狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維新思路

封 雷

（中國電子科技集團公司第四十七研究所，沈陽110032）

1 引 言

隨著國家電網(wǎng)公司對輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的持續(xù)投入和不斷完善，當前已經(jīng)完成了在線監(jiān)測系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的標準編制和體系結(jié)構(gòu)的研究[1]，在線監(jiān)測系統(tǒng)的接入已經(jīng)初具規(guī)模。浙江和福建兩省也已經(jīng)初步完成了在線監(jiān)測系統(tǒng)的搭建，并形成了一整套的系統(tǒng)運維管理規(guī)程，同時成立了專門的運維團隊，負責輸變電設備在線監(jiān)測裝置及子系統(tǒng)的接入和日常維護。

由于各地市局和地區(qū)變電站智能化建設水平不同、發(fā)展階段差異較大，智能站和傳統(tǒng)站并存，前置子系統(tǒng)和一體化監(jiān)控系統(tǒng)并存，規(guī)范化的標準接入?yún)f(xié)議和私有化協(xié)議并存[2]，同時隨著技術(shù)的進步，人工智能、移動智能終端、大數(shù)據(jù)等技術(shù)和新的業(yè)務子系統(tǒng)的引入使得業(yè)務運行環(huán)境越來復雜，故障定位越來越慢。日常運維工作繁重，自動化水平不高，缺少自動化的工具和手段。信息化工作投入巨大，但信息孤島現(xiàn)象依舊嚴重，難以展現(xiàn)預期效果。因此，需要對狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)接入和運維技術(shù)的需求進行結(jié)構(gòu)化梳理，綜合考慮各影響因素，給出總體應對措施和解決辦法。

2 輸變電狀態(tài)監(jiān)測運維現(xiàn)狀

2.1 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

國網(wǎng)公司依照統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一部署的原則，在總部和網(wǎng)省側(cè)建立了“兩級部署、三級應用”的輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。通過各種傳感器、廣域網(wǎng)通信和信息處理技術(shù)，實現(xiàn)了各類輸變電設備運行狀態(tài)的實時感知、監(jiān)視預警、分析診斷和評估預測。其中輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的接入架構(gòu)如圖1 所示。

圖1 輸變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)接入架構(gòu)圖

變壓器監(jiān)測、GIS 局部放電監(jiān)測、容性設備監(jiān)測信息通過過程層網(wǎng)絡接入狀態(tài)接入控制器[3]，變壓器和GIS 等重要設備監(jiān)測數(shù)據(jù)采用IEC 61850 標準接口接入，容性設備監(jiān)測數(shù)據(jù)則通過標準化后的串行接口[4]完成數(shù)據(jù)接入。

在智能站，位于電力安全II 區(qū)的綜合應用服務器作為站內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯聚節(jié)點[5]，肩負著匯聚站內(nèi)變電設備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)、輔助控制數(shù)據(jù)、I 區(qū)變電設備保護測控等運行數(shù)據(jù)等信息的功能，一方面通過正反向隔離裝置通過III/IV 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機，將信息上送給狀態(tài)監(jiān)測主站，另一方面通過II 區(qū)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機將信息傳送給調(diào)控中心主站系統(tǒng)[6－7]。

輸電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通過無線信號將輸電線路微氣象、桿塔震動、桿塔傾斜、導地線威風振動、導線弧垂、導線溫度、覆冰、導線風偏、導地線舞動、金具溫度、絕緣子串風偏角、絕緣子泄露電流、遠程圖像及激活、搜索、心跳、控制數(shù)據(jù)等信息上送給CMA，CMA 經(jīng)過安全隔離平臺將信息接入狀態(tài)評價中心主站。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維的主要任務

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的運維主要承擔在線監(jiān)測裝置、監(jiān)測信息接入平臺和系統(tǒng)運行網(wǎng)絡的運行和維護。在日常維護中須密切關(guān)注監(jiān)測裝置軟硬件的運行狀態(tài)，第一時間消除裝置軟硬件故障，同時實時監(jiān)視監(jiān)測信息接入平臺服務器集群的系統(tǒng)運行狀態(tài)和各級網(wǎng)絡的狀態(tài)，根據(jù)故障分析結(jié)果制定系統(tǒng)及裝置消缺計劃，確保狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確、可靠[8－9]。當前系統(tǒng)自動化程度不高，部分環(huán)節(jié)仍需人工或半自動化完成，缺乏總體機制，運維人員仍存在“被動響應、疲于救火”的服務模式，總體運維效率亟需提升。

