关于电力调度自动化系统安全运行的分析[共5篇]

第一篇：关于电力调度自动化系统安全运行的分析

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关于电力调度自动化系统安全运行的分析 作者：屈卫锋

来源：《电子世界》2012年第14期

【摘要】电力调度自动化系统是保证电网安全和经济运行的重要技术支持手段，随着电网的日益扩大，电网的运行和控制日益复杂，这就要求调度自动化系统提供的电网实时运行数据和控制功能必须及时、准确和可靠。本文主要对电力调度自动化系统日常运行中在遥控、遥信、遥测三个方面碰到的缺陷问题进行分类总结，以达到尽量缩短调度自动化系统缺陷消除时间从而确保电网安全运行的目的。

【关键词】调度；自动化系统；遥控；安全运行

电力调度自动化系统主要为电网调度运行管理人员提供电网运行所需的各种实时信息，实现对电网的实时监视和控制，因此，数据采集和监视控制（SCADA）是电力调度自动化系统的主要功能。随着电网规模不断扩大，电网的运行和控制日益复杂，这就要求SCADA系统采集的电网实时数据和控制功能必须及时、准确和可靠。

笔者通过工作实践并结合相关资料，从SCADA系统日常运行维护和使用过程中，在遥控、遥信、遥测三个方面碰到的缺陷问题进行分类总结，分析探讨出解决方法，以达到缩短调度自动化系统消缺时间从而确保电网安全运行的目的。

一、遥控

遥控是由调控中心发出命令，通过远程通信技术，远距离对发电厂或变电站的断路器等设备进行分闸或合闸的控制操作。

1.遥控执行流程

遥控一般是由调控人员在主站SCADA人机界面（监控工作站）上选择设备，启动遥控操作。遥控命令由前置机系统下发，经远动通道、厂站远动主机到测控装置，遥控操作遵循先选择、校核、后执行的原则，遥控执行流程如图1所示。

因遥控操作是为达到对电网运行的控制，而现在变电站又都是无人值班，这就要求遥控操作必须保证百分之百的正确。但是实际操作中有时会出现遥控返校失败，遥控执行失败等现象，紧急时会影响到电网的安全稳定运行。

2.遥控失败原因分析

遥控失败一般包括遥控返校失败、遥控返校超时、遥控执行失败等现象，一般检查流程是：检查主站系统对于该开关的有关遥控参数的填写是否正确、通道有无异常、远方/就地切

换开关位置、远动主机是否异常、测控装置是否异常、遥控出口压板是否正常、控制回路和控制电源是否正常等。下面简要介绍影响遥控失败的几个因素：

（1）主站参数设置原因。当远动传输规约参数设置不一致、遥控点号设置不正确等会导致遥控返校失败，甚至误遥控的情况。因此，主站遥控参数的设置应与现场一致，且不得随意改动，遥控参数的变更可以参照保护定值单进行管理。

（2）通道原因。通道中断时会导致遥控失败，而当通信线缆接触不好或者通道存在干扰源使得通道误码率较高时，会导致主站的遥控命令源码产生畸变或者不完整，不能正确的下发到厂站，或者不能正确接收厂站遥控返校报文，会导致遥控返校失败、遥控返校超时、遥控执行失败等现象。

（3）测控屏上远方/就地操作把手处于就地位置。这时遥控回路不通，会导致遥控返校失败。要注意开关柜（开关本体操作机构箱）上的远方/就地操作把手，当其处以就地位置时，也会导致遥控失败。

（4）测控屏上遥控压板未投入。这时会导致遥控执行失败。

（5）设备处于闭锁操作状态。当测控装置处于置检修状态时，遥控操作会失败。当设备满足逻辑闭锁条件时，会导致设备遥控操作失败。当断路器机构处于控制回路断线、SF6压力低闭锁状态时，会导致遥控操作失败。当断路器机构处于弹簧未储能状态时，会导致遥控合执行失败。

（6）出口执行继电器不能正确动作。一般有两种原因，一是执行继电器失电，二是继电器损坏，均会导致遥控执行失败。

（7）遥控电源断开。当遥控电源断开时，遥控点的执行继电器处于失电状态，不能执行遥控点的开合操作，会导致遥控执行失败。

二、遥信

遥信信号是电网调度中最重要的信号之一，它反映电力系统中发电厂、变电站内各种电气设备的实际运行状态，遥信值例如开关位置信号、报警信号、保护动作等信号，远距离传送给主站端。遥信值及其状态是调度自动化系统其他数据处理的基础，也是系统可靠运行的关键，因此，遥信信号应及时、准确和不丢失，否则可能给电网调度运行带来极为不利的影响。特别是在电网事故情况下，遥信信号的准确性直接关系到调度员处理事故的正确与否以及电网的安全稳定运行。因此，尽量减少遥信误发、漏发、丢失等现象的发生，是自动化专业人员应着力解决的问题。

1.误遥信原因分析

遥信漏发、误发的原因有很多，主要分为以下几个情况：

（1）测控装置发生异常导致误发、漏发。如测控遥信板件故障、与远动主机通信中断等。因此测控装置（包括测控保护合一装置）异常时要有硬接点告警信号产生（一般接入相邻测控装置）并能够及时送到远方监控中心。如没有硬接点交叉告警或接入公共测控装置的须确保在总控实现装置通信中断信号，防止自身故障不能产生告警软报文。

（2）电磁干扰导致遥信误动。如果遥信电缆很长，且经过一次高压设备附近，则高压设备产生的电磁场会在信号回路上产生一定的干扰信号，当干扰较大时，便会导致遥信误动。另外，现在测控一般都就地安装于开关柜上或安装于继电小室里，离远动主机所在的主控室相距较远，一般用通信电缆互联，如通信电缆受到干扰，同样也可能导致遥信误动。为降低电磁干扰对遥信的影响。首先确保强电系统和弱电系统的信号隔离，遥信电缆要采用屏蔽电缆，远距离的通信优先采用抗干扰能力强的光纤以及设备的接地必须良好；其次在软件上通过“延时重测”的方法，即首先保留第一次变位的状态，设置一段延时（对该信号屏蔽）后重新测量其状态，以此确认真实的遥信状态。

（3）辅助触点抖动导致误遥信。断路器等遥信一般取自操作机构的辅助触点，当断路器动作一定次数后，其辅助触点的机械传动部分会出现间隙，辅助触点表面也会氧化，从而造成触点接触不良导致遥信抖动甚至不动。可以在测控上对每一个遥信输入都设定一个防抖时限，也就是通过“延时重测”的软件方法来消除抖动，一般断路器设定为20ms，刀闸等其他信号为150ms。

（4）远动通道中断或误码较高。远动通道中断会导致遥信接收失败，而通道存在误码则有可能导致遥信误动。

（5）主站数据库、画面处理出错。如信号被设置成封锁、告警抑制、遥信点号不对等状态时，在SCADA人机界面上同样不能正确反映出正确的遥信状态。因此，主站维护工作要认真细致，进行厂站验收时，要做传动试验，确保每一个遥信量都能精确传送到主站。另外，经常核对SOE事件与实时数据库的检查，查看是否存在漏报现象。

三、遥测

遥测量是电力系统远方监视的一项基本内容，从厂站采集的遥测数据，是计算量和其他应用软件的基础。调度运行人员根据电网实时的遥测数据来分析电网各厂站的负载率、电厂的有功出力等，因此要保证SCADA系统的遥测数据能够正确反映电网实时的潮流分布。

