田維文 黃怡飛 游鑫

摘 要：對電力監(jiān)控系統(tǒng)告警信息進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)視是變電站、換流站、監(jiān)控中心的基本工作，傳統(tǒng)逐條羅列告警信息的方式已不能滿足監(jiān)控中心對多個變電站和大量變電設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視的要求?，F(xiàn)針對當(dāng)前運(yùn)行監(jiān)視現(xiàn)狀及存在的問題，優(yōu)化了告警窗形式、監(jiān)控畫面及光字牌顯示，提出了5個方面的改進(jìn)措施，可以大大提升監(jiān)視效率，防止告警信息漏監(jiān)視。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng);告警信息;告警信號

0 ? ?引言

電力監(jiān)控系統(tǒng)作為變電站、換流站的運(yùn)行狀態(tài)的人機(jī)交互界面，提供了電力設(shè)備的運(yùn)行信息和異常信息，監(jiān)控人員可以通過告警信息及時掌握設(shè)備異常狀態(tài)，并作出及時的處置。從最開始的對掉牌、光字牌進(jìn)行監(jiān)視發(fā)展到通過計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)羅列告警信息和模擬光字牌進(jìn)行監(jiān)視，目的始終是讓監(jiān)控人員知道設(shè)備發(fā)生的異常情況[1-3]。計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)也由傳統(tǒng)的逐條羅列告警信息方式向更加人性化和智能化歸類告警發(fā)展。如何更加人性化地監(jiān)視告警信息，提升監(jiān)視效率即是本文研究的內(nèi)容。

1 ? ?運(yùn)行監(jiān)視現(xiàn)狀及存在問題

傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)人機(jī)交互界面不友好、開放性差，運(yùn)行監(jiān)視僅依靠兩個方面的措施：一是通過圖形界面顯示電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和光字牌展示異常情況;二是通過告警窗按時間順序羅列告警信息，一般將一個告警窗分為兩個告警信息欄，其中一個是未確認(rèn)信息欄，另一個是所有告警欄[4]。傳統(tǒng)模式在單個變電站情況下還能滿足監(jiān)視要求，但在監(jiān)控中心模式下，變電站數(shù)量和設(shè)備數(shù)量大大增加，傳統(tǒng)模式已不能實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)視，存在告警信號歸類不清晰、告警窗格式單一且信號展示不全面、檢修設(shè)備試驗(yàn)過程發(fā)生告警信息造成干擾等問題。

1.1 ? ?告警信號歸類不清晰，不能準(zhǔn)確反映異常緊急情況

在傳統(tǒng)電力監(jiān)控系統(tǒng)告警信息中，發(fā)出信號后告警窗顯示為紅色，并伴有急促刺耳的事故音響的為事故信號;發(fā)出信號后告警窗顯示為黃色或白色，發(fā)出較為緩和的提示音響的均為異常信號。但一些正常運(yùn)行狀態(tài)的切換，如變壓器冷卻器的自動運(yùn)轉(zhuǎn)等信號均與異常信號使用同樣的告警方式，顯然不足以表示其緊急程度，將此類非異常狀態(tài)的告警信息歸類為告知信號。因此，告知信號在告警窗采用另一種顏色，告警音響采用悅耳的音響，便于監(jiān)控人員了解情況，且無須進(jìn)行處置。

1.2 ? ?告警窗格式單一，信號展示不全面，容易遺漏信號

傳統(tǒng)告警窗一般設(shè)置兩個告警信息分欄，第一個分欄作為未確認(rèn)告警信號的展示;第二個分欄作為所有告警展示，一般在此欄還會設(shè)置多個標(biāo)簽頁，例如保護(hù)動作、通道狀態(tài)、系統(tǒng)信息等。在正常監(jiān)視過程中，當(dāng)信息量較少時可以清晰分析異常情況，但當(dāng)發(fā)生事故時大量信息同時發(fā)出，需要關(guān)注的保護(hù)動作信號需要單獨(dú)切換至標(biāo)簽頁查看，或在所有告警里逐條查找，容易造成視覺疲勞，從而影響處理效率，甚至遺漏關(guān)鍵信息導(dǎo)致事故處置不當(dāng)。

1.3 ? ?檢修設(shè)備試驗(yàn)過程發(fā)生告警信息造成干擾

電力設(shè)備定期試驗(yàn)是保證其安全運(yùn)行的基本要求，試驗(yàn)過程中必然伴隨相應(yīng)的告警信息，傳統(tǒng)告警窗容易受到試驗(yàn)信號干擾。當(dāng)真正的設(shè)備異常信號夾雜在試驗(yàn)信號中時容易被遺漏，從而導(dǎo)致設(shè)備持續(xù)異常運(yùn)行，引起事故。近幾年，網(wǎng)內(nèi)發(fā)生過多起大量試驗(yàn)信號干擾導(dǎo)致監(jiān)控人員遺漏關(guān)鍵告警信息的事件。

