基于光字牌的配电网信号监视和定位

莫茜雅 黄农纯

构建责任分区、变电站、馈线和配电终端四级层次模型，每级模型自动创建一个终端本体光字牌和重要保护光字牌，光字牌状态逐层往上逻辑或传递。对配电终端信号进行分级分类，自动将终端本体重要信号合并为终端本体光字牌信号，重要保护信号合并为重要保护光字牌信号。配调员只需要监视责任分区的光字牌索引界面，就可以及时发现配电网系统运行故障，通过光字牌索引界面逐层往下检查，定位发生故障的终端和保护信号。该方法解决了因配电终端信号数据量大导致监视困难的问题，降低配调员监视工作量，保证配电网安全、稳定运行。

1引言

配电网主站系统采集配电终端信号后，在告警事项窗上进行展示，配调人员对告警事项窗实时监控，发现线路故障，及时处理。随着配电终端覆盖率的提高，配电终端的信号量越来越大，给配调人员的信号监控工作带来很大困难，极易出现重要信号漏监视情况。面对架构复杂的配电网线路，以及数量庞大的配电终端信号，如何简化配调人员的监控工作成为目前亟需解决的技术问题。

2配电网信号监视现状

配调员每天需要监控大量的配电终端告警信息，工作压力和劳动强度非常大。以崇左配网主站系统为例，接入配网终端近千台，每台终端近百个保护信号，信号总量达到了10万级别，监控人员仅仅依靠实时告警窗予以监视，常常应接不暇、疲惫不堪。

为减少配电终端信号量，在配电终端侧做逻辑或功能，将多个信号合并为一个总信号，如事故总信号。如果总信号逻辑发生变化，需要每台配电终端现场处理，实施困难较大。

3配电网光字牌的实现原理

对终配电端信号进行分级分类，类型包括装置本体状态信号和重要保护告警信号，级别分为一至四级，一级和二级为重要信号。每一个终端增加终端本体光字牌和重要保护光字牌，终端本体光字牌为重要装置本体状态信号的合并信号，重要保护光字牌为重要保护告警信号的合并信号。

责任分区、厂站、馈线增加终端本体光字牌和重要保护光字牌两个光字牌。馈线包含的所有终端的光字牌合并为馈线的光字牌，厂站包括的所有馈线光字牌合并为厂站光字牌，责任分区包含的所有变电站光字牌合并为责任分区光字牌。

本方法的实施包含下面几个步骤：配电终端信号维护，关键信号范围配置、光字牌索引图绘制、光字牌逻辑处理和故障信号定位。

3.1配电终端信号维护

维护每个配电终端信号的关联设备、信号类型和信号级别等信息。关联设备包括开关、刀闸、母线和故障指示器等一次设备。信号类型包括终端本体信号和保护信号两类，信号级别包括：一类、二类、三类和四类4个级别。

为提高配电终端信号维护效率，采用关键字匹配法。终端本体信号关键字如终端装置故障、终端装置交流电源失压、终端设备通信状态等；重要保护信号关键字如过流告警、接地告警、重合闸动作等。维护好信号类型和告警级别关键字后，根据关键字，自動配置配电终端信号的分类和告警级别，减少系统维护人员的工作量。

3.2关键信号范围配置

配置需要光字牌监视的信号类型和告警级别，可选择终端本体信号和重要保护信号两类光字牌，或其中一类，选择4个级别中的一种或多种信号为重要信号，参与光字牌计算。

光字牌类型和监视信号范围的自定义配置，满足了系统不同使用者的需求。

3.3光字牌索引图绘制

读取配网主站系统数据库，建立责任分区、变电站、馈线、配电终端、终端信号的5级层次模型。责任分区光字牌索引图人工绘制，变电站、馈线、配电终端光字牌索引根据5级层次模型动态生成，适应配电网模型频繁变化的要求。

绘制责任分区光字牌索引图时，每个责任分区包含终端本体信号和重要保护信号2个光字牌。责任分区光字牌索引图如图1所示。

3.4光字牌逻辑处理

当配网主站系统接收到配电终端信号变位后，判断如果是关键信号，更新该配电终端该信号对应类型的光字牌状态，并根据5级层次模型，逐级往上更新馈线、变电站和责任分区相应类型的光字牌状态，并在责任分区光字牌索引图上进行变位提示。

