基于调控一体化系统的重要遥测量智能监视方法

罗小龙谭红艳

（1.毕节供电局，云南 毕节 551700；2.毕节市第二人民医院，云南 毕节 551700）

基于调控一体化系统的重要遥测量智能监视方法

罗小龙1谭红艳2

（1.毕节供电局，云南 毕节 551700；2.毕节市第二人民医院，云南 毕节 551700）

为方便调度员和监控人员更有力地管理电网中的某些重要遥测量，提出一种准确监视这些量跳变和越限现象的智能监视告警方法。方法给出较科学的跳变和越限门槛值选择，充分利用新投运的毕节电网调控一体化系统的潜在功能及时序数据库技术，准确实现重要遥测量跳变和越限事故上告警窗告警和自动推高密度曲线画面告警。方法在毕节电网中得到了很好的应用，为调度员和监控人员对重要遥测量的管理工作提供了强有力的技术支持。

调控一体化；重要遥测量；智能监视；告警

随着电网的快速发展，传统的电能管理系统（EMS）已经无法对电网进行有效监控。近年来，各级调度机构和科研院所采用新的通信技术、电子技术和自动化技术，按照国际、国家和行业标准研发了新一代的调控一体化系统，并在各调度机构得到了广泛应用［1-9］。

2014年，毕节电网投运了一套新一代的调控一体化系统。该系统接入了 35kV及以上电压等级变电站的一次设备状态量、模拟量和大量的保护信号。由于某些模拟量如重要客户电流值、有功值和无功值、地区电网总负荷、中枢点电压值、联络线电流值、有功值和无功值等非常重要，调度员或监控人员需要实时掌握它们跳变或越限情况。新系统投运前，因原EMS系统的功能限制，毕节地调一直采用人工监视重要遥测量统一监视界面的方式，不仅费时费力，而且难以准确捕捉跳变或越限现象。同时，由于原EMS系统并未部署时序数据库，只能调取周期性采样曲线。当跳变或越限现象发生在采样间隔时间内时，无法直观反映。为了更好地监视重要遥测量跳变或越限现象，本文充分挖掘调控一体化系统的潜在功能，提出了一种科学的跳变或越限门槛值选择方法，充分利用时序数据库技术、数据采集与监控（SCADA）功能模块和专家告警系统实现重要遥测量越限或跳变告警，自动推图显示越限或跳变遥测量的高密度曲线画面，提高调度员或监控人员的监控能力。

1 调控一体化系统概述

毕节电网调控一体化系统中遥测量跳变或越限现象智能监视告警方法的实现，主要使用了调控一体化系统中的部分实时库表和时序数据库技术。

1.1 相关实时库表

调控一体化系统中厂站定义表、多点源表、限值表和跳变事故定义表等的部分关键域具体描述见表1至表4。

表1 厂站信息表

表2 点多源表

表3 限值表

表4 跳变事故定义表

1.2 时序数据库技术

关系型数据库是调控一体化系统必配的数据库，需要配备大容量的磁盘阵列设备，但空间仍然有限，主要用于图形和部分数据的存储，无法解决巨量数据的存储问题。

调控一体化系统接入遥信量、遥测量和保护信号量巨大，再加上电流、有功、无功和电压等的采样值，以及电力系统应用软件（PAS）中的数据等，数据总量往往达十几万、几十万条，基至更多。时序数据库技术能较好地解决高实时性、高密度、高频和巨量数据存储等问题，对数据的存储分辨率可达1s甚至更短，并能完整反映数据变化的真实情况，是一种按“时间+变化数据”的时间序列结构对实时变化数据进行存储的技术。其利用数据压缩和过滤技术，大大压缩数据对存储空间的占用率［10］。

2 基于调控一体化系统的重要遥测量智能监视告警

2.1 遥测量跳变门槛值选择及实现

1）历史存储遥测量跳变门槛值选择

毕节调控一体化系统投运前，即将停运的原EMS系统保存了重要遥测量的5min采样值。针对某一重要遥测量，假定近一年来重要遥测量的5min采样值均为正常值，记为 P11，P12，…，P1n1，P21，P22，…，P2n2，…、Pm1，Pm2，…，Pmnm。其中，Pmnm为该遥测量第m天第nm次采样值。

若存在跳变值，则进行剔除。

遥测量跳变门槛值为

2）无历史存储的遥测量跳变门槛值选择

对于没有历史采样数据的遥测量，直接进行时序库采样，按7日为周期对遥测量跳变门槛值不断修正。假定第一个周期中时序库存储的时序数据为P（t1），P（t2），…，P（tn），第二个周期的遥测量跳变门槛值由式（6）计算:

