电网调控模式下监控信号缩减研究与效果分析

2020-10-26黄育斌

通信电源技术 2020年13期

黄育斌

（国家电网福建省电力有限公司厦门供电公司，福建厦门 361000）

1 问题原因分析

供电公司实施“调控一体”运行模式改革后，集约统一了原本相对分散的电网监控业务。由于监控专业管理未增设专职管理人员且信号管理长期管控不到位，因此造成影响生产安全的问题突出，主要体现在以下两个方面。

（1）变电站新建、改扩建工程从设计、施工到调试验收，自动化系统采集的信息缺乏管理规范。不同设计单位和厂家往往根据自己的习惯提供信息表，直接给自动化人员填库和调试，直至送电运行。专业人员没有审查把关信息采集的完整性、信息名称的准确性，导致日常运行过程中大量信号含义模糊，不符合规范标准，导致命名或分类不规范的信号数量日益增长。

（2）海量信号中有效信号占比率低，导致监控工作效率低。运行人员日常监视界面普遍存在信号过多的问题。某电网公司管辖变电站共15座（7座110 kV站，8座35 kV站），列入调控中心监控范围的有11座。实施信号闭环管理前，通常情况下日均全网信号量7 000多条，信号量大时能达到1万多条。监控员日均监视上窗信号达4 000多条，需时常监控的前3类信号基本未经过滤，其中误报、频报以及多报的信号所占比率较高。电网正常运行情况下，如此多的无效信号不仅不能给监控人员带来准确的电网和设备信息，而且会占用监控系统资源和分散监控人员注意力，还可能导致监控员遗漏有效信号而无法及时发现电网安全隐患。

为缩减监控上窗信号量，针对调控监控后台信号分类定级、信号分析、无效信号屏蔽以及信号闭环管理等工作执行偏差较大的问题，开展了监控上窗信号规范化整治工作，即开展信号重新定级梳理、引入Excel宏程序信号日报表、伴生信号延时过滤、放宽电压越限上限（用于35 kV电压不考核）以及频繁动作复归信号延时屏蔽等工作。通过5个多月的持续纠偏，某电网公司监控上窗信号从整治前的日均4 000多条下降至600条左右，大大减少了监控人员的工作量[1]。

2 监控信号缩减目标及策略

2.1 监控信号缩减目标

缩减监控上窗信号量，可提高实时事项信号的有效性，有效控制不合理、不必要的信号误报。另外，为提高监控工作质量和效率，常态化开展信号闭环管理工作，以巩固监控信号减负工作成效。

2.2 监控信号缩减策略

建立监控信号闭环管理机制，加强监控值班全过程管理。监控信号闭环管理机制是信号和监控相关工作流程的规范。第一，明确数据库中所有变电站的信息（简称静态信号库）定义及规范变电站的信息分类，划分信号重要性等级。第二，统计分析监控系统实时报出的信号（简称动态信号），针对性采取合理措施削减信号。第三，监控相关工作流程的规范。对监控员受理信号进行分析判断、生成信号缺陷记录以及采取信号消缺措施，最终完成信号缺陷消除、分析信号日报表、监控设备异常以及缺陷处理等规范值班行为流程，确保从信号报出一直到最终处理的每个工作环节均规范，并形成有效闭环管理。

3 电网监控信号治理方法及措施

3.1 调控中心信号闭环管理流程

总结信号闭环管理工作、信号缩减经验及成效，制定相关规范章程，将信号闭环管理工作流程绘制成图，清晰展现信号闭环管理工作的各个流程环节。

3.2 电网监控站信号分类定级

对监控信号进行闭环管理和实现上窗信号缩减的前提条件是监控后台信号必须严格规范、信号名称定义明确以及划分信号重要性等级。通过设立调控中心继保专责兼任信号分析师，严格按照规范标准对全网15个站信号重新梳理和分类定级，自动化录入IES600监控系统服务器数据库，奠定了监控后台信号规范基础，可为后续信号缩减工作做好铺垫。

3.3 Excel宏程序信号日报表引入

监控值班引入Excel宏程序信号日报表统计每日各种异常信号频报量。教授监控员对统计数据进行分析，最终形成异常信号缺陷OMS记录，从而采取有效的信号消缺措施。Excel宏程序信号日报表包含今日全部事项、上报窗口事项以及事项统计等。

Excel宏程序信号日报表能将监控时常监视的前3类上窗信号从“今日全部事项”滤出，列在“上报窗口事项”上。“事项统计”对各站的“监控总信号”和“窗口信号”进行统计，监控员可在“上报窗口事项”对各站各类异常或缺陷信号进行条件限制筛选。监控员能够直观发现各站各类异常信号频报水平，统计各站各类异常信号频报水平和产生信号缺陷记录。它要求监控管理人员、监控值班人员定期研读和研判监控OMS缺陷记录，熟悉全网遗留信号缺陷情况。在条件成熟的情况下，需进一步进行信号缺陷消除，从而形成有效的监控日报表信号闭环管理[2]。

