变电站监控信息智能管控平台的研究与开发

肖艳炜，赵玉成，罗列琥

(国网浙江省电力公司，浙江 杭州 310007)

变电站监控信息智能管控平台的研究与开发

肖艳炜，赵玉成，罗列琥

(国网浙江省电力公司，浙江 杭州 310007)

在研究变电站监控信息现状的基础上，开发了一种基于二叉树遍历算法的信息规范性和完整性校核方法并研究开发软件工具，实现了信息表自动生成、信息规范性和完整性智能校核、信息一致性实时比对、信息表版本管理等功能，进而实现对监控信息的全过程管控。经实践证明，变电站监控信息智能管控平台的运用取得了良好的效果。

变电站；监控信息；二叉树遍历技术；智能管控平台；智能校核

0 引言

随着国家电网“三集五大”体系的深入运转，变电站集中监控业务被纳入调控机构，变电站监控信息成为调控一体化运行的技术基础，是实施远方监控的“千里眼”“顺风耳”，其规范水平直接决定了监控效率和设备运行安全，进而影响电网安全稳定运行。

1 监控信息管理现状

Q/GDW 11398—2015《变电站设备监控信息规范》对智能变电站典型一二次设备及辅助设备的监控信息分类、信息描述、告警分级、传输方式作出了明确的应用要求。但监控信息完整规范性的落地执行存在诸多困难，监控信息表从设计到使用，涉及设计单位、施工单位、调试单位、运维单位、检修单位和调控机构等诸多单位部门，流程长、经手人多、自动化水平落后。而传统的信息表管理完全依靠人工开展，工作量大、信息完整规范性低、错误率高，且缺乏有效的管理手段，安全风险高，给无人值守集中监控带来安全隐患。

监控信息管理具体面临的问题如下。

1.1 信息表编制任务重

监控信息表的编制涉及变电站新/扩建基建、设备改造等项目，基建工程多，信息表编制工作任务重，传统的手工编制做法存在较高的人为错编、漏编风险，管控压力大。

1.2 信息表完整规范性低

设计单位提供的监控信息表初稿完整规范性不足，不能满足变电站集中监控信息的统一范围、规范命名、信息分类、科学归并、合理延时等要求。因变电站设备配置不同、建设年代不同、技术水平不同等客观因素造成运行变电站信息表的规范性不高、人工校核工作量大且易出错。

1.3 信息维护人为出错多

变电站后台监控系统、调控主站监控系统的监控信息接入、数据库制作、画面绘制等均由人工手动完成，存在数据库信息与监控信息表之间差错的可能性，且靠人为校核发现差错的难度巨大，不利于监控安全管理和运行风险控制，甚至直接导致电网事故，影响电力设备的稳定运行。

1.4 信息表版本管理乱

监控信息表须根据变电站设备的变更情况实时更新，监控信息扩建、更新、信息消缺等频繁的修改，带来信息表版本繁多，缺乏有效的版本管理手段，造成数据备份的信息表和现场实际运行的数据库不一致，给系统的维护、改造和扩建带来很大的不便，也带来了设备监视误监、漏监的风险。

面对存在的问题，陈天恒等人指出，需要加强对监控信息的全过程管理，主要是从管理角度，通过优化体制机制和管理模式提高监控信息的管理效率(见参考文献2)。胡丽清等人则研究了变电站集中监控信息采集方式，提出了监控信息告警直传技术并应用，保障了监控信息的及时正确传输(见参考文献3)。高剑提出了优化变电站监控信息管理工作流程的思路，并在此基础上设计并实现实用化的变电站监控信息智能决策专家系统应用(见参考文献4)。

2 管控平台的开发

2.1 软件架构

以技术辅助管理方法为基础，研究了一套变电站监控信息规范校核算法，并以此为依据开发技术工具。变电站监控信息智能管控平台(简称“管控平台”)以Winform界面与用户交互，主要实现信息表自动生成、信息规范性智能校核、信息完整性自动核查、信息正确性实时比对、信息表版本管理等功能，进而完成对变电站监控信息的规划设计、设备选型、安装调试、接入验收、监控运行、检修维护等全过程的有效管控。变电站监控信息智能管控平台应用架构如图1所示。

2.2 软件功能及应用

变电站监控信息智能管控平台具有信息表自动生成、信息规范性智能校核、信息完整性自动核查、信息准确性实时比对、信息表版本管理等功能，并实现对已有信息表的管理，全面实时记录操作日志，以备查阅，其平台界面如图2所示。

图1 变电站监控信息智能管控平台应用架构

图2 变电站监控信息智能管控平台界面

2.2.1 信息规则专家库建模

以国网公司变电站典型信息表、监控信息技术规范等技术标准为基础，建成包含国内外主流电网一次设备的变电站遥测、遥信、遥控信息的模型，形成省/地/县统一的各电压等级变电站的信息规则专家库，达到了完整规范描述一、二次设备监控信息，并统一信息范围、规范信息命名、明确信息分类，科学地进行信息优化。以220 kV线路保护装置为例，共建立监控信息模型专家库56条次，涵盖了主要保护厂家设备的输出信息。

2.2.2 信息表自动化生成

通过友好的人机界面，输入电网一次接线调度命名，并选择设备组成情况，自动生成符合要求且包含信息点号、信息描述、信息表述对象、信息所属设备间隔、告警分类、告警延时等内容的规范监控信息表，并自动编号、自动启动审批流程、自动归档，实现了信息表的自动化编制和流程化管控。软件自适应3/2接线、双母（双分段）接线、单母接线、线变组接线、桥接线等多种接线方式，适应主变、母线、线路、开关等多种间隔类型，适应一次设备本体、保护装置、测控装置、合并单元、智能终端等多种设备类型，适应完整间隔、不完整间隔、待用间隔等多种间隔属性，适应全新基建、运行站间隔扩建、运行站整站改造等多种工程属性，实现了一键式自助服务。

