500 kV变电站集中监控运行的实践

黄立超，谷 炜

（国网浙江省电力公司，杭州 310007）

500 kV变电站集中监控运行的实践

黄立超，谷 炜

（国网浙江省电力公司，杭州 310007）

随着浙江电网规模的不断扩大以及设备智能化，对500 kV变电站实行集中监控成为变电运行的主要运行模式。对集中监控系统和运行管理模式进行了分析总结，根据浙江省调“调控一体化”模式的实际运行情况，探讨了AVC控制、信号过滤与延时、告警抑制、稳态限额监视等方面的优化运行措施。

500 kV变电站；集中监控；运行

随着浙江电网规模越来越大，电力系统管理体制的不断改革，传统的生产技术和管理手段已无法适应新形势，因此建设智能电网集中监控系统，对变电站进行集中监控、集中管理，不仅可以有效地减少值班人员，达到减员增效的目的，还可以有效提高工作效率，从而提高电力企业的经济效益。

国网浙江省电力公司通过“三集五大”体系建设，变电站设备的综合智能化改造，将220 kV电网调度业务与500 kV变电设备集中监控业务融入国网浙江省电力公司电力调度控制中心（简称浙江省调，以下类推）智能电网调度技术支持系统，成功实行了“调控中心+运维站”运行模式。

1 智能电网调度支持系统概况

1.1 系统界面

浙江省调智能电网调度技术支持系统D5000立足于服务大电网安全运行，具有数据传输网络化、运行监视全景化、调度决策精益化、运行控制自动化、源网协调最优化等特点，采用通信、数据库、AGC（自动发电控制）、电压无功自动控制等技术，实现对浙江省内220 kV及以上电网的调度监控运行管理，具有主调、备调4个通道2套完全相同的系统，应急情况下随时作为备用。

系统配置了实时综合智能告警界面，拥有多个职责清晰、功能明确的模块画面：变电站导航、无功电压监视、500 kV AVC（自动电压控制）监视、光字牌抑制一览表、遥信抑制一览表、不可控容抗器、设备挂牌一览表、稳定限额、主变运行监视、接地闸刀合闸一览表、消防等模块。将监控信息划分为事故、异常、越限、变位、告知5类信号，省调监控员对前4类信号进行实时监视、分析处理，告知类信号由现场运维人员定期进行分析、判断、处理。智能电网调度支持系统界面如图1所示。

1.2 实现集中监控

500 kV变电站原1套监控系统用于1个变电站的设备监控，通过电缆或光纤，点对点方式对信号进行采集，在智能告警窗内以光字、报文形式显示设备运行状况。个别未进行综合智能化改造的变电站或部分间隔，仍以光字牌形式显示报警。

而地区级500 kV监控中心对所辖几座500 kV变电站实行集中监控，只是将每个变电站数据终端集中，电脑屏幕多，操作繁琐复杂，速率慢，技术层面相比于变电站监控系统没有明显进步，反而存在安全隐患。

智能电网调度支持系统从现场测控装置采集硬接点信号，并对信号进行处理，合并成归并信号，通过2台远动机上传至省调端，每台远动机都有主备两通道。上送信号的合并处理，如：“凤仪变 仪致4330线开关保护装置故障”对应“仪致4330_CSI101A装置故障、仪致4330_CSI101A装置直流消失”2个信号。

智能电网调度支持系统通过对实时态综合智能告警窗，有效地监控现场设备的事故、异常、越限、变位信息，成功实现对浙江省内36个500 kV变电站的集中监控，其中19个500 kV变电站实行无人值守，其他站少人值守。浙江省调监控员人数仅为原有模式下现场运行人员的1/24，大大减少了运行人员的数量，促进了人力资源的充分利用。

1.3 断路器远方遥控操作

浙江省调负责断路器常态化远方操作，负责500 kV与220 kV线路断路器运行与热备用之间的倒闸操作：解环、合环、充电。同时也担负着遥控操作电抗器、电容器以调节主网母线电压的职责。

调控中心实施远方操作必须采取防误措施，严格执行模拟预演、唱票、复诵、监护、录音等要求，确保操作正确。操作时两人都需要输入用户名和密码，一人操作，一人监护，较为重要的操作或者事故紧急处理时，由正值监控员操作，监控值长监护。