3 對策和建議

首先，應確保運維團隊人員結(jié)構(gòu)的合理性。比如，運維團隊主要可由現(xiàn)場施工工人、信息系統(tǒng)IT維護工程師、平臺開發(fā)升級及消缺人員和輸變電業(yè)務骨干組成。

其次，應明確服務主體單位責任，優(yōu)化運維管理流程。運維過程中各主要角色的職責劃分和狀態(tài)檢修處理流程如圖2 所示。

要完整解決狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的運維和管理問題，將團隊從機械重復的手工半自動化運維中解放出來，需要采用信息化手段對系統(tǒng)運行網(wǎng)絡、服務器機房、信息接入平臺、在線監(jiān)測裝置及供應商進行統(tǒng)一監(jiān)控和管理，對各監(jiān)測接入子系統(tǒng)、輸變電在線監(jiān)測裝置的配置服務，接入平臺的維護服務，在線監(jiān)測裝置的消缺服務，網(wǎng)絡安全和穩(wěn)定運行等各服務環(huán)節(jié)的業(yè)務進行結(jié)構(gòu)化梳理，形成狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維管理業(yè)務體系。將接入和運維基礎數(shù)據(jù)統(tǒng)計、運維計劃安排、變電站工作票開具、在線監(jiān)測運維所需配件及相關(guān)物資管理、業(yè)務目標完成情況匯報、工作量統(tǒng)計等流程化和重復度高的工作剝離成獨立的運維業(yè)務模塊和子系統(tǒng)。

系統(tǒng)和監(jiān)測參量告警、故障定位及處理、監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確和可靠是狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維的核心業(yè)務環(huán)節(jié)，是運維團隊工作的重點[10－11]。隨著各種異構(gòu)子系統(tǒng)的接入，運維過程中還需要詳細記錄各接入環(huán)節(jié)的運行日志。重點接口包括輸電和變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的核心接入接口，如圖3、圖4 所示。

圖4 變電設備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)核心接入接口

應對其協(xié)議進行跟蹤，建立起對各環(huán)節(jié)故障監(jiān)控的以畫面彈窗告警、郵件告警和短信告警相結(jié)合的立體化故障告警自動觸發(fā)和問題初步定位服務?？焖賳討鳖A案并制定故障處理計劃來解決系統(tǒng)故障。監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性和可靠性目標通過入網(wǎng)檢測、物資抽檢以及離在線數(shù)據(jù)比對等管理手段達成。

對運維現(xiàn)場的技術(shù)監(jiān)督和管控是保證運維工作質(zhì)量的關(guān)鍵，對運維檢修施工現(xiàn)場全面采用移動作業(yè)終端，實時記錄現(xiàn)場裝置缺陷，提供故障點的視頻、圖片，并對運維人員的巡視和現(xiàn)場操作的過程形成熱點圖進行集中報送和統(tǒng)計；將工作成果計入績效激勵管理平臺。為每個變電站進行運維工作任務歸檔，對站內(nèi)裝置獨立建立運維跟蹤樹，為運維決策提供歷史信息查詢圖譜。

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)接入率和實時在線率是對系統(tǒng)運維工作成效的最直觀評價，搭建接入率和準確率服務平臺，在運維工作站和智能終端的展示界面隨時查看接入和運維目標的達成效果，實時監(jiān)控和督導運維工作。

4 結(jié)束語

提高狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維的自動化程度和運維效率，對一次設備安全穩(wěn)定運行和堅強智能電網(wǎng)建設具有重要意義，利用互聯(lián)網(wǎng)和軟件優(yōu)勢實現(xiàn)運維流程的智能化，能更好地為電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供服務。目前，這一思路已在遼寧省電力公司的狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)運維工作中逐漸展現(xiàn)出運維效率的優(yōu)勢，同時也是將互聯(lián)網(wǎng)思維與電力系統(tǒng)一次設備運維融合的一次嘗試。未來還將嘗試將更多智能化手段應用到運維工作中，進一步提升電網(wǎng)的智能化運行水平。