2.2.3 信息规范完整性智能校核

采用二叉树遍历技术，前序遍历与层序遍历相结合，提高遍历效率。根据自主设定的规则专家库，层层遍历，对已有监控信息表的规范性、完整性进行全面智能校核，给出校核百分比，并对校核结果进行分类统计，生成包含信息不规范、信息不完整、人为错误等数据的校核报告并支持导出功能，确保信息不规范、不完整的情况及其修改建议一目了然，大大节省了人工核查成本，保障监控运行安全。

2.2.4 信息一致性自动比对

按传统的做法，变电站信息从信息表到主站系统数据库表、变电站远动转发表的过程完全依赖人工维护，出错概率大且不易被发现。通过对“调度端主站系统数据库表与信息表一致性、变电站端远动数据库表与信息表一致性、调度端使用的信息表与变电站端使用的信息表一致性”的智能自动比对，给出比对百分比，并对比对结果进行分类统计后生成报告，减少了维护错误情况的发生，杜绝了误控情况的发生，有效保障监控运行安全。

2.2.5 信息表自主管理

主要实现信息表自动编号、自动审批流转、自动归档、灵活查阅等功能。采用版本增量比较技术，通过查询数据库及相关日志，可遍历同一变电站的多个信息表版本，实现信息表版本管理和版本差异性比较，确保在用信息表的唯一性。

2.3 数据接口与交互

本软件工具可基于调度管理类应用系统(OMS)开发，通过数据库直连的方式从OMS基础设备库读取变电站一二次设备的台账参数、运行参数、检修日志、缺陷记录等信息。与OMS的业务管理流程对接，采用“消息邮件+WF文件”方式，完成数据共享和业务协同，将数据封装成符合工作流描述规范的WF文件，发送到消息邮件目录。OMS中的相关业务流程扫描消息邮件目录，解析WF文件，启动或激活本系统工作流程。与EMS的交互因跨安全Ⅰ区和安全Ⅲ区，故采用文件方式通过横向隔离装置传输，实现信息表、主站数据库表及告警信息的数据交互和业务衔接。数据接口及业务流程如图3所示。

3 应用成效

变电站监控信息管控平台在浙江电网省/地/县3级的调控机构、运检单位、设计单位、调试单位均得到全面推广应用，提高了管理水平，为全省实现变电站监控信息完整性、规范性、准确性“三个百分百”提供了可靠的技术保障。

3.1 降低工作强度，提高工作效率

以某220 kV智能变电站为例，监控信息点数量多达5 000多点，信息表的编制时间从人工编制的3.5天降低至平台自动编制的1.5 h，信息规范完整性的校核时间从人工校核的8 h降至智能校核的0.5 h，信息表的审批时间从5天降至流程化审批的2天，极大地提高了工作效率。

3.2 减少人为错误，保障运行安全

图3 数据交互与业务流程

借助工具软件生成的信息表，从源头上杜绝了人为错误，使用其对运行变电站开展信息智能校核，校核结果一目了然并有助于信息补强。据统计，截至2015年年中，浙江电网35 kV及以上变电站监控信息规范率达98.92 %，变电站监控信息一致性达100 %，全省各变电站监控信息表均依托该工具统一归档管理。这不仅提高了调控一体化安全运行水平，而且完整规范的监控信息，也为下阶段开展变电站远方智能监控奠定了技术基础。

4 结论

以上提出的一种变电站监控信息规范性、完整性校核方法和研究开发的管控平台，是开展监控信息管理的一种新思路，在变电站一二次设备监控信息建模、智能校核监控信息规范完整性和一致性等方面具有一定的先进性。浙江电网省/地/县3级调控机构的应用表明，该方法对提高变电站监控信息的规范化管理，具有很好的效果。

1 国家电网公司．Q/GDW 11398—2015 变电站设备监控信息规范[S]．北京：中国电力出版社，2015.

2 陈天恒，杨晓静，王 媛，等．基于“三集五大”体系的变电站监控信息全过程管理[C]．战略风险管控与安全生产运行管理——2015全国电力行业企业管理创新论文大赛获奖论文，北京：2015.

3 吴丽清，肖艳炜，李 英．变电站监控信息告警直传技术及其在浙江电网的应用[J]．浙江电力，2011，31(12)：87-90.

4 高 剑．四川省调监控信息智能决策专家系统的设计与实现[R]．成都：电子科技大学，2015.

5 张逸婕，祈 明，施伟成，等．新建变电站监控信息验收方式的创新探讨[J]．电力安全技术，2014，16(2)：62-64.

6 刘 浩，袁伟民．小区变电站远程监控系统及通信规约的研究[J]．电力安全技术，2013，15(12)：42-44.

2017-02-08；

2017-05-06。

肖艳炜(1982—)，男，高级工程师，主要从事变电站无人值守集中监控管理、变电站自动化技术的研究工作，email：xiaoyw@zju.edu.cn。

赵玉成(1983—)，男，工程师，主要从事调度监控运行的研究工作。

罗列琥(1962—)，男，本科，主要从事调度自动化运维技术的研究工作。

国网浙江省电力公司2013年群众性科技创新资助项目（浙电科信〔2013〕661号第67项）