第三个周期的遥测量跳变门槛值，需要对第二个周期的时序数据统计出最大值 P2max和最小值P2min。门槛值取:

第n+1个周期的门槛值为

若存在跳变值，则进行剔除后再进行门槛值选择。

3）遥测量跳变事故智能监视告警实现

厂站信息表中新建一个与远程测控终端（RTU）无实际通信的厂站（表1），用于管理实现智能监视告警的重要遥测量。在本厂站测点遥测定义表中新增与需要监视的重要遥测量同一名称的遥测量，因为该厂站并未与厂站RTU实际通信，所以此类遥测量是非实时值。通过遥测定义表设置“点多源”，该非实时遥测量自动添加于点多源表中，记录于点多源表中域“结果ID”处，通过表中域“来源ID”建立该量与被调取厂站相应实时遥测量的关联关系，使得新建厂站测点遥测定义表中的非实时量与实际通信厂站的相应实时遥测量的值在任意时刻相等。将测点遥测定义表中的遥测量添加至跳变事故定义表中，作为跳变事故定义对象。将式（3）或式（6）计算结果相应地填入跳变事故定义表中，选择变化值为判别标准，并将该遥测量跳变现象定义为事故类。专家告警系统中正确定义事故上告警窗和自动推画面告警行为。

对新建厂站遥测量进行时序库采样，遥测量变化时将以“时间+变化数据”的序列数据存储于时序库中，完整记录被采样数据的任一变化值。通过图形编辑界面的曲线工具完成曲线制图，以新建厂站名称命名保存，并将该图形名称填入厂站表厂站接线图名和画面名中。当遥测量满足跳变条件时，将进行告警窗告警和自动推高密度曲线画面告警。

2.2 遥测量越限门槛值选择及实现

1）电压量越限门槛值选择

根据《南网母线失压技术方案》和毕节电网的实际情况，电压正常上/下限、电压事故上/下限和电压停运上/下限分别以（1±10%）、（1±20%）和（1 ±70%）为系数计算。电压量越限门槛值按表 5进行设置。

2）电流量越限门槛值选择

2.1.3 维生素缺乏 羊只在放牧过程中容易造成维生素A、维生素D、维生素E的缺乏，引起羊只繁殖率低下和产弱羔、死胎等现象。所以，在补充饲喂时应注意胡萝卜素和多维素等的适量添加。

除了电压量之外，考虑越限问题的重要遥测量通常为电流值。当电流过大，导线容易损坏，线路电流过小，又造成浪费。为了保证负荷较大线路流经电流不至于过大以至于损坏线路，也确保电流过小造成线路闲置，有必要按方式和继保专业给定的电流正常上/下限和事故上/下限进行越限设置，满足条件时及时告警，以方便调度专业和方式专业合理安排电网运行方式。

表5 电压量门槛值

3）遥测量越限监视告警实现

厂站信息表中新建厂站或与跳变事故智能监视告警共用同一厂站（表1），对实现越限智能监视告警的电压量或电流量进行管理。在本厂站测点遥测定义表中新增与需要监视的重要遥测量同一名称的遥测量。该厂站并未与厂站RTU实际通信，所以此类遥测量是非实时值。通过遥测定义表设置“点多源”，该非实时遥测量自动添加于点多源表中，记录于点多源表中域“结果ID”处，通过表中域“来源ID”建立该量与被调取厂站相应实时遥测量的关联关系，使得该厂站测点遥测定义表中的非实时量与实际通信厂站的相应实时遥测量的值在任意时刻相等。在遥测定义表中对该遥测量进行“限值”处理，按表 5将相应值对限值表中正常上/下限和事故上/下限门槛值进行赋值。完成曲线制图和时序库采样定义后，若遥测量满足条件时，通过专家告警系统进行告警定义后实现智能上告警窗告警和自动推高密度曲线画面告警行为。

3 重要遥测量智能监视告警流程

3.1 重要遥测量跳变事故监视告警流程

创建一个新厂站，并对事故跳变门槛值进行选择，通过实时库中的各表定义和建立新厂站被监视的非实时遥测量与实时遥测量的关联关系，完成门槛值设置、时序采样定义、曲线制图和专家告警系统的告警定义后，可以实现对遥测量跳变事故的智能监视告警。遥测量跳变事故监视告警流程如图 1所示。

