监控中心智能监控系统的功能研究和探讨

王莉萍，金红华，莫莉晖

（绍兴电力局，浙江 绍兴 312000）

0 引言

根据国家电网公司和浙江省电力公司“十二五”科技发展规划，以及面向智能电网的发展目标，电网“监控中心+操作站”的无人值班变电站管理模式将成为未来电网管理发展的主流模式。

随着这种管理模式的深入，越来越多的变电站信号将上送至监控中心，由监控中心统一监盘、统一管理。而传统意义上的变电站监控系统已不能满足监控中心多点、多面的要求，从而对监控系统的实用性、可操作性和准确性提出了更高的要求。

监控中心使用的监控系统与传统模式的最大差异就是智能化、人性化的提升，是变电站与监控中心之间的一道桥梁，将信号层层过滤、归纳、合并、总结，以更生动、更直观的形式展现在监控人员面前，用自动化筛选替代人员机械劳动，用自主分析替代预案、演习，使整个平台更加灵活和稳定。

对监控中心各项智能监控系统功能的研究和探讨，旨在进一步整理监控后台上送的信号，完善遥测、遥信提示的智能化和人性化功能，使之有利于日常工作及快速应对事故的发生，实现全方位实时监控，保证电网长期的安全稳定运行。

1 智能监控系统的意义

绍兴电力监控中心采用运行于UNIX平台上的东方电子DF8003C监控系统，利用计算机、网络通信、控制理论等现代科学技术，对变电站计算机监控系统及RTU的采集信息进行分层分流，实现了对多个所辖变电站的远方监视、分析和控制。但随着电网规模的不断扩大，监控中心所辖变电站也不断增加，电网运行方式变得更加复杂。而传统的SCADA系统仅能对所辖变电站的各类遥测、遥信信号按时间排序和实时报警，监盘人员要从大量信息中逐条提取有用数据，对缺陷和事故作出分析判断，海量数据的上送给监盘人员带来了严峻的考验，常常使人顾此失彼，导致遗漏信号或错误分析的情况出现。因此，迫切需要功能更为强大的人性化设计的新一代高效、简捷、稳定可靠的智能化监控系统，提高工作效率，有利于电网安全运行。因此，智能化监控系统的研究对发展电网监控业务、确保电网安全可靠运行具有非常重要的意义。

2 智能监控系统的特点

智能监控系统以较高的测量精度采集相对完整的电力系统运行数据和信息，利用计算机的高速计算功能和逻辑判断功能，完成对变电站设备和电网运行状态的监视、测量和控制任务，并进一步扩大监视的覆盖面和应用功能；使变电运行人员和系统调度员更好地把握安全控制、事故处理的主动性，减少或避免误操作、误判断，缩短事故停电时间，提高运行人员的工作效率和变电站安全稳定运行水平。

智能化监控系统通过智能告警和预警、故障后的智能分析、智能程序化操作、智能数据、信息统计分析等各项功能来提高监盘人员工作效率，使他们在不遗漏任何一条有用信息的同时又不被其他冗余信息干扰，加快正确分析、判断数据和处理异常事故的速度，提高整体工作效率。

智能监控系统不仅具有功能综合化、结构微机化、操作监视屏幕化等基本特点，还具有可视性强、运行管理智能化、报警处理人性化等核心功能，为电网的智能化发展奠定了良好的基础。

3 监控系统智能化改造实践

绍兴电力监控中心采用东方电子DF8003C的SCADA监控系统，管辖83座变电站。通过半年多的实际运行，发现存在许多不足与问题，如信号频繁动作刷屏、常亮告警信号过多导致管理困难、异常告警信号查询分析不方便、系统异常运行时不能自动报警、发生大型事故时上送信号太多导致判断和汇报延缓且易遗漏信号等，给监控工作造成很大困扰，增加了监盘的难度。

为此，在东方电子DF8003C SCADA平台上对监控系统进行智能化改造，从运行过程中存在的问题着手，抓住“智能”核心，在实现所有遥测、遥信实时报警的基础上，增加查询、分析、汇总、快速打印、事故推图、动态拓扑着色、事故操作、异常运行自动分析报警、告警信号处理参谋及帮助等功能，同时研究和探讨了对频繁报警信号刷屏、常亮告警信号、无用告警信号的处理对策。

