浅谈提高电网监控效率的策略

徐秋健

【摘要】随着我国电网规模的不断扩大，电网的实时信息成几何倍数增加，如何有效的对电网进行全方位监控，提高电网监控效率成为亟待解决的课题。本文介绍了电网监控效率的现状及原因，并且为满足电网安全稳定运行的需要，针对这些问题提出了提高电网监控效率的方法。

【关键词】电网监控；电网巡视；监视控制与数据采集系统；安全稳定运行

引言

目前我国随着电力行业本身的发展电力行业的安防监控产品也在不断的进行改进和发展，物质生活水平的提高也使得人们对电力的需求和增长远远超出了多年以前的用电负荷，在用电高峰期满载或过载运行更是常用的用电设备常常会遇到的问题，而因巡视时间过长使得电网监控工作效率大大降低，从而也对电网的稳定性和安全性产生了影响。因此，针对既要保证设备安全运行又要满足社会群众对电力的需求这一问题。解决这一问题的重要措施是提高電网监控效率。更好的满足了“集团化运作，集约化发展，精益化管理，标准化建设”这一国家电网所提出的要求，是科学技术和科学发展观等进步的重要体现，是加快国家电网发展前进的必不可少的选择。

根据国家电网“集团化运作，集约化发展，精益化管理，标准化建设”的要求，供电公司可实行“调度、监控一体化”的新模式，所谓“调控一体化”，即“电网调度监控中心，运维操作队”的管理模式，将电网调度与变电监控一体化设置。调度员负责电网调度，监控员负责电网监控，巡检人员负责现场实施。这种方式保证人员职责分工明确，大大减轻当值调度员的监屏、操作压力，避免不必要的干扰，能够更好地集中精力做好调度工作，有利于电网安全、经济运行。然而，变电站的值班人员因遥控和实行无人值班而撤离后，其调度（集控）中心的责任较传统站大得多，尤其在所控变电站较多时更为突出。 而且随着电网规模不断扩大，电网监控任务越来越繁重，电网巡视时间过长，导致监控效率下降，电网可靠性降低。针对目前电网现状和监控工作的需要，提出了提高监控效率的新方法。首先对电网监控效率低下进行原因分析，然后针对原因提出改进措施，对各种信号进行分类和分层处理，在此基础上针对“四遥”中的遥信和遥测信号进行信息整合，最后对应用效果进行总结。

1.电网监控现状分析

我们都知道，在近代要保证电网安全稳定运行使用电网监控是很有效措施。电网监控的主要任务是负责所辖电网的 “四遥”监控、大客户服务系统、地方电厂并网管理系统、配电网线损管理系统、配电网电能质量监测管理系统、继电保护故障信息管理及通讯、信息网络监测、 变电站安全防护等系统的集中监控工作，在运行操作、事故处理等方面，服从值班调度员的指挥。由多年的经验积累而成的电网监控系统是我们目前的电网监控系统，但至今为止这一系统仍然在进行不断的改进和完善。在电网监控系统中所存在的一些问题也并没有完全有效的得到解决，比如监控员的长时间的监控管理所导致的工作强度大得不到充分休息，从而人员产生疲劳感。还有电网系统中的各个操作系统的分开运行也导致了管理方面的越加不容易，使得电网监控的效率大幅下降。以1天24小时为计时周期，工作时间构成如表1 所示。

由表1可见，电网监控的日常工作项目时间达到全部工作时间的77.43%， 监控员的工作强度很大，很难有空余时间进行电网薄弱点分析和思考。其中，电网巡视时间在电网监控日常工作项中时间所占百分比为58.33%， 其余工作项目时间所占百分比已经很小，因此，缩短电网巡视时间、减少异常信号数量，对提高整个电网监控工作的效率意义重大。

一般情况下，每值须对监控范围变电站全面轮巡一次，其中巡视项目包括当时所有的遥测信号、此时间段内系统发出的所有遥信号、所有变电站的遥信表及其它异常情况。经过统计，以两小时为基准，其中遥信表巡视占 38%，遥测信号及遥信信号分别占11%和10%， 因此，遥信表巡视时间过长是造成电网监控巡视时间长的主要原因，同时遥测信号与遥信信号的巡视时间长也不容忽视。