3.4 电网设备异动状态处理措施及案例分析

针对电网设备缺陷、负荷特性导致电压和电流波动越限、无效伴生信号未屏蔽等原因发生的信号频报问题，需采取相关措施。

3.4.1 设备缺陷信号的处理

从监控日报信号中分析一、二次设备缺陷，加强消缺。通过对信号的分析，掌握电网全网一些设备的健康水平。其中，有相当比例的信号由存在故障或缺陷的设备报出。有些缺陷不影响主设备运行，因此存在时间较长，如果长时间不处理，长此以往产生的信号将严重干扰监控，影响电网安全。动态信号规范中的重要工作是分析一、二次设备的缺陷，设法消除缺陷以减少信号量。

协助监控值班人员汇总日常缺陷、频报信号，要求监控员通知变电运行人员报缺陷，联系检修人员进行分析处理。对不明缺陷的频报信号，根据信号的实际情况，采取延时的临时措施，设法寻求长效的消缺措施。

以某电网公司管辖变电站为例，典型处理措施描述如下。

①城西变电站10 kV美景线981、工业区线683以及湖口线681线路NSR612RF装置故障频报，大约10 s后自行复归，日上报数量100条左右，已令自动化班做20 s延时的临时处理。此外，监控员已通知变电运行人员报缺陷，联系检修人员进行分析处理。

②秀峰变电站直流系统泰坦电池巡检A/B网通信中断、泰坦绝缘监测A/B网通信中断、直流充电柜充电模块告警以及泰坦直流屏模块故障4个信号经常频报，日均300条左右。令远动班做120 s延时的临时处理。此外，监控员已通知变电运行人员报缺陷，联系检修人员进行分析处理。

③东口变电站35 kV上东线电流A、C相电流差距较大，线路重载时报出C相电流越限。经查为C相遥测系数有误，自动化班已对系数进行调整，现数据正常。

④城西变电站35 kV馈线故障跳闸会引起35 kV母联开关过流保护动作和失灵动作，经查母联开关保护有投入，但出口压板解除，调度将安排退出母联开关过流保护装置。

3.4.2 负荷特性导致电压、电流波动频报越限信号的处理

福安地区35 kV变电站用户有多个铸钢厂，铸钢生产用电电压、电流波动剧烈，多条35 kV母线电压频繁在600系统35 kV母线电压上限限值37.45 kV上下波动。因负荷特性缘故，多条10 kV母线电压在600系统10 kV母线电压上、下限波动剧烈。整治前，电压和电流越限信号多达近千条。大量10 kV、35 kV重载线路负荷电流在各自线路满载负荷电流限值上下波动，越限信号频繁动作复归产生了大量无效监控上窗信号。

针对上述问题，对电压、电流分别采取如下的屏蔽措施。

①考核35 kV电压时，要求调控管理人员与自动化人员配合，将35 kV母线电压越上限限值调高，由原来的37.45 kV调高至39 kV，上、下限恢复阀值拓宽为0.5 kV。10 kV母线电压在满足电压考核合格的前提条件下，将原600系统提前报警量剔除，上、下限值由原10.02～10.68 kV调整为10.0～10.7 kV，上、下限恢复阀值拓宽为0.1 kV。同时，按规范允许范围，为了减少瞬时越限信号，将10 kV和35 kV母线电压越限信号分别设置30 s和120 s延时，从而有效屏蔽绝大部分电压越限频报信号。

②针对大量10 kV和35 kV重载线路负荷电流在各自线路满载负荷电流限值上下波动的情况，适时应用电力线路实际生产运行容量参照气温原则，冬季时要求调控管理人员及自动化人员配合，将全网所有10 kV和35 kV线路最大允许载流量根据线路允许载流量由迎峰度夏40 ℃限值调为25 ℃限值，以消除大部分线路负荷电流越限频报信号。针对负荷电流在25 ℃满载限值上下波动的重载线路，进行600系统限值微上调10 A，有效屏蔽绝大部分电流越限频报信号，如表1所示。

3.4.3 伴生信号的处理

伴生信号主要是开关操作过程中由于接点抖动频报的控制回路断线、延时不足报出的弹簧未储能以及个别类型的装置产生的装置报警等相关信号。因此，消除伴生信号是信号缩减工作的又一个重要措施。针对伴生信号出现后均能很快复归的特点，采取主站程序延时过滤伴生信号。含有伴生信号关键字的动作事项上报到主站，程序不会立即将事项报出，而是放在缓存区，一定延时内若有接收到对应的复归事项，不会报出该信号。若延时内没有接收到对应的复归事项，延时结束后将信号报出[3]。规范如表2所示。

表1 线路负荷电流

表2 伴生信号的处理规范

以平均每控一次开关产生5个伴生信号计算，每日能够缩减百条级别的信号量，屏蔽在延时时间内复归的信号，缩减日常开关操作的伴生类信号，排除此类无效信号对监控员的干扰。

4 电网调控模式下监控信号缩减效果分析

对电网监控信号开展整治，采取科学有效的技术和管理措施实施信号的全过程规范化管理，大幅提升了信号的有效性。现电网调控系统每日上窗信号已从整治前的4 000多条降至600条左右，仅不到整治前的1/6，整治工作取得显著成效，且成果经过总结提炼形成制度，达到了常态化管理目的，提升了集中监控的高效性和安全性。滤除电网大型操作导致的信号量剧增的干扰因素后，信号缩减效果如图1所示。