3.2 重要遥测量越限监视告警流程

创建一个新厂站，通过实时库中的各表定义和建立新厂站被监视的非实时遥测量与实时遥测量的关联关系，完成门槛值设置、时序采样定义、曲线制图和告警定义，最后可以实现对重要遥测量越限现象进行智能监视告警。遥测量越限现象监视告警流程如图2所示。

图1 重要遥测量跳变事故监视告警

图2 重要遥测量越限监视告警流程

4 方法的应用

该方法在毕节电网中得到了很好的应用，为调度员和监控人员有效管理重要遥测量提供了强有力的技术支持。以对110kV安家井变10kV安洪线负荷 P进行跳变事故智能监视告警和对 110kV Ⅰ母线电压 Uab进行越限智能监视告警为例，厂站名为毕节（220kV）测试变，通过前置系统模拟负荷跳变事故和电压越限现象。

根据2014年1月至2015年3月负荷P的5min历史采样数据，按式（1）—式（3）可得跳变门槛值为4.87MW。按流程图1完成相关定义和设置，将跳变门槛值4.87MW输入表4中的域“变化值门槛”处，作为安洪线负荷P跳变事故的判别标准值。通过时序库采样定义界面对负荷P进行时序采样定义，此时系统将根据负荷P变化值和变化时刻以“时间+变化值”的时间序列结构存储在时序库中，能完整记录该负荷变化情况。使用曲线编辑工具对该负荷进行曲线定义，曲线关联时序库的时序数据。进行模拟时，实时P值约为3.34MW，通过前置系统模拟P=10MW后，系统告警窗立即告警，并完成自动推画面显示，如图3和图4所示。

图3 跳变事故上告警窗

图4 跳变事故推画面

按流程图 2完成相关定义和设置，将表 5中110kV电压等级相对应的越限门槛值输入110kV Ⅰ母线电压 Uab限值表中，作为线电压越限的判别标准值。通过时序库采样定义界面对 Uab进行时序采样定义，此时系统将根据 Uab变化值和变化时刻以“时间+变化值”的时间序列结构存储在时序库中。使用曲线编辑工具对该线电压进行曲线定义，曲线关联时序库的时序数据。进行模拟时，实时 Uab值约为114.23kV，通过前置系统模拟Uab=140kV后，系统告警窗立即告警，并完成自动推画面显示，如图5和图6所示。

通过对该方法的应用，能准确对重要遥测量的跳变事故或越限现象进行智能监视告警，不仅将告警信息准确地通过告警窗进行告警，而且实现了跳变或越限遥测量的高密度曲线自动推画面告警，完整反映遥测量的变化特性，彻底解决了按周期采样的弊端。

图5 越限事故上告警窗

图6 越限事故推画面

5 结论

本文介绍的方法对毕节电网重要遥测量进行了有效的智能监视，为调度员或监控人员准确掌握其跳变或越限现象提供了强有力的技术支持，对加强重要遥测量的管理工作取得了良好的效果，减轻了调度员和监控人员的负担。

1）通过新建并未与 RTU实际通信的厂站，可以对重要遥测量进行统一管理，为跳变告警或越限告警自动推高密度曲线画面提供了可能。

2）对跳变或越限门槛值选择的方法较为科学，为告警判别提供了标准。

3）采用时序库技术对遥测量进行处理，曲线画面完整反映了遥测量的变化情况，避免了周期性采样时导致采样间隔时间内变化数据丢失的现象，方便工作人员直观地掌握跳变或越限情况。

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Intelligent Monitoring Method for Important Telemetry Values based on Dispatching-Control Integration System

Luo Xiaolong1Tan Hongyan2
（1.Bijie Power Supply Bureau，Bijie，Yunnan 551700；2.Bijie Second People's Hospital，Bijie，Yunnan 551700）

In order to manage a series of important Telemetry Values for Dispatchers and Power-supervisors，a intelligent monitoring-warning method for such values is proposed to judge whether the important value is hopping or limited.The Article introduces a reasonable method for acquiring hopping-threshold and limited-threshold of the values.It makes full use of the potential function of the new Dispatching-Control Integration System established for Bijie Power Grid，which could make the hopping message and the limited message warned in the alarm window accurately if the value is really hopping or limited.And the corresponding high density graphics which is solved by using the temporal database technology is displayed in the front of all graphics automatically for warning.The method is used for Bijie Power Grid commendably，and gives a strong technology to manage such values for Dispatchers and Power-supervisors.

dispatching-control integration system； important telemetry value； intelligent monitoring； alarm

罗小龙（1985-），男，贵州省毕节市人，硕士，工程师，主要从事调度自动化和微机保护工作。

贵州电网有限责任公司科技项目（K-GZ2011-055b）