贯穿于全部工作时间，随机发送的异常信号处理，是监控值班最主要的工作项目，也是造成监控员工作量大的一个主要原因。当然，异常信号的发生、多寡与设备健康状况、天气情况、现场作业情况等客观因素有很大的关系，导致各值之间对这项工作的劳动强度不同。但对异常信号深入分析，还是发现有需要改进、优化的地方。据统计，有3%的异常告警信号，在通知运维人员现场检查后，在现场对设备进行复归、重启之后，可以复归；约2%的异常告警信号，无须上传监控，还有2%的一些频发信号，可以采取措施屏蔽。

2.影响电网监控效率的原因分析

影响电网监控效率的原因多种多样，存在着许多可控和不可控的因素。就上一节所分析的现状，下面分别从人员因素、制度因素、自动化系统因素三个方面进行分析。

2.1人员因素影响电网监控效率

影响电网监控效率的因素之一是电网监控人员，就监控人员构成而言，现有监控人员均从事过变电站工作，有丰富的变电工作经验，对现场设备及其原理、易发故障均有深入了解。在担任监控员前，均经上岗考试且合格。而且，监控员定期接受以各项规程。电网运行方式。所管辖监控系统原理及使用为主题的监控工作培训和考核。因此，就自身而言，现有监控员完全具备从事监控员的资质且业务合格，满足监控工作的需要。但是面对日益增长的电网监控变电站数量。相应的每班值班人员人数能否相应增加，将成为电网监控效率提升的关键因素之一。

2.2 制度因素影响电网监控效率

电网监控中心自成立以来，逐步建立并完善了各项规章制度，包括《调度监控工作标准》、《调度监控工作分工》、《调度监控值班制度》、《调度监控经济考核制度》、《调度监控设备管理标准》、《监控中心卫生管理规定》、《监控中心巡视检查制度》、《监控中心运行分析制度》、《无功电压管理条例》，从岗位设置、工作要求、奖励考核各方面做了细致具体的规范，制度完整且严谨，不存在对监控工作的制约，要求电网监控中心的每一名员工都能够做到认真、负责、熟练的操作和面对在电网过程中所遇到的各种问题并有效快速的针对该问题提出和实施解决方案，做到人人到岗、人尽其责，这同样也是提高电监控效率的关键原因之一。

2.3 自动化系统因素影响电网监控效率

电网巡视所采用的自动化系统是影响电网监控效果的重要因素之一，自动化系统工作效率的好坏，直接关系到电网监控的效率高低。就目前国内来说，南瑞公司的OPEN3000 能量管理系统在全国各级电网调度系统中应用广泛，广受好评。该系统在遥测处理、遥信处理、集控功能、计算与统计、画面操作、计划值处理、极值潮流统计与回顾及事故追忆与反演各方面均能满足电网调度运行的需要。然而，各供电公司所采取的调度运行模式大不相同，所以在自动化系统的应用上还需要进行特定的调试，以此来适应本区域具体的电网情况，但是，有些电网公司忽视了这一点，认为一个系统就能够解决所有的问题，没有切实地对本区域内的情况进行分析，从而导致自动化系统在运行过程中不能达到最佳的状态，也不能很好的起到提高监控效率的作用。对此，需要做相应的服务器增容和软件升级，以更好地适应“调控一体、地县一体”运行模式的需要，提高监控效率。

3.提高电网监控效率的措施

针对前面所述的原因，对信号做出以下处理，以方便电网巡视和监控。

3.1 设计合理实用的信息整合界面使得监视系统更有针对性。

3.1.1对信号进行分类

对数据库中的所有遥信信号进行调查，根据信号重要性进行种类定义，如表2所示。对系统运行过程中，电网正常调整所发出的信号定义为提示性信号，将设备出现异常但暂时不影响电网整体运行所发出的信号定义为告警性信号，将直接引发或者跳闸的信号定义为事故性信号。因为电容器变位信号数量非常多，所有需要单独列出，以与普通开关的变位信号有所区别，防止值班员在众多的电容器变位信号中忽视真正的线路开关变位。此外，“告警未复归”类为创新分类，将告警信息和事故信息动作且未复归的信号划为此类，大大方便了监控人员发现电网内异常情况。

经过以上分类，使得值班员在查看告警信息时，可依据信号种类分主次辨轻重的查看所需信息，避免淹没在数量巨大的正常信息流中。

3.1.2对信号进行排序

在电网实际运行过程中，信号中经常伴随因某些设备保护装置或远动模块发生异常，不定时的发出大量虚假信号。另外在某个设备出现异常时，通常伴随着发出若干相关信号，这些信号都是同一厂站的。因此，在信号历史查询中增加按厂站排序，方便信号的查询和故障判断分析。