1.遥测量采集过程

遥测量的转换过程如图2所示。

电量主要包括一次系统中的母线电压、支路电流、支路有功和无功等，非电量主要是绕组温度、油温等。

2.遥测量分析

（1）测控装置所接线路相序错误，会导致电流正确而功率不正确。检查一下接线，更正接线即可；

（2）主站系统遥测系数、点号等参数设置不正确，会导致遥测量不正确。因此，在验收时必须做遥测加量试验，以验证主站遥测系数等设置的正确性。

（3）测控装置异常，装置显示的电压或电流与装置测量单元输入端子测量值不符。拆掉装置测量输入线，利用精度较高的测量源直接对装置测量单元加量，如果所加量与装置显示不符，则可能是装置精度或通道系数问题，但也有可能是装置内部接线错误。

（4）远动主机异常或通道异常。通道中断或通信规约参数设置不正确，毫无疑问为导致整站遥测量不正确，远动主机异常也会导致整站或部分遥测不正确，因此，当整站或许多遥测显示不正确时，应优先检查远动通道、远动主机及规约参数。

四、结语

调度自动化系统除了要完成对电力系统运行状况的监测，还要对电力运行设备实施控制，以确保系统安全、可靠、经济地运行。随着智能电网概念的提出，变电站自动化的发展已不再满足于“四遥”功能，更要向遥视、电力MIS、电力市场、智能调度方向发展。结合新的发展方向，学习先进的自动化技术成为必然。

参考文献

[1]党晓强.刘俊勇.电力系统调度自动化的基本内容[J].电气时代,2005.[2]柳永智,刘晓川.电力系统远动[M].北京:中国电力出版社,2006.[3]王凤萍,刘晋萍,任景红.电网调度自动化系统遥信误动和抖动问题的解决[J].电网技术,1999(23).

第二篇：电力调度自动化AVC系统安全控制策略浅析范文

电网调度自动化AVC系统安全控制策略浅

析

[摘要]电网调度自动化系统的完善构建、广泛应用与快速发展令自动电压控制系统，即AVC的科学研究逐步深入。本文基于电网调度自动化发展背景探析了AVC系统的工作过程、优势作用，并制定了AVC系统的闭环安全控制策略，对提升电网AVC系统的科学设计及安全应用水平，促进电网系统的全面自动化发展有重要的实践意义。

[关键字]电网调度；自动化；AVC系统；安全控制

1、AVC系统阐述

AVC系统为自动电压控制系统的简称，用于对全网无功电压运行状态实施集中监控及计算分析，由全局角度出发对电网的广域分散无功装置实施优化协调控制。该系统可有效确保全网稳定，为电网提供优秀品质电压，并切实提升整体电网系统的经济运行效益及无功电压的综合管理水平。可以说AVC系统是电网调度自动化的高智能软件应用技术合理向闭环控制实践方向的科学拓展，其成为电网无功调度的最高发展阶段，可为各区域电网无功电压系统的经济运行与高效发展提供重要支撑技术手段。AVC系统是重要的EMS应用子系统，为有效降低电网运行的不安全因素，合理实施对命令传输各环节的高智能控制，确保各项控制过程的可靠流畅运行，令系统维护工作量切实降低，我们科学采用一体化的EMS平台设计方案，涵盖统一的软件支持系统及SCADA/EMS软件平台系统，从而有效防止工作人员需要维护众多自动化系统令工作量大大提升，进而避免运行调度人员从事大量复杂操作引发各类不安全问题。

2、AVC系统的主体工作过程

AVC系统的主体工作与主站调度中心EMS平台进行一体化设计，通过PAS网络建模有效获取相关控制模型，通过SCADA实时获取综合采集数据并依据电网无功电压运行的实时状态展开在线的分析与计算。同时AVC可通过SCADA系统的远动通道输送遥调、遥控命令，进而逐步达到全网无功电压的优化潮流状态。由此可见AVC系统的工作是一个再决策、再分析进而逐步逼近的闭环反馈实践控制过程。其在220千伏高压主变侧实施对各省级、区域电网的分层控制。具体的数据库模型则对电压监测点、厂站、控制设备等定义了层次记录，并通过网络建模实现各记录间的静态关联建立。EMS平台与AVC的一体化设计主体采用更新增量模型技术，通过自动建立设备控制模型与AVC监控点进行自动验证，合理实现了系统化的智能建模。

3、AVC系统闭环控制安全策略3、1系统自动闭锁

AVC安全控制策略应将输出、输入环节中的误差以及干扰噪声予以滤除，周密考量各类自动闭锁情况，确保安全、可靠的控制，令运行人员在处理各类异常事件中的总体工作量合理减轻。自动闭锁情况出现在主网支撑电压过低，令AVC系统将用于调节220千伏的主变分接头进行闭锁，同时还会向35千伏以及110千伏变电站投入电容器，令上调分接头禁止，从而避免由主网进行无功吸收，进而抑制了主网电压发生不良崩溃现象。系统同样会在设备控制环节引发闭锁现象，其应充分考量当前被控设备的状态以及相关电气控制属性，倘若为检修状态属性，则应对相应检修参数自动读取并将检修设备进行自动闭锁以待下一步的人工复位。倘若被控设备为处在备用状态，则应依据相关联设备的开关刀闸状况实施网络拓扑，对设备相关冷热备用状态展开判断。对处于热备用设备系统可进行在线控制，而对于冷备用设备则实施自动闭锁。针对命令控制则依据其命令控制与设备控制周期，进行综合考量，判定命令的下发与否，令控制过频或过调现象得到良好控制。对命令周期的控制应依据命令相关执行状态进行可变自适应，最大量设计不能超过五分钟。设备动作频率次数应依据相关运行及安全规程进行设计。如果电容器及变压器的总体控制次数上升至日动作总数的限定标准时，系统会对该设备进行自动闭锁并报警，这样便可有效抑制动作次数过于频繁令设备发生不良损害现象。

3、2针对AVC系统主站端的安全控制

针对主站端实施的安全控制是AVC主程序在主体安全控制策略的计算过程中计划考量的投切振荡预防、合理提升相关控制策略精度的科学措施。具体内容为对10千瓦母线电压进行合理预算，有效防止电容器产生不良投切振荡。在电容器投入之前，我们应对电压变化的细微灵敏度实施科学估算，有效防止投入实施后电压超过上限产生随即切除，令电容器产生投切振荡。同时应合理对随电压变化的无功负荷量进行预算，令主变有载开关规避调节振荡的不良发生。为杜绝环流现象我们应对并列的变压器设备展开交替调节，令其处于同一水平变比，先后操作顺序应依据变压器的操作内容及容量进行设定。如果各档位类型不协调一致的进行主变并列运行，我们则可通过人工设定，合理调节并列档位的先后操作顺序及对应状态，通过自动调整令两台主变的并列档位保持一致状态。在主变进行并列运行阶段，倘若一台主变闭锁或为非有载调压，则不应进行并列调整，且应合理规避其档位不一致现象。对于优化动作的实施次数我们应可惜控制，遵循相关负荷的动态特征，由负荷的上坡及下坡段合理实施切实可行的动态控制策略，促进AVC控制涵盖一定的预见性，从而全面降低设备的运行动作次数。另外我们应合理实施电压优化调节，有效避免两级主变发生调节振荡，应依据分布电压判断是实施区域调节还是进行就地调节，对控制的模式自动选择，进而令两级主变发生调节振荡的机率降到最低。