2 调控中心集中监控管理模式

2.1 监控职责划分

华东网调负责500 kV变电站调度运行专业管理，负责直接调度管辖站内500 kV升压站一、二次设备、主变及其三侧间隔、主变低压侧母线及电容和电抗器。

省调负责受控500 kV变电站的运行集中监控，负责直接调度管辖站内220 kV母线、非送终端系统的出线间隔的一、二次设备。

220 kV变电站送终端系统的出线间隔一、二次设备由相应地调调度管辖，变电站内外来所用电系统由相应地调或县调调度管辖。

检修分公司负责500 kV变电站运行业务、设备计划检修管理、工厂化检修业务和部分带电检测工作。重要及以上缺陷消缺、事故处理、先期应急处置，设备油化、电测类的取样和检测，专业化巡视等工作。

2.2 省调监控的主要工作

图1 智能电网调度支持系统界面

省调监控主要工作有：

（1）省内500 kV变电站变电设备运行集中监控，受控站的运行方式、设备运行状态的确认及监视工作，输变电设备状态在线监测与分析。

（2）全省变电站集中监控运行专业的归口管理，输变电设备状态在线监测与分析的运行业务管理。

（3）依照有关单位及部门下达的监视参数进行运行限额监视。按规定接受、转发、执行各级调度的调度指令，正确完成受控站的遥控、遥调等操作。

（4）电网无功电压调整，当自动调节装置异常时应及时通过远方遥控投切电容器组、并联电抗器和调整主变压器分接头等方式人工干预。

（5）负责与各级调度、变电运维人员之间的业务联系。发现设备异常及故障情况应及时向相关调度汇报，并通知变电运维人员到变电站进行异常及事故处理，属于调度管辖的设备按调度指令进行异常及事故处理。

（6）所辖无人值班受控站消防总告警信号和主变消防系统总告警信号的监视，发现异常及故障情况及时通知变电运维人员检查处理。

（7）对监控主站系统监控信息、画面、功能进行验收；参与受控站新建、扩建、改造及设备检修后上传至监控主站系统“四遥”功能的验收工作及有关生产准备工作。按规定完成各类报表的编制上报工作。

2.3 省调监控与原有变电运行的主要差异

（1）原有变电运行包含了变电设备巡视工作，集中监控不包含；而集中监控包含了部分线路的在线监控，原有变电运行不包含。

（2）原有变电运行只能接收并响应所在变电站内的告警信号，而现有集中监控对全省500 kV变电站的上传信号都要做出判断和响应。

（3）原有变电监控的监控信息包括了站内所有告警信息，而集中监控对信息进行了兼并，全面掌握各受控站的运行方式、设备状态、异常信号、主设备的负载、电压水平、故障处理进程及重要保电等情况，主要包括事故、异常、越限、变位信息。

3 调控中心运行监控的优化

3.1 500 kV电压实现AVC控制

智能电网调度支持系统对全省36个500 kV变电站的电容和电抗器进行AVC自动控制，根据华东电力调控分中心每季度颁布的电压曲线对500 kV母线电压进行自动监视与调节。监控员还可以进行整站或者单个容抗器的投退控制，以方便特殊情况下的快速准确操作。

AVC自动控制的优点是：从全网的角度快速进行电压调节，可以使监控员不必再花大量的时间进行电压调节工作，更加专注监屏信号；面对负荷特性的不断变化、母线电压的不停波动，投切次数受到限制，每天投切次数上限一般为4～6次，达到上限自动闭锁以保证设备的安全。缺点是：当网省调调度对地区电压有特殊要求时，需要监控员远方遥控操作电容和电抗器，并设置为不可控。例如：夜间0∶00—08∶00新安江水电站输出线路电压过低，网调调度往往会要求监控员将500 kV富阳变AVC设置不可控，并且手动投入所有电容器。此外，系统还会自动识别监控员手动投切电容和电抗器的操作，手动操作后，该电容或电抗器将被闭锁30 min。

3.2 信息过滤与告警延时

由于接入集中监控系统的变电站数量多，信号数量繁杂，必须采用相关技术手段进行信号整治与过滤措施，保证上窗信号的质量。主要采取如下措施：

（1）5 min内动作复归的信号，不上报警窗；动作超过5 min不复归，上送至报警窗。

（2）5 min内连续动作3次的信息，上报1条信号“XX信号频繁告警”。

（3）特别重要的信号，不论时间长短，一律上送，如“XX线路保护异常”。

通过监控系统综合信息整治工作的持续开展和不懈努力，剔除了大量的赘余信息，提高了信息的准确性，促进了集中监控运行的安全性、高效性。

3.3 告警抑制

春秋季电网检修高峰期，大量变电设备需要检修，检修试验信号很多，如果不采取措施，检修工作引起的信号都上送至省调监控实时态综合智能告警界面，引起信号刷屏，容易导致信号漏监，严重影响监控员的正常工作，因此开发了告警抑制功能，设备检修试验工作时可以对断路器、线路、主变进行间隔告警抑制。