改进后的智能监控系统将提供更加高效、简捷的监控人机界面，大幅提高对异常和事故工况的分析判断及处理能力，提高监盘质量与效率，有助于监控值班人员及时掌握电网异常状况、加快事故处理进程，确保电网安全可靠运行。

新的监控系统不仅具有原有监控系统的信号分级管理、过滤一般操作信号等功能，还能根据实际使用的情况，针对使用过程中出现的问题与不足，从实用性、可操作性、智能化、人性化等方面进行部分功能的改进与完善。

3.1 管理应用

3.1.1 进行信号合并

在实际工作中，往往会遇到某一信号频繁动作，刷屏2～3个页面（每个页面的信号有20～30条）甚至几十个页面，对以信号监控为主的监控人员来说，容易混淆视线、遗漏重要信息。

增加信号合并功能，可以将频繁动作的信号合并显示，即仅显示最新动作信号并统计动作次数，打开该信息就能显示各次具体时间。而且，最新动作信号仍处于最后的位置，从而使监控环境更加高效、简洁。

3.1.2 增加告警信号智能查询、汇总、打印功能

对实时报警系统的所有信号不仅能实时报警，还能提供丰富的查询、汇总、打印功能，为月度分析以及对某一类异常信号（以装置通信中断、开关机构打压异常为例）统计和作出正确判断提供了很好的证据，如查询告警信号历史的功能中通过选择时段，可以查找某时段内该信号的累计告警次数；模糊查找功能可以查找某信号或某间隔在某时段内的历史告警情况；利用打印功能可以打印故障时某时段或某站、某间隔的告警情况，以便快速汇报。

3.1.3 增加常亮告警信号注释功能

电网监控的集中化必然导致海量现场信号问题。以绍兴电力监控中心为例，目前常亮信号已达800多个，时间一长，对于前段时间已发信号的动作原因会渐渐淡忘。但如果有信号注释功能，当出现重要信号时，具有相应权限的监控人员可以将原因编辑在注释框内，当鼠标移到该信号上或用右键调用时就能自动显示该注释。注释与未注释信号可分类显示，当已注释信号复归时，注释图标可以闪烁提醒值班员信号变动情况，需再次手动复归，提示用户确认是否清空注释，而对经常动作复归的信号就不必进行注释。此项功能对于信号的定期复核尤显便利，只要按没有注释内容的常亮信号统计，就能立刻找到未经确认（现场定性）的信号，杜绝了信号被长期忽略的情况发生，对监控人员起到提醒作用。

3.1.4 增加专家推理及辅助决策模块

此功能专门用于较复杂的异常信号的处理。对于监控人员来说，有些信号较难掌握，或有特殊的原因（如几个信号共用某个量上送），或是有较复杂的逻辑动作（例如当T接线的线路保护动作时，对侧备自投的一系列逻辑动作），或是主变压器过载时调度紧急拉电线路顺序表等，此时可以通过专家推理数据库，选择信号进行专家推理，由系统自动提供原因分析及处理方案（单事件推理），而且能够对短时间内连续发生的、有内在关联的一组事件信息进行综合推理判断，给出原因及处理方案（多事件推理）；在事故跳闸的情况下，可以进行事故分析和推理，并生成事故推理简报。

此项功能可以作为系统内的标准化功能模块，对于提高异常事故处理能力和处理速度有较好的实际应用效果。

3.1.5 动态拓扑着色功能

动态拓扑着色功能是将每个设备当前的带电状况用不同颜色直观地显示在厂站接线图上。正常状态的设备显示电压等级色，当倒闸操作、遥信变位及事故变位时（预先设定）显示不同状态色，当系统遗漏信号或信号延时时，监控人员可直观地根据图形颜色了解整个电网的运行状态，正确判断是正常变位还是事故变位。

3.1.6 多种遥控方式

遥控方式分单机遥控和双机监护遥控，均为普通、单点遥控，即遥控操作执行时需选点、输入名称、遥控预置再遥控执行，遥控过程较复杂。

智能监控系统通过设计增加遥控方式，适应不同情况下的电网运行和操作需要。

其中，直接遥控只须选点、执行，而预置由软件自动完成，无需干预，对系统出现过负荷或因发电机故障出力不够造成系统频率降低时尤其必要；多点遥控是在画面上同时选中多点逐一控制，或按预定义的顺序连续执行或逐步执行多项遥控操作，即批处理遥控操作，对于事故快速处理、事故限电非常实用。