3、3科学实施AVC保护，促进正确数据的良好获取

为了便捷、安全的实施网络防护，作为EMS一项重要的应用子系统，AVC同平台展开一体化设计，令数据流实现无缝衔接，直接应用SCADA数据进行量测并实施生数据处理，可准确读取所有电网遥测遥信。相关网络模型的构造层面，AVC由PAS网络建模出发获取有关静态电气网络的总体模型，并令建模软件将控制模型自动予以生成同时展开严格验证。该类控制模型令PAS通过参数验证实现异常参数的合理过滤。AVC由SCADA得到所有电

网实时遥测遥信各类动态测量数据，并对相应数据进行科学处理。具体处理策略包含对数据的质量检验、采取估计状态粗检测方式实施对遥测遥信的联合判断、对备用测点进行指定、实施数字滤波、校正电压量测相关误差以及通过联判遥测遥信准确检测误遥信现象。3、4安全控制工程实施、合理避免误动作发生

在一体化设计阶段，我们应尽量控制系统各类数据的无缝衔接，令传输遥控命令环节尽量减少，进而合理消减网络系统各类不安全因素。为全面保障AVC遥控命令的可靠安全性与便捷测试性，我们可依据AVC系统相关遥控关系表实施准确筛选及人工核准确认，仅能令AVC系统允许针对变压器进行调档电容器与分接开关并实施远程遥控，再此过程中其他设备则处于全部闭锁状态，从而保障电力调度自动化系统实施的可靠安全性。在工程实践中，为有效杜绝中断通信、粘连接点等不良安全事件及误动作，我们应在确保电网可靠安全运行基础上，依据循序渐进的实践原则令电网包含的各厂站依次接入闭环运行状态，严格制定科学的调试预案机制，从技术、组织与安全等层面出发实施科学管控，确保调试闭环的顺利进行。

4、结语

安全闭环控制策略是电网调度自动化AVC系统安全性运行研究的主体内容，合理的闭环控制实践策略直接影响着AVC系统的服务工作品质，因此在系统设计与应用实践中我们只有从电网的实际运行状况及特征出发，树立提升系统安全性的科学实践目标并展开策略研究，有目的、有针对性进行安全控制，才能最终促进电网调度自动化系统的稳定、安全、经济运行与可持续发展提升。

[参考文献]

[1]李钦，温柏坚.广东电网电厂AVC子站建设研究[J].电力系统保护与控制,2008(21).[2]戴彦.自动电压控制(AVC)系统控制策略的比较和研究[J].华东电力.2008(1).

第三篇：电力系统安全运行监控

电力系统安全运行监控与事故预警

内容提要

1、安全运行监控与事故预警的必要性

2、利用监控系统降低电力系统的事故率

3、电力安全监控系统

1、安全运行监控与事故预警的必要性

目前，电力自动化系统中与安全相关的内容集中在： 继电保护、LFC等安全自动装置 故障录波等安全分析装置 电气设备在线监测装置

报警信息（异常、故障）处理

上述内容主要是关于电力系统异常、故障的，且侧重于电气元件 目前电力系统安全监控存在的缺陷

• 安全监控基础理论之一的可靠性理论无法解释美加大停电中出现的小概率事件 • 自动化系统向运行人员提供海量数据 • 缺乏安全决策和事故辅助决策

• 没有考虑紧急状况下“人”的缺陷对安全决策的影响

• 安全科学的理论体系尚未完全形成，缺乏安全监控的理论指导。、安全科学（续）

• 事故学理论的基本出发点是事故，以事故为研究的对象和认识的目标，在认识论上主要是经验论和事后型的安全哲学。

安全科学（续）

事故模型论（因果连锁模型即多米诺骨牌模型、综合模型、轨迹交叉模型、人为失误模型、生物节律模型、事故突变模型）

事故致因理论（事故频发倾向论、能量意外释放论、能量转移论、两类危险源论）

2、安全科学（续）基于事故学理论，电力系统多年来广泛采用了事故的定性分析方法，即对事故进行详细的调查分析、进行事故规律研究、采用事后型管理模式、执行三不放过原则、注重事故致因研究、强化事后整改对策。

隐患控制理论（重大危险源、重大隐患控制、无隐患管理）。

• 在电力系统中，安全检查表、危险点分析、故障类型和影响分析、鱼刺图分析、事件树分析、事故树分析等定性预先型安全性分析方法首先得到应用

• 现代安全科学以安全系统作为研究对象，建立了人－物－能量－信息的安全系统要素体系，提出系统自组织的思路，确立了系统本质安全的目标

• 现代安全科学从安全系统的动态特性出发，研究人、社会、环境、技术、经济等因素构成的安全大协调系统，更加强调安全系统的人－物－能量－信息四要素，即人的安全素质、设备和环境的安全可靠、生产过程中能量的安全作用、充分可靠的安全信息流。

• 现代安全科学尚未形成理论体系

1、在[0,t]内，电力系统发生事故的期望次数等价于同期累计事故率函数值。

2、事故间隔样本事故间隔期的概率分布密度函数 事故期望次数预测

若事故间隔期的概率分布密度函数不变，根据年事故次数样本，可以预测电力系统未来某一段时期内的事故期望次数。利用监控系统降低电力系统的事故率 变电站安全监控系统的特征

• 集成和处理设备、环境、人和管理四个方面的知识流

• 对各个不同的岗位产生有效的实时安全知识流

• 可以进行变电站的事故安全预警与决策 构建变电站安全监控系统的平台

• 应该可以方便地实现变电站安全监控系统的典型特征

• 实时在线应用的智能管理系统INTEMOR 可以满足要求，其特点是：集成了符号推理、数值计算、不同的知识库系统、实时控制、Internet、通信技术，它有能力处理相互冲突的信息，并且用户很容易更改知识库。INTEMOR系统处理上述实时知识流，采用正向推理判断事故，采用反向推理寻找事故原因，系统不仅提供了正常运行的状态监视，而且在事故早期给操作人员提供了采取快速恰当行动的措施，解释事故发生的原因和后果，同时提供专家建议和在各种手册/规则中的相关依据

变电站综合自动化基本概念 相关基本概念

• 变电站自动化 • 变电站综合自动化 • 无人值班 • 无人值守

• • • • • • • • • • SCADA 调度自动化系统 EMS EEMS RTU 四遥 遥视

事件顺序记录 事故追忆 故障录波

• VQC • 小电流接地选线

1、变电站自动化

计算机技术＋变电站系统或设备）||（通信和网络技术＋变电站系统或设备）||（其它各种新技术＋变电站系统或设备）

＝变电站自动化

变电站自动化是基于微机的变电站二次系统或设备

2、变电站综合自动化

• 变电站综合自动化系统是将变电站的二次设备（包括控制、信号、测量、保护、自动装置、远动等）利用计算机技术、现代通信技术，通过功能组合和优化设计，对变电站执行自动监视、测量、控制和调整的一种综合性的自动化系统

• 特点：功能综合化；设备、操作、监视微机化；结构分层分布化；通信网络化光纤化；运行管理智能化

5、SCADA • Supervisory Control And Data Acquisition • 就是通常意义下的“监控系统”

• 实现数据采集、信息显示、监视控制、告警处理、事件顺序记录、数据计算、事故追忆等功能

变电站自动化与无人值班、无人值守的关系

• 变电站无人值班是一种管理模式，而变电站自动化则是指变电站自动装置和系统，综合自动化不过是其中一种新型的自动化系统而已

• 变电站自动化是无人值班变电站可靠的技术支撑和物质基础，两者的目标都是为了提高供电可靠性和电力工业效益 • 不存在固定的依赖和前提关系

6、调度自动化系统

• 调度自动化系统借助远动系统收集各个发电厂和变电所得信息，如开关状态、线路潮流等，经过调度分析与决策，对电力系统实施控制和调整，控制和调整命令经过远动系统下送执行

