集控中心監(jiān)控信息智能統(tǒng)計(jì)和輔助決策系統(tǒng)

賈健

摘 要：500kV電網(wǎng)運(yùn)行采用區(qū)域成立集控中心，已經(jīng)成為我國(guó)電力系統(tǒng)在生產(chǎn)分工上的發(fā)展趨勢(shì)。但如何使集控中心監(jiān)控人員高效、準(zhǔn)確的監(jiān)視集控子站上傳的各類信號(hào)，提高事故、異常時(shí)的處理能力，找到適合本單位集控監(jiān)視的實(shí)際需求，是每個(gè)從事集控系統(tǒng)運(yùn)維人員需要思考和研究的問(wèn)題核心。文章針對(duì)內(nèi)蒙古超高壓供電局集控中心建設(shè)中，就監(jiān)控信息優(yōu)化和輔助決策分析手段方面提出一些改進(jìn)思路，能為集控監(jiān)視、設(shè)備運(yùn)行巡檢和設(shè)備檢修提供可靠信息。

關(guān)鍵詞：信息優(yōu)化；統(tǒng)計(jì)分析；輔助決策；集控監(jiān)視

目前，內(nèi)蒙古超高壓供電局集控中心建設(shè)已經(jīng)全面開(kāi)展，運(yùn)用內(nèi)蒙古電力集團(tuán)公司現(xiàn)有OPEN3000監(jiān)控系統(tǒng)的支撐，可以完全實(shí)現(xiàn)目前所轄500kV變電站的遙信、遙測(cè)、遙控等功能，但是展示的告警信息量大、種類繁多，監(jiān)控人員監(jiān)視數(shù)據(jù)量龐大，無(wú)法快速、準(zhǔn)確的掌握變電站設(shè)備運(yùn)行狀況，這就需要對(duì)監(jiān)控信息進(jìn)行有效優(yōu)化。監(jiān)控信息優(yōu)化是電網(wǎng)監(jiān)控重要手段之一，目前關(guān)于集控中心監(jiān)控信息優(yōu)化的研究發(fā)展比較快速，不同使用人員有不同的研究需求，比較先進(jìn)的是基于人工智能、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的告警系統(tǒng)。信息優(yōu)化有效的實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控信息的壓縮和統(tǒng)計(jì)，有助于監(jiān)控中心及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提前判斷事故和故障出現(xiàn)的可能性，及時(shí)采取有效措施，避免電網(wǎng)事故發(fā)生，具有較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。具體表現(xiàn)為：（1）幫助監(jiān)控人員及時(shí)有效的了解系統(tǒng)和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，避免重大事故和設(shè)備故障；（2）監(jiān)控信息優(yōu)化后將大大的提高監(jiān)控人員工作效率，減輕監(jiān)盤(pán)人員負(fù)擔(dān)；（3）提升監(jiān)控安全性，有效幫助運(yùn)行人員快速、準(zhǔn)確判斷和分析故障；（4）可以幫助運(yùn)行和維護(hù)人員學(xué)習(xí)故障處理辦法，特別是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況不熟悉的運(yùn)行人員，幫助他們學(xué)習(xí)故障處理辦法；（5）監(jiān)控信息優(yōu)化有很好的推廣使用價(jià)值，集控一體化，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信息優(yōu)化將會(huì)帶來(lái)很大的社會(huì)效益，可以大大減輕監(jiān)控值班員的工作量，并對(duì)保障電網(wǎng)和設(shè)備的安全運(yùn)行有著極為重要的意義。

1 集控建設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行存在的問(wèn)題

有些信號(hào)頻繁動(dòng)作、復(fù)歸，比如通道告警、電壓越線、端子虛接、甚至斷路器空壓機(jī)打壓頻繁等，會(huì)出現(xiàn)監(jiān)視窗口刷屏現(xiàn)象，使監(jiān)視人員監(jiān)視強(qiáng)度立即成倍增加；另外，頻繁刷屏?xí)谷说囊曈X(jué)麻痹，如果此時(shí)在頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)中出現(xiàn)了別的重要告警信號(hào)，很容易被監(jiān)視人員遺漏，延誤處理造成事故，進(jìn)而造成十分嚴(yán)重的后果。