1.4 ? ?對當(dāng)前異常信號展示分析不足

傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)對當(dāng)前異常信號的統(tǒng)計(jì)分析不足，對于某個設(shè)備的異常情況只有在此設(shè)備監(jiān)視界面查看光字牌信息才能找到，對于全站設(shè)備的異常只能逐個設(shè)備去查看，效率低下。

2 ? ?技術(shù)措施

針對以上問題，對告警窗形式、監(jiān)控畫面及光字牌顯示進(jìn)行了優(yōu)化，提出5個方面的改進(jìn)措施：告警窗優(yōu)化、光字牌分級分類、異常告警信息集中展示及變化管理、遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視優(yōu)化以及分級屏蔽試驗(yàn)信號。

2.1 ? ?告警窗優(yōu)化

傳統(tǒng)告警窗的兩個分欄展示信息量不大，不能直觀展示設(shè)備全部告警信息，可以考慮增加分欄，但受屏幕大小影響，分欄不是越多越好。根據(jù)南方電網(wǎng)告警信息設(shè)置規(guī)范，將監(jiān)控系統(tǒng)告警信息分為一級事故信號、二級異常信號、三級越限信號、四級變位信號、五級告知信號，結(jié)合告警信息分類方法分為五欄最為有效，第一欄為事故信號欄，設(shè)置未確認(rèn)事故信號和已確認(rèn)事故信號兩個標(biāo)簽頁，監(jiān)視時使用未確認(rèn)標(biāo)簽頁，查詢時再使用已確認(rèn)標(biāo)簽頁;第二欄為異常信號欄，第三欄為越限信號欄，第四欄為變位及告知信號欄，同樣設(shè)置未確認(rèn)和已確認(rèn)兩個標(biāo)簽頁，監(jiān)視時使用未確認(rèn)標(biāo)簽頁，查詢時再使用已確認(rèn)標(biāo)簽頁;第五欄為所有告警欄，此欄可以設(shè)置多個標(biāo)簽頁，如“所有告警” “未復(fù)歸” “遙控信息” “通信狀態(tài)” “維護(hù)信息”等。所有告警標(biāo)簽頁將所有告警信息進(jìn)行匯總，并按照時間順序排列，便于分析告警信息的動作順序，平常監(jiān)視保持在所有告警標(biāo)簽頁。

告警窗的5個分欄可以清晰地將告警信息進(jìn)行分類展示，當(dāng)發(fā)生事故時先查看事故信號欄分析保護(hù)動作情況，再查看異常信號欄確認(rèn)設(shè)備是否存在異常，直觀、高效地進(jìn)行告警信息監(jiān)視和分析，大大提升事故處理效率。

2.2 ? ?光字牌分級分類

傳統(tǒng)光字牌通過平鋪的形式展示，不能區(qū)分關(guān)鍵程度，且對光字牌統(tǒng)計(jì)分析不足。結(jié)合告警信息分類的方法，將光字牌分為四類并集中展示于一個監(jiān)視畫面，且使用不同顏色進(jìn)行區(qū)分。第一類為事故信號光字牌，該類使用醒目的紅色;第二類為異常信號光字牌，使用黃色;第三類為告知信號，使用綠色;第四類為常發(fā)告知信號，同樣使用綠色。設(shè)置第四類的目的在于將點(diǎn)亮的告知信號光字牌和不亮的告知信號光字牌整體區(qū)分，便于監(jiān)控人員直觀掌握設(shè)備運(yùn)行情況，比如主變冷卻器運(yùn)行等狀態(tài)信息和切換信息的光字牌在設(shè)備正常時是持續(xù)點(diǎn)亮的，但如果一些點(diǎn)亮，一些不亮，就需要監(jiān)控人員分析判斷，會降低監(jiān)視效率。常發(fā)告知信號歸為一類，顯示為全部點(diǎn)亮狀態(tài)，當(dāng)不亮?xí)r也可以明顯監(jiān)視到設(shè)備變化。四類光字牌均設(shè)置按照光字牌是否點(diǎn)亮進(jìn)行排序，點(diǎn)亮的光字牌自動排在最前，省去監(jiān)控人員翻頁的時間，更能防止遺漏。

在光字牌的展示方面進(jìn)行了3個層面的劃分，第一級為間隔內(nèi)設(shè)備具體光字牌信息，即上述的四類光字牌在一個監(jiān)視畫面展示;第二級為站級合成展示，本級是將第一級間隔內(nèi)所有事故信號光字牌和異常信號光字牌是否點(diǎn)亮合成為該間隔的統(tǒng)一光字牌，當(dāng)其點(diǎn)亮?xí)r表示該間隔有光字牌點(diǎn)亮，該光字牌可鏈接至間隔的光字牌畫面，多個設(shè)備間隔光字牌形成一個站級光字牌監(jiān)視畫面;第三級為集控中心級合成展示，本級直接顯示各個站點(diǎn)有多少個事故信號光字牌和異常信號光字牌點(diǎn)亮，本級關(guān)注的不再是光字牌是否點(diǎn)亮，因?yàn)橐粋€站點(diǎn)極少情況沒有任何一個異常告警，管控的是各站點(diǎn)當(dāng)前的異?？偭俊?/p>