• 职能：控制整个电力系统的运行方式，使电力系统在正常状态下能满足安全、优质和经济地向用户供电的要求；在缺电状态下做好负荷管理；在异常和事故状态下迅速恢复正常供电

9、RTU • 在发电厂、变电所内按远动规约完成远动数据采集、处理、发送、接收以及输出执行等功能的设备称为远动终端（Remote Terminal Unit，即 RTU）

10、四遥

• 遥测，又称远程测量（Telemetering），是指运用远程通信技术传送被测参量的测量值

• 遥信，又称远程信号（Telesignal、Teleindication），是对状态信息的远程监视 • 遥控，又称远程切换（Teleswitching），是指对具有两个确定状态的运行设备所进行的远程操作

• 遥调，又称远程整定（Teleadjusting），是指对具有不少于两个设定值的运行设备进行远程操作

11、遥视

• 利用音频技术、视频技术或其它安防技术实现对变电站运行环境的监控

12、事件顺序记录

• SOE、SER • 按照时间顺序记录事故、故障和异常的发生情况

• 对远动主站而言，事件顺序记录特指保护跳闸及其相关信息

• 由于对时的原因，事件顺序记录在站内应用较好，但站间的应用效果很差

13、事故追忆

• 记录断路器事故跳闸前后一段时间内模拟量的有效值变化过程

• 有的系统可以每周波记录一次有效值；有的系统等间隔记录一次有效值 • 由于CT饱和特性的限制，事故追忆仅仅具有参考价值

14、故障录波

• 记录断路器事故跳闸前后一段时间内电压、电流、频率等模拟量的故障波形（动态）• 有相关的国家标准

15、VQC • 电压无功控制

• 实现变电站或局部电网的补偿设备自动投切或调整，以及变压器分接头的自动调整

16、小电流接地选线

• 在小电流接地系统中，如果发生单相接地故障，可以自动判断是哪回线路发生了单相接地

电力自动化基本理论 常用基本原理

1、分层原理 •

2、分布式系统 •

3、PCM •

4、采样定理及其应用 •

5、有效信息流 •

6、滑动监控窗口 •

7、冗余容错技术

一、分层原理

• 层：按纵向划分的结构上相对独立、功能上也相对独立的部分 • 一个复杂系统按纵向可以划分成很多层： 分层原理 要求：

• 各层结构上相对独立、功能上也相对独立

• 层与层之间的接口应该尽可能简单、接口信息量应该尽可能小 • 下层为上层提供服务

• 上层在下层的基础上实现更高级的功能 层与模块：

• 模块是同一层中（横向）结构和功能相对独立的部分 • 每一层可以划分成多个模块

• 模块划分原则：各模块结构上相对独立、功能上也相对独立；模块间的接口应该尽可能简单、接口信息量应该尽可能小 • 电力系统为什么要采用分层监视与控制？

复杂大系统

有功功率和无功功率动态平衡

P G  PLD + P

 f

Q G  QLD + Q

 

不可能在同一地点对电力系统进行监视控制，也不可能在同一时间对整个电力系统的自动化同时建设 电力系统分层调度

典型的分层变电站自动化系统 硬件分散性

• H1：只有一个控制单元的单个CPU • H2：有多个ALU的单个CPU，只有一个控制单元

• H3：分开的专用功能单元，比如带一个浮点协处理器的CPU • H4：带多个CPU的多处理机，但只有一个单独的I/O系统和一个全局存贮器 • H5：带多个CPU的多计算机，多个I/O系统和多个本地存贮器 控制分散性

• C1：单个固定控制点。（可能有多个CPU）

• C2：单个动态控制点。控制器在多个CPU间切换 • C3：固定的主/从结构 • C4：动态的主/从结构

• C5：使用同一控制器副本的多个同类控制点 • C6：使用不同控制器的多个异类控制点 数据分散性

• D1：集中式数据

• D2：含有单一集中式目录并且没有本地目录的分布式文件 • D3：每个站点都有复制数据

• D4：有一个主结构的分区数据库，主结构保存所有文件的一个完全副本 • D5：有一个主结构的分区数据库，主结构仅保存一个完整的目录 • D6：无主结构文件或目录的分区数据库 集中、分布、分散？

• 通俗地讲，如果一个自动化系统的部件局限在一个地方，它就是集中的；如果其部件在不同的地方，它就是分散的；当一个分散式系统不存在或仅存在有限的协作时，它是网络的；当一个分散式系统存在紧密协作时，它是分布的

分布式系统的属性

• 任意数目的进程

• 任意数目的自治处理单元 • 通过消息传递的通信 • 进程协作 • 通信延迟 • 资源故障独立 • 故障化解 •

四、采样定理

采样定理应用之一：确定监视周期

• 监控终端监视的量：稳态量、暂态量。稳态量的变化缓慢，暂态量变化迅速

• 监视周期：若在监控系统的输出设备上观察到的等间隔采样值序列能够在给定的误差范围内确定被监视量，则该采样值序列的最大时间间隔称为被监视量的监视周期 • 实时性：监视周期的要求 采样定理应用之二：时分多路复用 “话路”的基本概念

• PCM的概念是法国工程师Alec Reeres于1937年提出，它由采样、量化和编码三个步骤组成。

• 模拟话音经防混叠的低通滤波器限带（300-3400Hz），然后以8kHz频率将其采样、量化和编码成二进制数码。对于电话通道，规定其采用值编码为8位，共有256个量化级。这样每个数字话路的标准速率为64kbit/s

“话路”的基本概念

• 尽管现在通过压缩编码，可以使在可接收的信噪比的前提下一路电话信号的通信速率降低到16kbit/s、8kbit/s，但是人们仍然习惯上将64kbit/s称为一个话路带宽，简称一个“话路”。

• n个64kbit/s的话路可以合并成一个更大带宽的信道，称为n×64kbit/s信道

E1的基本概念

• 采用与欧洲标准相同 的PCM30/32路的帧结构（称为E1基群）

• 帧长度Ts＝1/8kHz=125s。一帧分为32个时隙，其中30个时隙供30个用户（即30个话路）使用，即TS1-TS15和TS17-TS32为用户时隙。TS0是帧同步时隙，TS16是信令时隙

• E1遵守G.703（ITU-T的分层数字接口标准之一），参见《电力遥视系统的理论与实践》

• PCM30/32系统位速率为

RBP＝fs×N×n=8000×8×32=2048kbit/s

五、有效信息流

• 数据是对客观物体的直接描述或测量 • 信息则是错综复杂的耦合数据之间的联系 • 知识表达了结构化的信息之间的综合关系 • 智能是获取知识和使用知识的能力测度 信息流的处理 信息流的有效性 信息流的有效性

• 生存周期满足采样定理要求

• 同一信息流对一个业务功能是有效的，但是对另一个业务功能可能是无效的

• 例如，同样是一台换流变压器故障跳闸信息，不同的用户关注其不同的侧面，运行人员关注是否是永久性故障引起的跳闸、跳闸对直流输送功率的影响、对直流系统运行方式的影响等；检修人员关心引起跳闸故障的原因和部位

确定被监视量：有效信息流

• 早期方法：根据状态可观测性确定＋经验

正在过渡：确定有效信息流确定被监控量

• 信息流的特征：QOS要求（特别是时效性）、异步性、不确定性

• 有效信息流：满足生产需求的信息流。例：

绘出所有有效信息流后就可以确定被监视量

六、滑动时变监控窗口

• 滑动时变监控窗口WSCADA[t-T：t]是一种离散滑动时间窗口，完成一次监控过程所需的监控信息来自窗口WSCADA[t-T：t]所对应的信息流；在进行下一次监控过程时，时间窗口向后滑动T，即时间窗为WSCADA[t＋T-T：t＋T]。