內(nèi)蒙古超高壓供電局集控系統(tǒng)，運(yùn)用內(nèi)蒙古電力集團(tuán)公司現(xiàn)有OPEN3000監(jiān)控系統(tǒng)的支撐，但從集控角度出發(fā)，兩者的監(jiān)視的角度卻又不同，內(nèi)蒙古超高壓供電局集控監(jiān)視不但關(guān)心設(shè)備的位置信息和事故信息，更側(cè)重監(jiān)視反應(yīng)設(shè)備各種異常的遙信量；但變電設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視的信息由監(jiān)控系統(tǒng)采集上來(lái)以后，全部按時(shí)間順序顯示，只做了實(shí)時(shí)信息和事故信息窗，基本未作任何的分層或判斷處理。因此，對(duì)告警信息分類、分級(jí)完善，可以更加細(xì)化上傳報(bào)文分類，達(dá)到重點(diǎn)事件重點(diǎn)關(guān)注的效果，幫助監(jiān)控人員快速判斷、準(zhǔn)確定位設(shè)備故障，并為設(shè)備運(yùn)行巡檢和設(shè)備檢修提供可靠信息。

作為內(nèi)蒙古西部地區(qū)的500kV集控中心，需要對(duì)變壓器的有功值、線路的電流限值、站內(nèi)負(fù)荷的電流值計(jì)算出的負(fù)載率重點(diǎn)關(guān)注，直觀的了解設(shè)備、線路的重載、輕載情況，比如可以掌握N-1或N-2方式下的運(yùn)行控制極限，可以提前預(yù)警某一個(gè)停電操作會(huì)引起已經(jīng)重載的主變壓器嚴(yán)重過(guò)負(fù)荷，可以對(duì)變電站站內(nèi)負(fù)荷的負(fù)載率一目了然。

2 項(xiàng)目研究、推廣應(yīng)用內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵

OPEN3000系統(tǒng)是一套開(kāi)放性好，拓展性方便的系統(tǒng)，可以在OPEN3000系統(tǒng)上直接嵌入新的功能模塊，也可以對(duì)原有的功能進(jìn)行完善，直接添加自己想要的功能。調(diào)用OPEN3000系統(tǒng)相關(guān)接口，即可實(shí)現(xiàn)告警信息優(yōu)化，設(shè)備運(yùn)行監(jiān)視功能。