断路器、线路或主变设备不停电修试工作产生大量试验信号时，监控员应立即进行间隔告警抑制，同时将该试验间隔的监控权限下放现场，待工作结束后，双方确认无异常信号且设备正常运行后方可收回监控权限。修试工作或远动机重启等引起大量刷屏时，对变电站进行整站告警抑制，同时以录音电话形式将监控权限下放现场。

3.4 二次设备在线分析与监视

当电网发生事故跳闸，智能电网调度支持系统会第一时间在“二次设备在线分析与监视”模块中形成相应的电网故障报告。监控员在告警窗搜集故障时间、故障设备、开关变位信息、保护动作信息之外，还可以通过该模块调阅电网故障报告，快速准确地判定厂站、故障设备、故障相别以及故障电流，阅览故障录波图。提高了监控员对故障的判断以及15 min内向相应调度作初步及详细汇报的准确性，为少人值守、无人值守提供了不可或缺的技术支撑，同时也为调度员下达试送线路的调度指令、监控员执行线路远方试送操作提供了保障。

3.5 浙江电网稳定限额集中监视

浙江省调集中监控系统设有“限额监视”模块，分为正常方式、检修方式和临时检修方式下的限额监控。正常方式的稳定限额，是指在电网正常运行时线路、变压器不超过其额定负载和暂态、动态稳定极限，及任一元件（包括母线）发生N-1事故时不引起电网上其他设备超过短时过负荷能力的最大潮流。检修方式的断面稳定限额，是因电网某一元件检修而产生的相关稳定限额，包括该元件故障情况。临时检修方式的断面稳定限额是因临时方式产生的稳定限额，比如临时检修、新设备启动等。

在稳定限额库中对设备的潮流送端进行了定义，若潮流方向为送端至受端，则该支路潮流为正，反之为负。稳定限额的监视设置采用蓝、黄、橙、红四级警戒线。将稳定限额值的90%定义为蓝色警戒线（又称重载线）；限额值的95%定义为黄色警戒线；限额值的98%定义为橙色警戒线；限额值的100%定义为红色警戒线。

断面稳定限额包括断面名称、断面实际值、断面类型、断面限额、差值、监控设备、运行方式描述等属性。若某断面潮流达到稳定限额值的90%，将随即转入越限监视设备栏中，监控员通过该红色方框栏内监视即将越限或者已经越限断面潮流信息。当某断面超过限额值的100%时，该断面越限信息在越限监视设备栏中会呈现红色，并且会在综合智能告警窗内报出越限报文并发出告警声提示监控员，报文如“窑王5432+瓶和5411双线278万越四级限270万”，且颜色为红色。

此外，浙江省调集中监控不仅解决了以往单一500 kV变电站内无法实现2个及以上设备叠加限额监视的困难，还可以实现不同变电站的多条线路或者多台主变的组合限额的制作、监视、报警，从技术上实现了全网重要断面稳定限额的集约化监视。

4 结语

完善的系统支撑和创新的监控手段使浙江省调实现全省500 kV变电设备集中监控，通过2年多的成功运行，期间经受了2013年初大面积雨雪和夏季的特大台风灾害的考验，完成各项保供电任务，实现了全省19个500 kV变电站的无人值守，达到了减员增效的目的，产生了良好的经济效益和社会效益。

[1]浙江电力调度通信中心.电力调度员上岗培训教程[M].北京：中国电力出版社，2011.

[2]冯华.现代电网变电运行管理模式探析[J].浙江电力，2009，28（3）∶24-27.

[3]顾建，王志亮，王金岩.智能变电站监控系统的测试与联调[J].浙江电力，2014，33（9）∶62-64.

（本文编辑：杨 勇）

Practice of Centralized Monitoring Operation of 500 kV Substation

HUANG Lichao，GU Wei
（State Grid Zhejiang Electric Power Company，Hangzhou 310007，China）

With the continuous scale expansion of Zhejiang power grid and intelligentization of devices，centralized monitoring has become the main operation mode of 500 kV substation.Based on the practical operation of"dispatching and control integration"in Zhejiang Electric Power Dispatching and Control Center，this paper analyzes and summarizes the centralized monitoring system and its operation management mode，and it also discusses operation optimization measures for AVC control，signal filtering and lag，alarm suppression，steady state limitation monitoring，etc.

500 kV substation；centralized monitoring；operation

TM732

B

1007-1881（2015）05-0032-04

2014-11-10

黄立超（1987），男，助理工程师，从事电力系统调控运行工作。