• 关于T和T存在非常复杂的技术问题

• 监控窗口的设置满足采样定理、有效信息流要求

八、工程系统论

• 复杂性、无序性、完整性、协调性

• 系统方法：复杂性简化、还原论、HSM框架、SSM框架、自顶向下、面向对象、模型化、系统优化、折衷平衡、逻辑链、启发式、……

实现无人值班变电站的技术要求

2、计算机监控：

• 系统软件选用通用的符合国际标准的操作系统、工作平台、和成套软件工具包 • 有对时功能，优选GPS对时

• 系统的局部故障应该可以隔离并报警 • 各个插件上应有标志，以表明运行状态 • 强电磁条件下能可靠工作，防雷、防过电压 实现无人值班变电站的技术要求

2、计算机监控：

• 抗干扰、绝缘水平符合标准

• 推荐采用220V或110V直流作为YX工作电源

• 电能量脉冲宽度应不小于50100ms，推荐采用RS485接口的电能表 • 配置UPS，可以采用站内直流供电系统

实现无人值班变电站的技术要求

3、继电保护：

• 应装设直流电源监视信号，当直流电源消失时，向自动化系统报警 • 常规保护输出的瞬时和延时信号，根据需要送至自动化系统

4、二次回路：

• 新建变电站应取消常规操作屏

• 新建变电站保护屏上必须装设跳、合闸按钮，采用强电一对一控制方式。应装设反映该断路器运行状态的指示信号

• 新建变电站可装设音响信号系统，当自动化系统停用转入就地控制时投入使用 • 监视断路器跳、合闸回路 • 保护信号不自动复归

• 有载分接头和电容器组可自动调节和自动投切

• 110kV及以下系统配置小电流接地选线装置，并与自动化系统连接 • 控制电缆采用屏蔽电缆

• 根据需要配置同期装置，但不宜用遥控进行同期操作

5、老站二次回路改造：

• 规范YC量

• 小电流接地系统3U0应作为YC • 取消或停用闪光母线及事故音响回路 • 增设YK跳闸闭锁重合闸回路

• 所有异常报警必须有动作自保持（或保存），且便于巡查人员查找、手动或远方复归 • 设备告警YX量包括：保护跳闸信号、断路器跳闸、重合闸动作

• 异常报警分为三类：第一类召唤操作队立即到现场处理；第二类召唤操作队及时到现场处理，但允许维持较长延时的异常报警状态；第三类可以留待巡视人员到现场察看时处理的异常状态报警。对第一、二类形成事故总信号作为YX • 除设备跳闸外，所有不允许等操作队赶赴现场后才处理的设备异常，均必须另设专门的自动装置处理

• 配置UPS，并配足蓄电池容量 实现无人值班变电站的技术指标

• YC量测量误差不大于0.5% • 变送器精度0.5级、420mA、5V • YT输出010V、420mA • YX空接点接入

• YK空接点输出，接点容量为直流220V、5A，110V、5A，24V、1A • 电能量累计容量216 • 远动信息海明距离大于4 • MTBF不小于15000h、系统可用率不小于99.8% • SOE小于5ms • 通信速率宜大于600bd，误码率不大于104 • UPS或其它后备电源后备时间应大于1h • 接地电阻小于0.5

无人值班变电站自动化系统功能

1、继电保护：

• 通信功能：接受查询；传送事件报告；传送自检报告；对时；修改保护定值；定值查询；保护投退；传送保护状态

• 线路保护：110kV线路一般采用阶段式距离和阶段式零序方向保护；35kV线路一般采用一段或两段式(方向)电流、电压速断和过流保护；10kV线路采用两相或三相电流速断和国电流保护

1、继电保护：

• 电容器组保护 • 母线保护

• 变压器保护：主保护采用二次谐波制动或比例制动的纵差保护；后备保护委过流或复合电压启动的过流保护 • 自动重合闸

2、自动控制：

• 小电流接地选线 • 备用电源自投 • 低频减载 • 同期

• 电压无功控制

3、数据采集：YC、YX

4、安全监控

• 控制与操作闭锁

五防：防止误分误合断路器；防止带负荷拉合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带接地线合断路器；防止误入带电间隔

• 越限报警与异常状态报警 • SOE、事故追忆与故障录波

5、数据处理和记录

• 生数据处理 • 数据合理性校验 • 特殊计算

• 旁路断路器代路处理

• 微机五防操作闭锁信息处理 • YC越死区处理

• SOE、事故追忆与故障录波信息处理 • 电量累计

• 分合断路器时，直流母线电压和电流变化记录 • 各类报警、分类计算表统计

6、MMI • 打印 • 显示 • 在线维护 • 操作

7、远动

8、自诊断和自恢复 存在的主要问题

1、几乎完全仿照综自出现之前的运行人员工作，缺乏创新。即：

综自功能 ＝ 计算机替代运行人员部分工作

• 因此，综自系统除了减轻运行人员劳动强度和提高自动化水平的优点外，很多人不了解其更多的优点，特别是不知道综自系统的价值



没有针对电力系统运行需求来制定综自的功能

2、对数据的传送不加区分，缺乏进一步处理，让电力系统的工作人员从海量数据中寻找有用的信息。（“海量数据”问题）

• 是造成电力系统事故的重要原因之一

• 运行人员的私有知识成为保证电网安全、质量和经济性的唯一手段  没有针对电力系统信息需求来定制综自的功能 综自系统的功能需求

• 主管领导、各级调度运行人员、变电站运行人员、检修人员、维护人员等对信息的需求不同（例如：主变跳闸时），因此要求信息甄别传输 • 某些信息要求在同级班组或变电站之间传输，如事故教训

3、缺乏标准化和产品化

• 没有定型的综自系统是目前影响综自系统可靠性的主要原因之一 研究单位、制造厂家、用户都应该重新考虑综自的功能需求！需求就是动力！！

利用遥视系统实现无人值班变电站的安全运行监控 主要内容

• 遥视系统的安全监视功能 • 遥视系统的技术现状

• 遥视系统建设中的若干重要问题

• 利用遥视系统实现安全监控的研究新进展 遥视系统的安全监视功能

• 遥视系统的兴起和发展是由于变电站安全运行监视的需要 • 辅助变电站安全生产是目前遥视系统的核心和灵魂 • 遥视系统所有功能都围绕变电站安全生产而设计 应用提示：不能简单地将安防系统作为电力遥视系统

• 实现对变电站运行设备的远程正常巡视 • 实现对变电站运行环境的远程监控

• 保证遥控操作的安全性

• 辅助进行事故处理

• 对检修过程进行监控

为什么采用遥视系统可以实现变电站安全运行监控？

• 安全科学认为：影响安全的因素包括人、设备（系统）、环境、管理四个方面。生产过程中任何一个环节的不可知不可控都可能造成事故。加强事故链的监视是切断事故链、防止事故发生的必要条件

• 遥视系统监视人、设备的一部分和全部环境内容 遥视系统的技术现状

• 遥视系统的特征

• 三种典型的遥视系统结构

• 目前必须实现的几个重要功能 • 主要性能指标 遥视系统的特征

• 分层分散式系统

• 集成式系统

• 超大信息流量

• 强电磁干扰运行环境

4.1 满足不同用户电能质量需求的用户电力技术

满足不同用户电能质量需求的控制技术也称为用户电力技术(custom power)，是美国Hingorani博士于1988年提出的概念：把大功率电力电子技术和配电自动化技术综合起来，以用户对电力可靠性和电能质量要求为依据，为用户配置所需要的电力。电力公司(或其他利益群体)利用用户电力技术和新设备，可使单独用户或用户群从配电系统得到用户指定质量水平的电力；用户电力技术可以用来有效抑制或抵消电力系统中出现的各种短时、瞬时扰动，可使用户供电可靠性达到不断电、严格的电压调整、低谐波电压、冲击和非线性负荷对终端电压无影响等。