当该责任分区配电终端发生关键信号动作时，该责任分区的对应类型的光字牌变为红色，并闪烁进行告警；当该责任区所有配电终端某一类型关键信号都复归后，该责任分区的对应类型光字牌变为绿色。

当光字牌触发动作时，索引界面上光字牌进行闪烁告警，报警确认后停止闪烁。对经过配电员确认后信号不需要继续监视，当有新的告警信号出现，又可以及时提醒配调员根据处理，减轻配调员的监视工作量。

3.5故障信号定位

当一个责任区光字牌动作后，根据5级层次模型关系，可以逐级往下查询变电站、馈线、配电终端发生动作的光字牌，点击配电终端动作的光字牌，可以查看该光字牌关联的所有配电终端信号和状态。双击责任分区名称，打开该责任分区的变电站光字牌索引图；双击变电站名称，打开该变电站的馈线光字牌索引图；双击馈线名称，打开该馈线的配电终端光字牌索引图；双击配电终端光字牌名称，打开配电终端该类型终端信号的监视图，终端信号按中文名称排序，方便查找。

在配电终端光字牌索引图上，双击配电终端名称，打开配电终端安装的单线图，并定位到终端信号关联设备。

4配电网光字牌的特点

配电网光字牌的特点有以下几个：

①配电终端信号的类型和级别根据关键字进行自适应匹配，支持手动修改，既减轻了维护人员的工作量，又适应不断发展的新型终端。

②光字牌类型和监视信号范围可以支持配电终端信号监视范围定制，可根据使用者要求灵活配置需要监视的信号类型和级别，满足不同使用者的需求。

③根据配电网数据模型，自动建模变电站、馈线、配电终端光字牌，动态生成光字牌监视索引界面。

④当光字牌触发动作时，索引界面上光字牌进行闪烁告警，报警确认后停止闪烁。对经过配电员确认后信号不需要继续监视，当有新的告警信号出现，又可以及时提醒配调员根据处理，減轻配调员的监视工作量。

⑤可将故障终端定位到系统一次单线图，配调员可以快速了解故障终端前后设备的运行情况，指导现场及时、准确地处理故障。

⑥配调人员通过监视责任分区光字牌索引界面可以快速定位故障终端及其所属变电站、馈线，及时通知人员处理，提升配电网故障处理效率。

5配电网光字牌应用效果

配电网光字牌功能已在广西电网公司崇左供电局配网自动化主站系统使用，得到配调员的极大认可。

（1）极大减轻配网监视人员的工作负担

采用配电网光字牌后，配调员平时只需要监视责任分区光字牌索引图即可。当配电终端关键信号报警时，终端所属责任分区光字牌就会动作，并闪烁报警，能够及时发现终端关键报警信号，减轻了配调员的信号监视压力。

（2）提升了配电网故障处理速度

10月26日15时52分，某配电终端上报过流告警信号，该终端对应的责任分区重要保护光字牌闪烁报警，值班配调员第一时间发现告警信号后，定位到配电终端所在单线图，发现该条线路还有2个终端报出了过流告警信号，快速定位到故障发生的区域，通知供电所运维人员现场抢修。配电网光字牌功能能够快速打开故障终端所在单线图，让配电员及时了解故障终端前后设备的运行情况，正确判断故障区域。

6结束语

根据配电网主站系统数据库生成责任分区、变电站、馈线、配电终端和终端信号的五级层次模型，根据配置的光字牌类型和信号监视范围，自动生成责任分区、变电站、馈线和配电终端四级光字牌。通过配电终端信号类型和级别关键字自适应设置，变电站、馈线和配电终端四级光字牌索引界面动态生成等技术提升实施效率。重要告警光字牌可以快速高效地解决配调员信号监视任务重、故障定位困难等问题，终端本体光字牌，能够及时发现配电终端故障，通知维护单位处理。光字牌动作闪烁告警和报警确认功能可以提升配电员的信号监视效率，配电终端定位单线图可以让配电员了解故障终端线路运行情况。该方法可以广泛运用在配电网主站系统的信号监视、故障处理和终端维护中，能够有效提升配电网主站系统信号监视和故障处理的效率，保证配电网安全、稳定运行。