2.3 ? ?異常告警信息集中展示及變化管理

異常告警信息集中展示是指將當(dāng)前發(fā)生的事故信號及異常信號按照變電站名字和告警時間進(jìn)行列表，直觀展示變電站內(nèi)發(fā)生的異常情況。

變化管理是指對告警信息進(jìn)行次數(shù)統(tǒng)計(jì)分析和文本標(biāo)注，包含今日、本周、本月、本年告警次數(shù)統(tǒng)計(jì)，且具備達(dá)到設(shè)定動作次數(shù)后自動告警功能，比如斷路器油泵當(dāng)日啟動次數(shù)超過規(guī)定次數(shù)后告警，及時監(jiān)視頻繁打壓的情況。文本標(biāo)注是指監(jiān)控人員對告警信息進(jìn)行備注的功能，比如對該異常信號的詳細(xì)講解和處置方法等。

2.4 ? ?遙測數(shù)據(jù)監(jiān)視優(yōu)化

關(guān)鍵遙測數(shù)據(jù)通過制作8 h數(shù)據(jù)曲線趨勢進(jìn)行對比，并定時查看曲線趨勢，分析是否發(fā)生數(shù)據(jù)突變，以便及時發(fā)現(xiàn)因現(xiàn)場端子松動等原因?qū)е碌臏y量回路故障。重要遙測數(shù)據(jù)設(shè)置越限告警、跳變告警、不變告警功能，對于有無功補(bǔ)償設(shè)備的母線，電壓監(jiān)視在不同時間段有不同限值，母線電壓越限功能應(yīng)該設(shè)置不同時段限值功能。對電流數(shù)據(jù)設(shè)置跳變功能時應(yīng)考慮負(fù)荷變化的影響，特別是在負(fù)荷電流接近零時，可合理設(shè)置跳變百分比和跳變值以及告警延時來減少對監(jiān)視的干擾。不平衡告警的新方法，針對三相電流、電壓正常運(yùn)行時偏差不會太大，使用不平衡限值和不平衡百分比來反映不平衡情況。不平衡限值是指任意一相減去另外兩相其中一相的絕對值，不平衡百分比是指任意一相減去另外兩相其中一相的絕對值與該相的比值。該項(xiàng)告警也可以輔助分析出某相斷線或短路的情況。

2.5 ? ?分級屏蔽試驗(yàn)信號

為在設(shè)備檢修期間有效屏蔽試驗(yàn)信號，減少其對正常運(yùn)行監(jiān)視的干擾，本文提出三級信號屏蔽方案。一級為單個告警信息屏蔽，對單個頻繁動作的告警信息進(jìn)行屏蔽;二級為單個間隔設(shè)備告警信息屏蔽，對該間隔一、二次設(shè)備告警信息進(jìn)行屏蔽;三級為關(guān)聯(lián)間隔告警信息屏蔽，關(guān)聯(lián)間隔是指同時停電的相鄰間隔，比如變壓器停電，變壓器間隔與三側(cè)斷路器間隔屬于關(guān)聯(lián)間隔，又如3/2接線線路停電，線路間隔、高抗間隔、邊斷路器、中間斷路器屬于關(guān)聯(lián)間隔。在屏蔽關(guān)聯(lián)間隔告警信息時，同時屏蔽一、二次設(shè)備告警信息。三級屏蔽方案在屏蔽信息時，試驗(yàn)發(fā)生的告警信息不提示告警音響，不進(jìn)入告警窗，但能在歷史數(shù)據(jù)中檢索到。

3 ? ?結(jié)語

綜上所述，本文基于傳統(tǒng)的電力監(jiān)控系統(tǒng)顯示現(xiàn)狀，提出了提高告警信息監(jiān)視效率的措施。通過以上防漏監(jiān)視的措施和方法，可以大大提升電力監(jiān)控系統(tǒng)的人性化和智能化水平，提高監(jiān)控人員的監(jiān)視效率，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，也為今后的智能化監(jiān)視研究提供了一些思路。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 張志強(qiáng)，黃佳胤，羅琨.電網(wǎng)智能運(yùn)維管理系統(tǒng)[J].云南電力技術(shù)，2018，46（4）：19-22.

[2] 郭抒然，凌芝.新一代電力監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全管理平臺建設(shè)及告警分析[J].中國新通信，2018，20（17）：149-150.

[3] 黃滌.電力通信網(wǎng)告警相關(guān)性分析模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2013.

[4] 徐家慧，張昊，肖林朋，等.基于GRU神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)告警信息分類研究[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2019，47（6）：1405-1408.

收稿日期：2020-12-17

作者簡介：田維文（1985—），男，貴州貴陽人，工程師，從事監(jiān)控中心運(yùn)行工作。