• IEC61850的目标（“变电站通信网络和系统”）

• IEC61850的目标：解决变电站自动化系统的互操作性（而不是互换性）

• 标准的目的既不是对在变电站运行的功能进行标准化，也不是对变电站自动化系统内的功能分配进行标准化

• 互操作性：一个制造厂或者不同制造厂提供的两个或多IED交换信息和使用这些信息执行特定功能的能力

• 互换性：不用改变系统内的其他元件，用另一个制造厂的设备代替一个制造厂的设备的能力 必要性

• 在变电站自动化系统中，各个不同制造厂采用采用了各自的特定专用通信协议，采用不同制造厂的智能电子设备时要求复杂和高费用的协议转换

随着技术的发展，即使是同意制造厂的IED之间也存在协议转换问题 • 互操作性一直是变电站自动化系统的瓶颈

变电站自动化系统三层次模型

• 目前大量工程应用的变电站自动化系统采样了分层分布式，即整个变电站自动化系统分为变电站层和间隔层，间隔层设备主要对应于一次间隔设备的保护、测量和控制

• 在IEC 61850中，IEC/TC 57提出了3层次模型的变电站自动化系统构架，即采用电子式电压和电流互感器和开关的一次设备增加了智能接口后，这些智能化设备作为变电站的过程层

• 采用3层次模型后，原来间隔层设备与互感器、开关的一次设备之间的电力电缆连接变为通信电缆连接，并形成过程总线

间隔（Bay）的定义

• 变电站由具有一些公共功能的紧密连接的部件组成，例如介于进线或者出线和母线之间的断路器，带断路器和相关的隔离刀闸和接地刀闸的母联，代表两种电压等级的两条母线之间带开关设备的变压器。间隔的概念可适用于1 1/2断路器和环形母线变电站配置，将一次断路器和相关的设备组成一个虚拟间隔。这些间隔按被保护的电力系统子集组成，例如变压器或者线路终端组成间隔，开关设备的控制有一些共同的限制诸如互锁和已经定义的操作顺序。这些子集的标识对于维修（哪些部分可能同时断开，减少对子集其余部分的影响）或者扩充设计。（如果一个新的线路将要投运，需要增加的部分）是非常重要的，这些子集被称为“间隔”，由通用名称为“间隔控制器” 进行管理，把继电保护系统称为“间隔继电保护”

数字化变电站逻辑接口

① 间隔层和变电站层之间保护数据交换； ② 间隔层与远方保护之间保护数据交换； ③ 间隔层内数据交换；

④ PT和CT输出的采样值；

⑤ 过程层和间隔层之间控制数据交换； ⑥ 间隔和变电站层之间控制数据交换； ⑦ 变电站层与远方工程师办公地数据交换； ⑧ 间隔之间直接数据交换，如联锁等快速功能； ⑨ 变电站层内数据交换；

⑩ 变电站和远方控制中心之间控制数据交换。

什么是数字化变电站？

• 数字化变电站指信息采集、传输、处理、输出过程完全数字化的变电站 • 基本特征为设备智能化、通信网络化、运行管理自动化等

• 变电站综合自动化系统实现了间隔层和站控层间的数字化，数字化变电站还需完成过程层及间隔层设备间的数字化

数字化变电站的特点 • 一次设备智能化

采用数字输出的电子式互感器、智能开关（或配智能终端的传统开关）等智能一次设备

一二次设备间用光纤通信传输信息

• 二次设备网络化

二次设备间用通信网络交换模拟量、开关量和控制命令等信息，取消控制电缆

• 运行管理自动化

自动故障分析

设备健康状态监测

程序化控制 数字化变电站的优势

• 减少二次接线 • 提升测量精度

• 提高信号传输的可靠性

• 避免电缆带来的电磁兼容、传输过电压和两点 • 接地等问题

• 变电站的各种功能共享统一的信息平台，避免 • 设备重复

• 自动化运行和管理水平的进一步提高 数字化变电站技术功能规范

• 智能一次设备

数字输出的电子式互感器

开关、变压器等一次设备智能化

• 过程层通信

互感器→二次设备： IEC61850-9-1或-9-2

1类性能要求开关量：IEC61850的GOOSE

一次设备和二次设备间其他信息交换：IEC61850-8-1（MMS）

第四篇：电力调度自动化论文

现代电力调度自动化系统的应用与发展

摘要：电力调度自动化系统在电网的实时监控、故障处理等方面发挥了重要作用，它的应用彻底改变了传统的电网调度方法，是电网调度手段的一次革新，是电网稳定运行的重要保障。本文通过分析电力调度自动化系统的主要功能，以广东红海湾发电有限公司为例，针对系统特点及发展趋势进行探讨。

关键词：电力调度自动化系统；数字；市场；智能

1、电力调度自动化系统的主要功能

电力调度自动化系统的主要功能包括：数据采集、信息处理、统计计算、遥控、报警处理、安全管理、实时数据库管理、历史库管理、历史趋势、报表生成与打印、画面编辑与显示、Web浏览、多媒体语音报警、事件顺序记录、事故追忆、调度员培训模拟等。重要节点采用双机热备用，提高系统的可靠性和稳定性。当任一台服务器出现问题时，所有运行在该服务器上的数据自动平滑地切换到另一台服务器上，保证系统正常运行。系统有健全的权限管理功能。能快速、平稳地自动或人工切除系统本身的故障，切除故障时不会影响系统其他正常节点的运行。调度主站是整个调度自动化监控和管理系统的核心，从整体上实现调度自动化的监视和控制，分析电网的运行状态，协调变电站内RTU之间的关系，对整个网络进行有效的管理使整个系统处于最优的运行状态。

2、电力调度自动化系统的特点

2.1系统的开放性

广东红海湾发电有限公司调度自动化系统遵守各种工业标准。系统的设计参考IEC（国际电工委员会）制定的IEC61970/IEC61968系列国际标准，遵循CIM模型开发。支持系统软硬件升级，支持第三方的开发，可以与其他厂家的系统接口。因为有众多的厂家支持这些工业标准，所以广东红海湾发电有限公司有广阔的选择空间来进行系统配置，以满足工业领域的各种应用。

跨平台体现了系统的开放性。跨软件平台：操作系统：UNIX、NT；数据库：Oracle、Sybase等；跨硬件平台：COMPAQSUNIBMHP的64位系统；WINDOWSINTEL的32位系统。2.2系统的可扩展性系统的分层、分级、分布式管理的设计思想为系统进行方便的扩展提供基础。主站节点，站端设备服务器、工作站及网络设备等硬件，软件模块等都可以方便的扩充，就象是搭积木一样。这种持续可扩的性能，使用户在实现调度自动化时，按照“总体规划，分步实施”的策略来实施，避免了一次性投资太大。2.3先进的系统平台

广东红海湾发电有限公司调度自动化系统采用持续开放的通用网络平台，即SuperOpen平台的设计，运用lient/Server结构，强调中问件设计模式，由此形成的网络级中性服务平台仅服务于客户请求的中性数据，而无需考虑数据的应用。不仅丰富了系统服务定义的内涵，且为内部不断扩大的各部门系统网的Intranet及与外层Internet的自适应网络互联带来了潜在效能，使使用者可自行灵活定义拓广的应用，并自动接入系统及与系统通信。