為了解決以上三個(gè)存在問(wèn)題，提出集控中心監(jiān)控信息智能統(tǒng)計(jì)和輔助決策系統(tǒng)的研究，主要從告警信息優(yōu)化和統(tǒng)計(jì)分析；告警信息分類、分級(jí)，提供輔助決策功能；集控中心三類設(shè)備信息負(fù)荷運(yùn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算分析，這三個(gè)方面提出重點(diǎn)解決的技術(shù)問(wèn)題。（1）告警信息壓縮優(yōu)化和統(tǒng)計(jì)分析。針對(duì)種類繁多的告警信息、保護(hù)信號(hào)頻繁動(dòng)作、復(fù)歸，造成信號(hào)刷屏給監(jiān)視帶來(lái)的不便，提出將告警信息壓縮，并引入統(tǒng)計(jì)功能，將重復(fù)信號(hào)歸一化處理，將頻繁上報(bào)的這同一條重復(fù)信息，在告警監(jiān)視窗口只顯示最新的一條告警信息，統(tǒng)計(jì)該告警信息在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)和信息發(fā)生的首尾時(shí)間并顯示，達(dá)到告警窗信息不重復(fù)出現(xiàn)的效果。例如某一條線路的RCS-931保護(hù)通道告警頻繁動(dòng)作、復(fù)歸，通過(guò)告警信息壓縮和統(tǒng)計(jì)分析，告警窗顯示為：某線路RCS-931保護(hù)通道告警動(dòng)作（32次）2014-6-4 08：55/2014-6-4 09：30。壓縮和統(tǒng)計(jì)監(jiān)控信息，快速反應(yīng)并展示設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，優(yōu)化監(jiān)控信息和內(nèi)容，異常發(fā)生時(shí)可以大大減輕監(jiān)控運(yùn)行人員工作負(fù)荷，有效節(jié)約人力成本，提高監(jiān)控中心監(jiān)控效率。（2）對(duì)告警信息分類、分級(jí)，提供輔助決策功能。根據(jù)告警信號(hào)提示，并參照相關(guān)告警信息說(shuō)明、告警信號(hào)分類文檔，對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能化分級(jí)、分類（電壓等級(jí)類、實(shí)時(shí)信息類、事故類、異常類、越限類、變位類、SOE類、保護(hù)信息類、告知類等），告警信息分類和分流展示為監(jiān)控信息統(tǒng)計(jì)分析提供基礎(chǔ)和保證。輔助決策功能就是對(duì)每個(gè)信號(hào)自定義告警級(jí)別和分類信息情況，關(guān)聯(lián)OPEN3000系統(tǒng)的專家知識(shí)庫(kù)，針對(duì)同一時(shí)間上傳的同一間隔的保護(hù)類信號(hào)動(dòng)作和復(fù)歸情況綜合分析，給出輔助決策意見(jiàn)（同一時(shí)間同一間隔同時(shí)動(dòng)作的幾個(gè)信號(hào)，可以利用知識(shí)庫(kù)綜合分析后初步得出這幾個(gè)信號(hào)反映的設(shè)備狀態(tài)）。（3）集控中心三類設(shè)備信息負(fù)荷運(yùn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算分析，實(shí)時(shí)計(jì)算線路、變壓器及變電站負(fù)荷等設(shè)備負(fù)載率，根據(jù)實(shí)際要求，劃分三類設(shè)備運(yùn)行區(qū)間值，計(jì)算出三類設(shè)備的運(yùn)行范圍，通過(guò)柱狀圖等輔助統(tǒng)計(jì)手段，統(tǒng)計(jì)并分析集控中心各類設(shè)備負(fù)荷運(yùn)行信息。達(dá)到方式改變前能提前預(yù)警、事故異常時(shí)斷面控制極限能及時(shí)掌控、變電站站用電各段母線負(fù)荷分配能實(shí)時(shí)體現(xiàn)的效果。

變壓器負(fù)載率計(jì)算方法：

（1）修改變壓器表表結(jié)構(gòu)，增加所需計(jì)算域；

（2）高壓側(cè)繞組負(fù)載率：

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

（3）寫(xiě)高壓側(cè)繞組負(fù)載率入變壓器表。

線路負(fù)載率計(jì)算方法：

（1）修改線路表表結(jié)構(gòu)，增加所需計(jì)算域；

（2）線段兩個(gè)線端的最大電流值：

i_value = max（i_a_value， i_a_value）；

（3）線段的電流正常限：imax1；

（4）線段負(fù)載率：i_value / imax1；

（5）線段負(fù)載率寫(xiě)入線段表。

負(fù)荷負(fù)載率計(jì)算方法：

（1）修改負(fù)荷表表結(jié)構(gòu)，增加計(jì)算負(fù)載率所需要的域；

（2）負(fù)荷負(fù)載率：i_a_value / inom；

（3）負(fù)荷負(fù)載率寫(xiě)入負(fù)荷表。

3 結(jié)束語(yǔ)

集控中心是電網(wǎng)安全運(yùn)行的眼睛，對(duì)監(jiān)控信息的統(tǒng)計(jì)和分析進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效減輕監(jiān)控人員工作負(fù)擔(dān)，提高其工作效率，提高監(jiān)控中心管理效率，能使監(jiān)控人員快速準(zhǔn)確掌握設(shè)備運(yùn)行狀況，同時(shí)根據(jù)設(shè)備運(yùn)行信息快速做出設(shè)備故障的應(yīng)對(duì)措施，對(duì)集控中心有較大的使用推廣價(jià)值并產(chǎn)生較高的運(yùn)行效益。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭延海，張小白，錢玉妹，等.電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)安全約束調(diào)度的混合算法[J].電離系統(tǒng)自動(dòng)化，2005.