浅谈提高电力监控系统告警信息监视效率的方法

田维文 黄怡飞 游鑫

摘 要：对电力监控系统告警信息进行运行监视是变电站、换流站、监控中心的基本工作，传统逐条罗列告警信息的方式已不能满足监控中心对多个变电站和大量变电设备进行监视的要求。现针对当前运行监视现状及存在的问题，优化了告警窗形式、监控画面及光字牌显示，提出了5个方面的改进措施，可以大大提升监视效率，防止告警信息漏监视。

关键词：监控系统;告警信息;告警信号

0    引言

电力监控系统作为变电站、换流站的运行状态的人机交互界面，提供了电力设备的运行信息和异常信息，监控人员可以通过告警信息及时掌握设备异常状态，并作出及时的处置。从最开始的对掉牌、光字牌进行监视发展到通过计算机监控系统罗列告警信息和模拟光字牌进行监视，目的始终是让监控人员知道设备发生的异常情况[1-3]。计算机监控系统也由传统的逐条罗列告警信息方式向更加人性化和智能化归类告警发展。如何更加人性化地监视告警信息，提升监视效率即是本文研究的内容。

1    运行监视现状及存在问题

传统的电力监控系统人机交互界面不友好、开放性差，运行监视仅依靠两个方面的措施：一是通过图形界面显示电力设备运行状态和光字牌展示异常情况;二是通过告警窗按时间顺序罗列告警信息，一般将一个告警窗分为两个告警信息栏，其中一个是未确认信息栏，另一个是所有告警栏[4]。传统模式在单个变电站情况下还能满足监视要求，但在监控中心模式下，变电站数量和设备数量大大增加，传统模式已不能实现全面监视，存在告警信号归类不清晰、告警窗格式单一且信号展示不全面、检修设备试验过程发生告警信息造成干扰等问题。

1.1    告警信号归类不清晰，不能准确反映异常紧急情况

在传统电力监控系统告警信息中，发出信号后告警窗显示为红色，并伴有急促刺耳的事故音响的为事故信号;发出信号后告警窗显示为黄色或白色，发出较为缓和的提示音响的均为异常信号。但一些正常运行状态的切换，如变压器冷却器的自动运转等信号均与异常信号使用同样的告警方式，显然不足以表示其紧急程度，将此类非异常状态的告警信息归类为告知信号。因此，告知信号在告警窗采用另一种颜色，告警音响采用悦耳的音响，便于监控人员了解情况，且无须进行处置。

1.2    告警窗格式单一，信号展示不全面，容易遗漏信号

传统告警窗一般设置两个告警信息分栏，第一个分栏作为未确认告警信号的展示;第二个分栏作为所有告警展示，一般在此欄还会设置多个标签页，例如保护动作、通道状态、系统信息等。在正常监视过程中，当信息量较少时可以清晰分析异常情况，但当发生事故时大量信息同时发出，需要关注的保护动作信号需要单独切换至标签页查看，或在所有告警里逐条查找，容易造成视觉疲劳，从而影响处理效率，甚至遗漏关键信息导致事故处置不当。

1.3    检修设备试验过程发生告警信息造成干扰

电力设备定期试验是保证其安全运行的基本要求，试验过程中必然伴随相应的告警信息，传统告警窗容易受到试验信号干扰。当真正的设备异常信号夹杂在试验信号中时容易被遗漏，从而导致设备持续异常运行，引起事故。近几年，网内发生过多起大量试验信号干扰导致监控人员遗漏关键告警信息的事件。

1.4    对当前异常信号展示分析不足

传统监控系统对当前异常信号的统计分析不足，对于某个设备的异常情况只有在此设备监视界面查看光字牌信息才能找到，对于全站设备的异常只能逐个设备去查看，效率低下。

2    技术措施

针对以上问题，对告警窗形式、监控画面及光字牌显示进行了优化，提出5个方面的改进措施：告警窗优化、光字牌分级分类、异常告警信息集中展示及变化管理、遥测数据监视优化以及分级屏蔽试验信号。

2.1    告警窗优化

传统告警窗的两个分栏展示信息量不大，不能直观展示设备全部告警信息，可以考虑增加分栏，但受屏幕大小影响，分栏不是越多越好。根据南方电网告警信息设置规范，将监控系统告警信息分为一级事故信号、二级异常信号、三级越限信号、四级变位信号、五级告知信号，结合告警信息分类方法分为五栏最为有效，第一栏为事故信号栏，设置未确认事故信号和已确认事故信号两个标签页，监视时使用未确认标签页，查询时再使用已确认标签页;第二栏为异常信号栏，第三栏为越限信号栏，第四栏为变位及告知信号栏，同样设置未确认和已确认两个标签页，监视时使用未确认标签页，查询时再使用已确认标签页;第五栏为所有告警栏，此栏可以设置多个标签页，如“所有告警” “未复归” “遥控信息” “通信状态” “维护信息”等。所有告警标签页将所有告警信息进行汇总，并按照时间顺序排列，便于分析告警信息的动作顺序，平常监视保持在所有告警标签页。

告警窗的5个分栏可以清晰地将告警信息进行分类展示，当发生事故时先查看事故信号栏分析保护动作情况，再查看异常信号栏确认设备是否存在异常，直观、高效地进行告警信息监视和分析，大大提升事故处理效率。

