控人员及时有效的了解系统和设备运行状态，避免重大事故和设备故障；（2）监控信息优化后将大大的提高监控人员工作效率，减轻监盘人员负担；（3）提升监控安全性，有效帮助运行人员快速、准确判断和分析故障；（4）可以帮助运行和维护人员学习故障处理办法，特别是对现场设备情况不熟悉的运行人员，帮助他们学习故障处理办法；（5）监控信息优化有很好的推广使用价值，集控一体化，实现监控信息优化将会带来很大的社会效益，可以大大减轻监控值班员的工作量，并对保障电网和设备的安全运行有着极为重要的意义。

1 集控建设监控系统运行存在的问题

有些信号频繁动作、复归，比如通道告警、电压越线、端子虚接、甚至断路器空压机打压频繁等，会出现监视窗口刷屏现象，使监视人员监视强度立即成倍增加；另外，频繁刷屏会使人的视觉麻痹，如果此时在频繁动作复归信号中出现了别的重要告警信号，很容易被监视人员遗漏，延误处理造成事故，进而造成十分严重的后果。

内蒙古超高压供电局集控系统，运用内蒙古电力集团公司现有OPEN3000监控系统的支撑，但从集控角度出发，两者的监视的角度却又不同，内蒙古超高压供电局集控监视不但关心设备的位置信息和事故信息，更侧重监视反应设备各种异常的遥信量；但变电设备运行监视的信息由监控系统采集上来以后，全部按时间顺序显示，只做了实时信息和事故信息窗，基本未作任何的分层或判断处理。因此，对告警信息分类、分级完善，可以更加细化上传报文分类，达到重点事件重点关注的效果，帮助监控人员快速判断、准确定位设备故障，并为设备运行巡检和设备检修提供可靠信息。

作为内蒙古西部地区的500kV集控中心，需要对变压器的有功值、线路的电流限值、站内负荷的电流值计算出的负载率重点关注，直观的了解设备、线路的重载、轻载情况，比如可以掌握N-1或N-2方式下的运行控制极限，可以提前预警某一个停电操作会引起已经重载的主变压器严重过负荷，可以对变电站站内负荷的负载率一目了然。

2 项目研究、推广应用内容和技术关键

OPEN3000系统是一套开放性好，拓展性方便的系统，可以在OPEN3000系统上直接嵌入新的功能模块，也可以对原有的功能进行完善，直接添加自己想要的功能。调用OPEN3000系统相关接口，即可实现告警信息优化，设备运行监视功能。

为了解决以上三个存在问题，提出集控中心监控信息智能统计和辅助决策系统的研究，主要从告警信息优化和统计分析；告警信息分类、分级，提供辅助决策功能；集控中心三类设备信息负荷运行统计和计算分析，这三个方面提出重点解决的技术问题。（1）告警信息压缩优化和统计分析。针对种类繁多的告警信息、保护信号频繁动作、复归，造成信号刷屏给监视带来的不便，提出将告警信息压缩，并引入统计功能，将重复信号归一化处理，将频繁上报的这同一条重复信息，在告警监视窗口只显示最新的一条告警信息，统计该告警信息在规定时间范围内出现次数和信息发生的首尾时间并显示，达到告警窗信息不重复出现的效果。例如某一条线路的RCS-931保护通道告警频繁动作、复归，通过告警信息压缩和统计分析，告警窗显示为：某线路RCS-931保护通道告警动作（32次）2014-6-4 08：55/2014-6-4 09：30。压缩和统计监控信息，快速反应并展示设备运行状态，优化监控信息和内容，异常发生时可以大大减轻监控运行人员工作负荷，有效节约人力成本，提高监控中心监控效率。（2）对告警信息分类、分级，提供辅助决策功能。根据告警信号提示，并参照相关告警信息说明、告警信号分类文档，对信号进行智能化分级、分类（电压等级类、实时信息类、事故类、异常类、越限类、变位类、SOE类、保护信息类、告知类等），告警信息分类和分流展示为监控信息统计分析提供基础和保证。辅助决策功能就是对每个信号自定义告警级别和分类信息情况，关联OPEN3000系统的专家知识库，针对同一时间上传的同一间隔的保护类信号动作和复归情况综合分析，给出辅助决策意见（同一时间同一间隔同时动作的几个信号，可以利用知识库综合分析后初步得出这几个信号反映的设备状态）。（3）集控中心三类设备信息负荷运行统计和计算分析，实时计算线路、变压器及变电站负荷等设备负载率，根据实际要求，划分三类设备运行区间值，计算出三类设备的运行范围，通过柱状图等辅助统计手段，统计并分析集控中心各类设备负荷运行信息。达到方式改变前能提前预警、事故异常时断面控制极限能及时掌控、变电站站用电各段母线负荷分配能实时体现的效果。

变压器负载率计算方法：

（1）修改变压器表表结构，增加所需计算域；

（2）高压侧绕组负载率：

sqrt（p_value*p_value+q_value*q_value） / snom；

（3）写高压侧绕组负载率入变压器表。

线路负载率计算方法：

（1）修改线路表表结构，增加所需计算域；

（2）线段两个线端的最大电流值：

i_value = max（i_a_value， i_a_value）；

（3）线段的电流正常限：imax1；

（4）线段负载率：i_value / imax1；

（5）线段负载率写入线段表。

负荷负载率计算方法：

（1）修改负荷表表结构，增加计算负载率所需要的域；

（2）负荷负载率：i_a_value / inom；

（3）负荷负载率写入负荷表。

3 结束语

集控中心是电网安全运行的眼睛，对监控信息的统计和分析进行优化，能够有效减轻监控人员工作负担，提高其工作效率，提高监控中心管理效率，能使监控人员快速准确掌握设备运行状况，同时根据设备运行信息快速做出设备故障的应对措施，对集控中心有较大的使用推广价值并产生较高的运行效益。

参考文献

[1]郑延海，张小白，钱玉妹，等.电力系统实时安全约束调度的混合算法[J].电离系统自动化，2005.