3.1.7 事故列表或推图

当有开关事故跳闸时自动推出事故画面列表，将所有跳闸的变电站及开关列表以醒目色字体闪烁显示并可直接打印，点击某条记录可以直接进入该跳闸开关的主接线图并可以“定位”，使监控人员能快速查看事故跳闸画面。或直接推出所有跳闸的变电站接线图画面，如遇大型事故涉及变电站较多时，事故画面列表清晰、一目了然。

3.2 遥信

增加异常信号的智能报警和特殊处理功能。此功能对主变压器并列运行时的不同档位等异常情况能自我报警。用特殊计算表进行定义，提供开放的逻辑公式运算功能，用于报警公式编辑，现场的开关量信号可使用与门和或门，对遥测量可使用加、减、乘、除运算处理。

准确、及时、不丢失变位信息是遥信处理的核心。针对目前系统正常变位和遥信误变位无区别的缺陷，设计针对变位的遥信特殊处理，如将非RTU上送（即非实测值）而是由前置系统判断形成的变位处理成特殊变位告警，以区别正常的变位；将因遥信抖动产生的变位处理成误遥信变位告警，以区别正常的变位。对开关事故变位以“事故总信号＋断路器分闸”来判定，以区别正常的开关分闸。

通过这些智能处理，使监控系统更简洁、高效，实用方便，有利于监盘质量的大幅度提高。

3.3 数据遥测

3.3.1 增加信号过滤功能，进行数据合理性检查

实现信号的过滤功能，利用过滤条件解决检修设备的保护试验信号上送问题，不影响正常监盘，使信号实现智能化上送。

数据合理性检查是剔除个别明显不合理数据的最简单的方法，可以保证后续数据处理的有效性。合理性检查主要是通过软件对每个模拟量信号预先设置有效值范围或与其他信号或定值的函数关系，如果采样值超出有效值范围或与事先设定的函数关系不匹配，该遥测值就会被当作无效数据剔除。

3.3.2 增加死数据监测功能

正常情况下，输入测控装置的大多数遥测量随时间的变化并不大，如母线电压及恒定负载等。重复传送这些变化极小的遥测数据意义不大，而且加重了两端测控装置和主机以及通信信道的负担。为了提高效率，降低装置运算负荷，必须压缩传送的数据量。为遥测量设置阈值，当遥测值的变化未超过规定值时就不再发送。通过遥测量越阈传送功能，有效压缩正常情况下的数据传输量，降低装置、主机和通道负荷。

但是，如果在监控后台的这些数据长期不刷新，均显示为浅绿色底面，即呈现死数据状态。曾经出现过某变电站内全站遥测量为死数据、但RTU正常的情况，此时就需就地重启远动机方可恢复正常。发生这种情况时，监控系统无任何告警信号，此时如果有线路越限或主变压器超负荷就无法及时发现。所以，可以在原来的基础上增加死数据监测功能：当检测到变电站内有3～4个遥测值长时间不刷新时就提示告警，及时提醒监盘人员查看，防止上述情况的发生。

4 结论

智能监控系统从传统的“面向测点”升级为“面向网络”，有利于系统实现更多的自动计算与分析功能，从而减少了大量的定义与维护工作量，提高了人力资源的利用率。通过简洁、直观的人机交互界面，清晰、明了的分栏显示，丰富的信息表示方式和多种便捷的操作，最大限度地满足监控值班员的操作、监控需要。强大的智能化功能不仅有效解决了监盘人员因信息量过多而引起遗漏告警信号的隐患，还将增强对异常和事故的反应能力，提高正确分析和处理的能力与速度，缩短停电时间，减少经济损失，将监控人员从低级、繁琐的工作中解放出来，为科学管理、经济调度提供理论依据和现代化手段。

[1] 朱寿岷.变电站综合自动化微机监控系统的设计与实现[D].兰州理工大学，2006.

[2] 徐华丽.变电站综合自动化中监控系统的研究[D].合肥工业大学，2004.

[3] 朱松林主编.变电站计算机监控系统及其应用[M].北京：中国电力出版社，2008.

[4] 朱松林，张劲，乐全明，等.变电站计算机监控系统运行维护[M].北京：中国电力出版社.2010.