2.2    光字牌分级分类

传统光字牌通过平铺的形式展示，不能区分关键程度，且对光字牌统计分析不足。结合告警信息分类的方法，将光字牌分为四类并集中展示于一个监视画面，且使用不同颜色进行区分。第一类为事故信号光字牌，该类使用醒目的红色;第二类为异常信号光字牌，使用黄色;第三类为告知信号，使用绿色;第四类为常发告知信号，同样使用绿色。设置第四类的目的在于将点亮的告知信号光字牌和不亮的告知信号光字牌整体区分，便于监控人员直观掌握设备运行情况，比如主变冷却器运行等状态信息和切换信息的光字牌在设备正常时是持续点亮的，但如果一些点亮，一些不亮，就需要监控人员分析判断，会降低监视效率。常发告知信号归为一类，显示为全部点亮状态，当不亮时也可以明显监视到设备变化。四类光字牌均设置按照光字牌是否点亮进行排序，点亮的光字牌自动排在最前，省去监控人员翻页的时间，更能防止遗漏。

在光字牌的展示方面进行了3个层面的划分，第一级为间隔内设备具体光字牌信息，即上述的四类光字牌在一个监视画面展示;第二级为站级合成展示，本级是将第一级间隔内所有事故信号光字牌和异常信号光字牌是否点亮合成为该间隔的统一光字牌，当其点亮时表示该间隔有光字牌点亮，该光字牌可链接至间隔的光字牌画面，多个设备间隔光字牌形成一个站级光字牌监视画面;第三级为集控中心级合成展示，本级直接显示各个站点有多少个事故信号光字牌和异常信号光字牌点亮，本级关注的不再是光字牌是否点亮，因为一个站点极少情况没有任何一个异常告警，管控的是各站点当前的异常总量。

2.3    异常告警信息集中展示及变化管理

异常告警信息集中展示是指将当前发生的事故信号及异常信号按照变电站名字和告警时间进行列表，直观展示变电站内发生的异常情况。

变化管理是指对告警信息进行次数统计分析和文本标注，包含今日、本周、本月、本年告警次数统计，且具备达到设定动作次数后自动告警功能，比如斷路器油泵当日启动次数超过规定次数后告警，及时监视频繁打压的情况。文本标注是指监控人员对告警信息进行备注的功能，比如对该异常信号的详细讲解和处置方法等。

2.4    遥测数据监视优化

关键遥测数据通过制作8 h数据曲线趋势进行对比，并定时查看曲线趋势，分析是否发生数据突变，以便及时发现因现场端子松动等原因导致的测量回路故障。重要遥测数据设置越限告警、跳变告警、不变告警功能，对于有无功补偿设备的母线，电压监视在不同时间段有不同限值，母线电压越限功能应该设置不同时段限值功能。对电流数据设置跳变功能时应考虑负荷变化的影响，特别是在负荷电流接近零时，可合理设置跳变百分比和跳变值以及告警延时来减少对监视的干扰。不平衡告警的新方法，针对三相电流、电压正常运行时偏差不会太大，使用不平衡限值和不平衡百分比来反映不平衡情况。不平衡限值是指任意一相减去另外两相其中一相的绝对值，不平衡百分比是指任意一相减去另外两相其中一相的绝对值与该相的比值。该项告警也可以辅助分析出某相断线或短路的情况。

2.5    分级屏蔽试验信号

为在设备检修期间有效屏蔽试验信号，减少其对正常运行监视的干扰，本文提出三级信号屏蔽方案。一级为单个告警信息屏蔽，对单个频繁动作的告警信息进行屏蔽;二级为单个间隔设备告警信息屏蔽，对该间隔一、二次设备告警信息进行屏蔽;三级为关联间隔告警信息屏蔽，关联间隔是指同时停电的相邻间隔，比如变压器停电，变压器间隔与三侧断路器间隔属于关联间隔，又如3/2接线线路停电，线路间隔、高抗间隔、边断路器、中间断路器属于关联间隔。在屏蔽关联间隔告警信息时，同时屏蔽一、二次设备告警信息。三级屏蔽方案在屏蔽信息时，试验发生的告警信息不提示告警音响，不进入告警窗，但能在历史数据中检索到。

3    结语

综上所述，本文基于传统的电力监控系统显示现状，提出了提高告警信息监视效率的措施。通过以上防漏监视的措施和方法，可以大大提升电力监控系统的人性化和智能化水平，提高监控人员的监视效率，为电网的安全运行奠定坚实的基础，也为今后的智能化监视研究提供了一些思路。

[参考文献]

[1] 张志强，黄佳胤，罗琨.电网智能运维管理系统[J].云南电力技术，2018，46（4）：19-22.

[2] 郭抒然，凌芝.新一代电力监控系统网络安全管理平台建设及告警分析[J].中国新通信，2018，20（17）：149-150.

[3] 黄涤.电力通信网告警相关性分析模块的设计与实现[D].北京：北京邮电大学，2013.

[4] 徐家慧，张昊，肖林朋，等.基于GRU神经网络的电网告警信息分类研究[J].计算机与数字工程，2019，47（6）：1405-1408.

收稿日期：2020-12-17

作者简介：田维文（1985—），男，贵州贵阳人，工程师，从事监控中心运行工作。