江西电网在线故障智能告警应用实现

房金彦，姚诸香

（国网江西省电力公司，江西南昌 330077）

0 引言

当电网运行出现异常时，值班调度员需根据调度自动化系统提供的各种信息，及时发现、定位、消除威胁电网安全稳定运行的隐患，保证电网安全稳定运行[1]。但以往接入调控中心的SCADA、WAMS、保信等自动化系统相互独立，当电网发生故障时，调度员难以快速从各系统繁多的告警信息中对电网运行方式进行准确的判别，影响电网异常的及时处理。

江西省调在新建的D5000系统基础平台上，整合接入调控中心的SCADA、WAMS、保信等系统的告警信息，对各类告警信息进行挖掘、分析与整合，抽取出告警信息的根源以及关键信息并进行可视化展示，实现了电网事故的故障定位，缩短了调度员对电网异常判别时间，减轻了调度员工作强度，提高了调度员电网监视和故障处理的效率。

1 在线故障智能告警功能

江西电网在线故障智能告警利用调度侧的SOE信息、遥信变位、事故总信号、保护动作信号、PMU数据以及故障信息管理系统的故障录波数据，自动分析电网一、二次设备的运行、故障等告警信息，快速准确判断故障设备，实现电网故障的在线综合诊断[2]。利用分层化的图形、图表以及智能推出故障简报的方式直观将故障现象、故障厂站及故障相关联的潮流电压、电流突变情况展示，为故障性质的确定提供清晰的表述。在线故障智能告警还可以实现故障次数的自动统计及上下级调度故障信息的互推，为设备维护及相关调度第一时间掌握电网运行情况提供参考。

2 在线故障诊断数据来源

电网发生故障时，故障设备的稳态、动态和暂态信息量会发生变化，通过故障设备多态告警信息可以全面、准确反映电网故障[3]。但在以前江西备调D5000系统建设的在线故障诊断只采用电网运行稳态监控系统的稳态数据，未考虑动态和暂态数据，对于事故的判断缺乏全面性和准确性。为保证在线故障诊断的准确性和全面性，新建设的主调D5000系统增加了电网故障时来自于动态监视与分析系统的动态数据、二次设备在线监视与分析系统的暂态数据，数据来源如图1所示。

图1 在线故障告警稳态、动态、暂态数据来源

2.1 稳态数据源

电网在线故障诊断稳态数据取自于电网运行稳态监控系统的开关遥信变位、SOE（包括开关的SOE和硬节点保护动作信号）及电压、电流数据。通过综合利用SCADA系统提供的开关遥信变位、SOE及事故总，以及保护动作等电网故障前后的各种动作信息，在电网发生故障时，对故障进行判断，并在第一时间给出故障诊断结果信息。

2.2 动态数据源

电网在线故障诊断动态数据源来自于WAMS系统的相电压、相电流数据，通过利用相电压、电流的突变特征信息可以判别出故障相，进而更准确地判别出重合闸、线路无故障跳闸等故障，弥补稳态数据无法判断开关误动的不足。

2.3 暂态数据源

电网在线故障诊断暂态数据源来自于二次设备在线监视与分析功能的故障测距、故障相位和故障性质等故障录波信息。通过故障设备（线路、母线、变压器）的电压、电流及开关量的分析，可以获得短路点电流大小、故障测距及开关拒动信息。

当基于稳态、动态、暂态数据判断出设备故障时就推出画面告警，以故障简报给出故障设备、故障类型、故障相、重合闸、测距等故障信息。

3 在线故障告警展示

在电网设备故障发生后，为使调度运行人员能够清晰便捷地掌控电网中的各类告警信息，在线故障智能告警通过图形化的方式将电网发生故障情况下的故障信息展示，如图2所示。

图2 在线故障告警推图界面

设备故障发生后，故障告警展示主题分为3个部分，左侧为故障分析信息层次树，中部为故障设备附件电网潮流图，右侧为多主题展示窗口。

3.1 故障设备直观展示

在电网潮流图上，故障设备显示特殊标记（如颜色的变化、闪烁等），以使故障情况的描述表示简单、直观。2014年8月27日20：43，220 kV渡田II线线路跳闸后，推图界面以黄色闪电符号不断闪烁的方式定位出故障位置。

3.2 多主题展示窗口

当电网发生故障后，故障分析主题右侧的3个多主题窗口将自动弹出和本次故障相关的信息，从上至下3个窗口内容分别为：故障简报图、故障设备首端厂站图及故障设备末端厂站图。

1）故障简报图里包括了故障判断路径、故障设备、故障时间、故障相、重合情况、保护动作概况、首末端故障测距和短路电流以及历史故障次数等信息，如图3所示。调度运行人员通过故障简报画面，可以对故障情况有个大致全面的了解，缩短了调度运行人员判别事故性质的时间，进行事故处理提供了技术支撑。

图3 在线故障告警故障简报界面

2）故障首末端厂站图用于显示故障设备所在厂站的单线图，调度运行人员通过厂站单线图可以了解到站内的开关动作情况。

3.3 故障信息查看

为满足调度运行和自动化维护人员查看故障发生时各系统数据的需要，故障告警界面左侧故障分析信息层次树中提供了故障详细信息查看按钮，通过点击详细信息按钮，可以展示故障时间、故障设备、开关变位、保护动作概况、故障相、重合情况、故障测距、短路电流以及历史跳闸次数统计等多种信息，如图4所示。

图4 在线故障告警详细信息界面

4 在线故障告警应用中存在的问题及改进措施

4.1 存在问题

1）设备正常操作误推图。在线故障告警在满足故障告警判断逻辑“开关变位+事故信号”时，能够快速准确判断事故发生并推图。但部分设备正常停送电操作时伴生的保护动作信号被划归为事故信号，根据智能告警逻辑即判断设备故障，从而推图告警。

2）故障简报信息不全。故障简报能够全面展示故障判断路径、故障设备、故障时间、故障相、重合情况、保护动作概况，但由于暂态数据源获得信息不全，部分设备故障时，无法获取故障测距、短路电流数据，从而故障简报中无故障测距、短路电流等数据。

4.2 改进措施

1）规范调度主站系统保护信号分类，确保故障数据源的正确性。设备正常操作误推图主要是调度主站系统保护信号分类不规范造成，调控中心调度、自动化、保护等专业协同对接入系统的保护信号分类进行规范，以确保故障判断逻辑数据源数据的正确性。

2）做好调度主站系统数据的接入维护，确保在线故障诊断数据源的全面性。由于在线故障判断数据源来源于电网运行稳态监控、电网运行动态监视与分析和二次设备在线监视与分析三套系统，任何一套系统数据都会影响故障判断及信息的展示，因此调度自动化运维要做好信息的维护工作，确保数据畅通及告警信息齐全。

5 结语

江西省调基于D5000系统基础平台建设的调度在线故障智能告警功能，利用调控中心的稳态、动态、暂态数据来综合判断设备故障的发生，快速准确定位故障位置、分析故障原因，能够为调度运行人员提供全面、直观的技术支持，对提高调度工作效率，保证江西电网安全、稳定、经济的运行有着重要的意义和作用。

[1]马韬韬，郭创新，曹一家，等.电网智能调度自动化系统研究现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2010，34（9），7-11．

[2]Q/GDW 680.41-2011智能电网调度技术支持系统[S].

[3]夏可青，陈根军，李力，等.基于多数据源融合的实时电网故障分析及实现[J].电力系统自动化，2013，37（24），81-88．