平台将上层应用和底层支撑隔离开，为系统的稳定高效运行提供可靠保障和奠定坚实基础，它为整个西山电力提供通用的平台功能支持。

2.4强大的WEB浏览功能

广东红海湾发电有限公司调度自动化系统平台本身支持功能强大的WEB浏览功能。采用三层结构的设计思想，通过WEB服务器，支持多个客户端实时数据、静态数据、图形、曲线、报表(动态报表)、事项等查询。

3、电力调度自动化系统的发展趋势 3.1数字化

随着信息化的普及和深入，越来越多的目光投向了数字化变电站和数字化电网的研究开发。电网的数字化包括信息数字化、通信数字化、决策数字化和管理数字化4个方面。

3.1.1信息数字化：是指电网信息源的数字化，实现所有信息（包括测量信息、管理信息、控制信息和市场信息等）从模拟信号到数字信号的转换，以及对所有电网设备（包括一次设备、二次保护及自动装置以及采集、监视、控制及自动化设备）的智能化和数字化。电网具有很强的时空特性，需要采集、监视和控制设备的二维及三维时变 信息。信息数字化的目标是数据集成、信息共享，主要以数字化变电站为主体。

3.1.2通信数字化：是指数字化变电站与调度自动化主站或集控中心之间通信的数字化。畅通、快速、安全的网络环境和实时、准确、有效运行信息的无阻塞传递是数字化电网监控分析决策的重要前提。

3.1.3决策数字化：电网安全、稳定、经济、优质运行是电网数字化的根本目的，必须具备强大的分析和决策功能，实施经济调度、稳定控制和紧急控制的在线闭环，达到安全、稳定、经济、优质运行的目的。

3.1.4管理数字化：包括设备生产、运行等大量基础数据在内的各种应用系统的建设，实现从电网规划、勘测、设计、管理、运行、维护等各个环节的全流程的信息化。

电力调度自动化的数字化将会给调度的视角带来新的变化，许多新兴技术，如遥视技术、虚拟现实技术、可视化技术、全球定位系统（GPS）技术、遥感技术、地理信息系统（GIS）技术将会在未来调度自动化系统中得到广泛深人的应用。

数字化的目标是利用电网运行数据采集、处理、通信和信息综合利用的框架建立分区、分层和分类的数字化电网调度体系，实现电网监控分析的数据统一和规范化管理以及信息挖掘和信息增值利用，实现电力信息化和可视化、智能化调度，提高决策效率和电力系统的安全、稳定、经济运行水平。

3.2市场化

电力市场化改革也给电力系统运行和控制带来一系列新问题。例如：电网的传输容量逐步逼近极限容量；电网堵塞现象日趋严重；负荷和网络潮流的不可预知性增加；大区电网运行相对保密，相关电网信息和数据不足；厂网分开后的调度权受到限制，以安全性为唯一目标的调度方法转向以安全性和经济性为综合目标的调度方法；市场机制不合理可能降低系统的安全性等。因此，需要未来的调度自动化系统和电力市场的运营系统更加紧密地结合在一起，在传统的EMS和WAMS应用中更多地融入市场的因素，包括研究电力市场环境下电

网安全风险分析理论，以及研究市场环境下的传统EMS分析功能，如面向电力市场的发电计划的安全校核功能、概率性的潮流及安全稳定计算分析、在线可用输电能力（ATC）的分析计算等。

3.3智能化

智能调度是未来电网发展的必然趋势。智能调度技术采用调度数据集成技术，有效整合并综合利用电力系统的稳态、动态和暂态运行信息，实现电力系统正常运行的监测与优化、预警和动态预防控制、事故的智能辨识、事故后的故障分析处理和系统恢复，紧急状态下的协调控制，实现调度、运行和管理的智能化、电网调度可视化等高级应用功能，并兼备正常运行操作指导和事故状态的控制恢复，包括电力市场运营、电能质量在内的电网调整的优化和协调。

调度智能化的最终目标是建立一个基于广域同步信息的网络保护和紧急控制一体化的新理论与新技术，协调电力系统元件保护和控制、区域稳定控制系统、紧急控制系统、解列控制系统和恢复控制系统等具有多道安全防线的综合防御体系。

4、结束语

计算机、通信和人工智能等领域的新技术和新思想为电力调度自动化系统的发展提供了技术保障，特高压、电力体制改革等新形势对电网调度自动化系统既提出了新的挑战，也提供了前所未有的机遇。未来调度自动化技术及系统将会有更快更大的发展，但也需要付出艰辛的努力。

参考文献：

[1]何景斌.管理信息系统在电力调度管理自动化中的应用[J].建材与装饰，2007.[2]马红.电力调度自动化系统实用化应用[J].现代电子技术2004.

第五篇：变电站综合自动化系统安全运行探讨

变电站综合自动化系统安全运行探讨

摘要:变电站综合自动化系统是电网自动化系统的一个重要组成部分,变电站综合自动化系统对变电站内的设备进行统一的监控、管理,与电网调度自动化系统进行实时信息交换、信息共享,提高了电网的安全稳定水平。因此,变电站综合自动化系统的安全运行直接决定了变电站的安全和稳定。本文论述了变电站监控系统的运行管理措施。

关键词:电力系统自动化;安全运行;管理对变电运行管理的重要性

变电站是电力系统发、输、配电工程不可缺少的环节。变电站的安全运行是电力系统安全运行的重要组成部分,如果变电站发生事故会直接影响电网的安全运行,迫使电力系统的运行方式发生变化,严重时会导致供电中断,造成大面积停电。变电运行工作平凡而责任重大,确保变电站设备的安全运行是变电运行工作的重中之重。变电站监控系统的运行管理

变电站监控系统是把变电站中的中央信号、事故音响、运行数据、倒闸操作等功能综合起来,进行统一管理,将各种信息进行分析、筛选和归类,以利于进行正常的监控和操作。变电站综合自动化监控系统的运行管理可分为日常管理、交接班、倒闸操作、验收和故障处理等。

2.1 日常管理

2.1.1 一般规定

a.定期核对“四遥”即遥测、遥信、遥控、遥调的正确性。进行通信网络测试、标准时钟校对等维护,发现问题及时处理并做好记录。

b.进行变电站例行遥控传动试验和对上级调度自动化系统信息及功能有影响的工作前,应及时通知有关的调度自动化值班人员,并获得许可。

c.一次设备变更(比如设备的增减、主接线的变更、互感器变比改变等)后,修改相应的画面和数据等内容时,应以经过批准的书面通知为准。

d.运行中严禁关闭监控系统报警音箱,应将音箱音量调至适中位置。

e.未经调度或上级许可,值班人员不得擅自将监控系统退出(除故障外),如有设备故障退出,必须及时汇报调度员。

f.五防解锁钥匙应统一管理,由站长授权使用。

g.每隔半年将主机历史数据进行备份,该工作应由站长联系远动班完成。

h.保持监督控制中心和周围环境的整齐清洁。

2.1.2日常监控

监控系统的日常监控,是指以微机监控系统为主、人工为辅的方式,对变电站内的日常信息进行监视、控制、以掌握变电站一次主设备、站用电及直流系统、二次继电保护和自动装置等的运行状态,保证变电站正常运行的目的。日常监控是变电站最基本的一项工作,每个运行人员都必须了解微机监控系统日常监控的内容并掌握其操作方法。监控系统的日常监视的内容:各子站一次主接线及一次设备;各子站继电保护及自动装置的投入情况和运行情况;电气运行参数(如有功功率、无功功率、电流、电压和频率等),各子站潮流流向;光字牌信号动作情况,并及时处理;主变分接开关运行位置;每小时查看日报表中各整点时段的参数(如母线电压,线路电流、有功及无功功率,主变温度,各侧电流、有功功率及无功功率等);电压棒型图、各类运行日志;事故信号、预告信号试验检查;五防系统网络的运行状态;UPS电源的运行情况;直流系统的运行情况。