3.2对遥信信号进行信息整合

电网在监控过程中，监控到的的遥信信号数量是非常多的，一开始是比较简洁明了的，根据各信号所属的设备顺序有序的将他们放在一起，只能逐页翻查，完全无法快速定位，这就使得我们如果有需要去查找的话会就会感觉很麻烦，那么怎样才能有效稳当的节省电网监控效率的查找时间？针对现状，统计信号所属设备的种类，将设备依其性质分为以下单元：主变、220KV 进线、110KV 进线/出线、35KV 进线/出线、10KV出线、母联、电容器、其它（直流系统及站用电、综合信号、其它信号、PT）。其次，我们可以依照每一信号设备的不同材质和性质将所有统计信号所属设备详细的划分为多种电力种类，这样电力监控员在查找时就可以很好的减少查找时间，在发现异常设备时能够准确快速并有效的处理和解决好。另外，我们也可以按照监控过程中的遥测信号的重要性，对所监控到的各部分信息进行整合分析。这样如果发现电网有异常情况，就能够立刻被发现，从而加快了监控巡视的进度，有效提高电网监控的效率。

3.3对遥测信号进行信息整合

日常电网巡视设计遥测信号的巡视项目有：主变 220KV侧功率因数、主变负荷、10KV 母线电压、站用电电压、直流母线电压、线路电流。针对以上巡视项目，制作整合的棒图画面，并在棒图上标注各类信号的上下限值，使巡视一目了然。

根据遥测信号的重要性，进一步整合巡视信息，制作变电站进线电流越限表、变电站出线电流越限表、母线电压越限表，加快发现电网异常的速度。

3.4利用状态估计监测系统内异常信号

现在的电力系统通过国家电网监控所接受到的各种信息，快速有效的评估出其在电力系统的运行状态就是电网监控系统的状态估计。状态估计是当代电力系统能量管理系统的重要组成部分，其功能是根据电力系统的各种量测信息，估计出电力系统当前的运行状态。它是电力系统运行、控制和安全评估等方面的基础。电力系统状态估计问题经过长期研究，取得了丰硕的成果。电力系统状态估计的完整流程是：传入遥测、遥信数据→遥测、遥信验错→网络拓扑分析→最小二乘状态估计→不良数据辨识→估计出系统状态。

电网监控系统中当代电力系统能量管理系统的状态估计是重要基础。它使电力系统状态估计能够准确有效的发现到各部分电网的异常情况，并且能够有效的进行虚假判断提高电力监控系统的检测效率，有效促进电力设备运行的稳定安全。

状态估计可以对SCADA 遥信遥测进行校验，辨识出不正常的遥测信号，快速准确的判断系统内的异常遥测信息及开关刀闸的异常状态，现阶段可用来辅助电网巡视的异常遥测可分为以下几种：遥测越限、PQI 不匹配、遥测不平衡、变压器分接头；异常遥信可分为以下几种：开关刀闸状态、刀闸并母线、母线分裂运行。

由此，可迅速发现电网异常，避免因信号不准确造成误判断，导致设备过载、电网失去稳定。

3.5 引入可视化模块监测电网状态

引入的可视化模块监测电网状态，该模块利用二维的饼图、箭头、等高线和三维的柱状图等可以直观的显示电网运行的数据，包括线路负荷、发电机组出力、变压器负载、电压分布及电网断面潮流等情况，通过设定有效的阀值和限值，监控人员可直观的查看电网运行数据，而不必记住各种设备的运行额定值，可将全部精力投入到巡视中，大大提高了巡视效率。

3.6通过工作量测算和压力测算，确定每值监控员人数

在保证监控员能力素质的前提下，选择几种不同的工作模式（监控规模大小、信号量多少），测算每个监控员每值所能承受的工作压力，继而确定每值监控人员人数。

4.结论

当前我国的电网规模发生了飞速进步，电网架构也发生的巨大的发展，人们的用电率也随之相应增加，这就使得我们需要采取一些有效措施来改进和提升国家电网的监控效率，以此来改变我国电网监控的现状满足当前电网监控的需求。要电力监控系统更具有针对性就必须有效合理的设计整合信息界面，合理的整合规划各种遥信信号，状态估计能有效的监控系统内的各种异常信号，引入可视化模块监测电网状态等一系列的方法，都可以有效的屏蔽掉不必要的干扰，有效减少了电网监控巡查的时间，提高了国家电网的监控效率。我国的部分地区采取以上措施取得了较为可观的效果，使得电网监控系统运行的更加安全稳定，为国家电力设施更加安全稳定的运行做出贡献。

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