2.1.3 操作监控

操作监控是指操作人员在变电站内进行倒闸操作、继电保护及自动装置的投退操作以及其他特殊操作工作时,监控人员对操作过程中监控系统的各类信息进行监视、控制,以保证各种变电设备及操作人员在操作过程中的安全。操作监控的内容有一次设备的倒闸操作,继电保护及自动装置连接片的投退操作。

2.1.4 事故处理异常监控

事故监控是指变电站在发生事故跳闸或其他异常情况时,监控人员对发生事故或异常情况前后某一特定时间段内的信息进行监视、分析及控制,以迅速正确地判断处理各类突发情况,使电网尽快恢复到事故或异常情况前的运行状态,保证本站设备安全可靠地运行,确保整个系统的稳定。

事故监视的内容一般有主变压器、线路断路器继电保护动作跳闸处理的监视;主变压器过负荷的异常运行监视;主变压器冷却器故障的处理;主变压器油温异常的监控;各曲线图中超出上、下限值的监视及处理;音响失灵后监控;系统发生扰动后的监控;光字牌信号与事故、异常监控等。

2.2 交接班和倒闸操作管理

监控中心交接班与原常规站交接班内容基本相同,要明确设备运行方式、倒闸操作、设备检修、继电保护自动装置运行情况、设备异常事故处理、工作票执行情况等方面的内容。需要特别注意的有两个事项:网络的测试情况和所有工作站病毒检查情况。通讯一旦中断或网络发生异常监控中心对各变电站将会束手无策。倒闸操作一般应在就地监控微机上进行,监控值班人员在就地监控微机上进行任何倒闸操作时,仍要严格遵守DL408-1991《电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)》的规定,一人操作,一人监护。监控值班人员必须按规定的权限进行操作,严禁执行非法命令或超出规定的权限进行操作。

2.3 验收管理

就地监控微机要求有与现场设备一致的一次主接线图,在图中可以调用和显示电压、负荷曲线、电压的棒图或保护的状态,能对断路器进行控制,投退保护压板,调整主变分接头,查看历史数据等功能。要在日常的运行中获得可靠的信息,初期的验收主要有遥测量(YC)、遥信量(YX)、遥控量(YK)、遥调量(YT)四个方面的内容。

2.3.1遥测量

遥测量指信息收集和执行子系统收集到的,反映电力系统运行状态的各种运行参数(基本上是模拟量)。

正常的遥测量数据包括:主变压器各侧的有功及无功功率、电流、变压器的上层油温;线路的有功及无功功率、电流(220kV以上线路三相电流);母线分段开关的有功功率、电流;母线电压、零序电压(3U0);电容器的无功功率、电流;消弧线圈的零序电流;直流系统的浮充电压、蓄电池端电压、控母电压、合母电压、充电电流;站用变的电压、系统频率。这些正常的遥测数据,测量误差应小于1%,在验收时要逐一核对,根据现场情况尽可能在送电前完成。

2.3.2 遥信量

遥信量指反映电力系统结构状态的各种信息,是开关量(需经隔离才能送入远动装置)。遥信量数据包括:开关位置信息;开关远方/就地切换信号;开关异常闭锁信号、操作机构异常信号、控制回路断线信号;保护动作、预告信号、保护装置故障信号;主变压器有载分头位置、油位异常信号、冷却系统动作信号、主变压器中性点接地隔离开关与运行方式改变有关的隔离开关位置信号;自动装置投切、动作、故障信号(即DZJZ,备用电源装置);直流系统故障信号,现场手动操作解除闭锁系统信号;全站事故总信号、预告总信号、各段母线接地信号、重合闸动作信号、远动终端下行通道故障信号、消防及安全防范装置动作信号(火灾报警)。

遥信量的选择不见得是越多越好,对重要的与不重要的加以区分,应选择重要的保护与开关量信息,当一次系统发生事故时,会有大量的数据,如果不进行选择会影响人对事故的正确判断及对事故的快速反应。也可增加相应的特殊信号或对一些遥信量进行合并,合并的信号运行人员应清楚是哪几个信号,如控制回路断线、机构异常、SF6气体压力低等。

2.3.3 遥控量

遥控量指改变设备运行状况的控制命令,包括开关分、合;变压器中性点地刀分、合;保护软压板的投、解。要求遥控量的传输可靠。验收时要核对正确性,还需做一些必要的措施,尤其是第一次控制开关(就地微机、监控微机数据库有变化时)现场要有防误控的措施,把运行设备的远方/就地开关切换至就地。设备只要有检修时,要对开关遥控进行分、合测试,以保证其正确性。

2.3.4 遥调量

遥调量是指连续或断续改变设备运行参数的有关信息,如变压器的分接头等。验收时分接头位置指示与实际相符,调升命令下达后变压器分接头应该升。

2.4 事故异常管理

监控系统的故障处理或事故抢修应等同于电网一次设备的故障处理或事故抢修。变电站现场事故处理预案中要加入监控系统部分。监控系统设备出现严重故障或异常,影响到电气设备操作的安全运行时,按事故预案处理,并加强对电网一次、二次设备的监视,以避免出现电网事故或因监视不力危及设备和电网安全。同时立即汇报调度和本部门分管领导确定抢修方案,统一安排处理。监控机发出异常报警时,监控人员应及时检查,必要时检查相应的一、二次设备。监控系统主机故障,备用机若不能自动切换时,应及时向调度和有关部门汇报,尽快处理。在监控系统退出期间,运行人员应加强对一、二次设备的巡视,及时发现问题。在处理事故、进行重要测试或操作时,有关二次回路上的工作必须停止,运行人员不得进行运行交接班。监控系统设备永久退出运行,设备维护单位需向上级调度自动化管理部门提出书面申请,经自动化主管领导批准后方可进行。存在的问题及对策

改造后的变电站综合自动化系统由于设备问题、电磁干扰、通道误码等原因,信息误发、漏发情况时有发生。往往在事故情况下有大量的信息上传,因此要求值班人员能迅速进行判断。简单可行的办法是一看时间,二看遥测量。无论什么保护动作,其启动都是由动作量值整定的,都有一个启动到动作出口的过程。计算机将保护动作的过程按时间顺序体现出来,通过遥信量的分、秒、毫秒在同一时间段内有不同的保护动作情况,可以判断为误遥信。再结合遥测量的变化、相应开关变位、事故总动作信号来判断。例如:主变有一侧开关变位,三侧电流、有功、无功正常,中、低压侧电压正常,这时应判断开关变位是误发或现场把控制电源断开所引起。

运行中经常出现的异常有通讯中断、监控微机死机、遥测值不刷新和遥控拒控制。异常或事故处理时应坚持以下处理步骤:记录掉闸开关名称及编号,在事故报警窗中查询开关的掉闸时间及保护动作情况、时间,做好记录后将变位设备对位。结束语

变电站综合自动化系统的运行管理需要结合现场实际不断探索,尤其在日常运行、交接班、倒闸操作、设备验收、异常事故处理等方面不断研究,加强每一个环节的管理,变电运行管理才能扎实有效,变电站的安全运行才能得以保证。