论文部分内容阅读
摘 要 随着新疆电力信息化建设和应用的不断深入，输变电设备的实时监测能力被作为是开展状态检修的有力组成部分。推广实施电力输变电设备状态监测系统势在必行，通过实时监测可以有效地降低电力设备非计划停运率，提高电网安全稳定运行水平。状态监测系统应用水平已经作为电力生产人员的运行维护能力标尺。为了提高输变电状态监测系统的实用化程度，国网公司在制定的实用化评价办法中，提出了装置可用率及告警数据及时处理率两个指标。本文针对在基于电力状态监测系统的研究及应用管理方面进行讨论，介绍我们在推广实施过程中的研究成果和工作经验。
关键词 状态监测 电力 分析 监盘
一、引 言
在新疆电力输变电设备状态监测系统上线以前，有部分输电线路安装了状态监测装置，通常都是在Internet广域网上传输数据及搭建应用服务器；部分变电站也安装了状态监测装置，数据集中在站级的状态监测系统中进行展示。状态监测装置类型不一及数据展示的不统一，造成检修、运行和管理人员无法一一查询及统一横向分析监测数据，另外监测数据在广域网中传输的情况增加了数据被注入、篡改的风险，无法保障安全有效的获取数据就谈不上准确的监控。这些实际发生的问题都体现出了当时电力运行维护技术手段与装备较为粗放，对输变电运行状态、气象与环境监测面不够；信息安全防护水平上不够；电力运维管理的信息化、自动化和互动化的程度较低的情况。
新疆电网同时也存在一定特殊情况，一是覆盖面积大，线路走廊地形复杂；二是南北疆气候差异大。输变电设备因大风、沙尘暴等自然灾害引起的事故时有发生，给设备的运行和运维造成极大困难；人口密集地区和经济发展较快的地区输电线路因大型基建项目较多，易发生外力破坏事故。为了尽快解决及提高新疆电力整体运维能力水平，新疆电力在2012年按照国家电网统一标准实施推广了输变电设备状态监测系统。2013年主体工程已全面竣工验收，目前正在进行输变电设备状态监测系统高级应用功能的实施推广。
二、主站建设方案
电力输变电设备状态监测系统采用两级部署，监测数据在网省和总部集中，地市（包括班组）用户均通过登录网省PMS（PMS：电力生产管理信息系统，管理各类设备台账及其运行检修数据）系统使用状态监测应用功能。输电线路上分布的各类传感器首先通过线路CMA（CMA：状态监测代理，能在一个局部范围内管理和协同各类输电线路状态监测装置，汇集各类状态监测装置的数据，并替代各类状态监测装置与主站进行安全双向数据通信的一种数据通信代理装置）汇聚，然后CMA通过直接接入部署在网省端的线路CAG实现状态信息的接入。在网省集中存储的状态监测数据可以通过规范的状态监测数据服务经由企业级ESB （ESB：企业服务总线，能够让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合）
总线为其他应用系统提供各类输变电设备状态监测在线信息，满足各类业务应用对状态监测信息的需要。同时，网省侧PMS将集中的状态监测信息（跨区电网部分）通过数据中心进一步转发总部，供总部PMS中的跨区电网高级应用模块及其他应用系统使用。在需要的时候，总部用户也可以通过总部PMS远程调用网省的状态监测信息（如非跨区电网部分），以满足故障或其他异常情况下的特殊需要。
系统架构从分层角度看，存在传感器层、接入层和主站层三层基本结构：这种分层设计可支持传感器层、接入层和主站层在各自范围内遵照统一的标准相对独立地并行发展。传感器层重点发展各种先进实用的传感原理和传感器技术；接入层重点发展各种可靠经济的通信组网技术和信息处理标准化技术；主站层重点发展各种监测信息存储、加工、展现、分析、诊断和预测等监测数据应用技术。系统分层体系的建立有利于推动公司输变电设备状态监测系统的持续改进和发展，使得各层技术更新的相互影响最小化。其中的安全通信组件是标准化组件，可嵌入在各类传感器中，统一负责传感器与CMA之间的唤醒、认证、数据通信和信息安全任务，各类传感器无需考虑与CMA的底层通信细节和信息安全策略等问题，仅专注于自身专业传感技术的实现。
三、主站建设目标
1.以主站系统为平台，将新疆电网各类输变电设备在线监测信息进行统一接收、存储、处理，解决各地州公司在线监测系统孤岛运行的现状。
2.建立合理的运行维护机制，实现主站系统数据在生产中的有效应用，以及为调度、应急管理等提供有效信息。
四、日常应用监盘
截止2013年10月新疆电力公司输变电设备状态监测信息系统已接入共计变电监测设备1 175台；接入输电监测设备488台。系统具有良好的可扩展性，可以逐步建设、逐步扩充、逐步升级，用以满足输变电设备在线监测不断发展的要求。2013年～2015年，输变电设备状态在线监测系统将100%覆盖所有重点监控区域，系统涉及监控输变电设备范围将进一步扩大。
减少输变电设备现场运行维护工作量，提高设备健康状况的可控、在控能力，是贯彻落实国网公司“两个转变”及“三集五大”发展战略，建设坚强智能电网的必然要求。为了实现上述目标，除了需要系统的有力支撑，还需要建立输变电设备状态监测系统信息监盘的一整套工作方案及组织体系。只有保证监盘工作的安全、正常、有序运行，加强值班管理，才能发挥好信息系统对新疆全省电网安全稳定运行的技术支撑作用。
状态监测信息的统一监盘，一是避免了分散式的管理，大大提高了状态监测系统的利用效率；二是监测系统巡视形成常态化，可及时发现设备隐患；三是为快速抢修和现场远程指挥提供技术支持。状态监测系统中各种远程监控装置，能实时传输现场各种监测数据，实现了异地同步了解现场情况，起到了“千里眼”和“顺风耳”的作用，监盘工作人员根据工作要求过滤无效信息并上报并督促有效信息的落实整改，让设备管理人员实时掌握设备运行状态，快速、准确、及时开展检修。 监盘工作范围包括设备状态实时监盘、监测装置实时监盘、重要设备状态监盘、实用化指标细化提升等工作。
五、监盘工作方案
1.建立组织。按照地市-网省-国网层级建立统一监盘人员组织。监盘人员除了对输变电设备状态、及监测装置可用性进行一年365天24小时日常监控外，还可根据输变电设备重要性、及设备运行检修情况进行分重点分类别信息监控并协调配合输变电设备运行突发事件的应急处理。
2.制定日常运行管理制度。定义组织内各角色分工及日常工作例会及汇报制度。
3.制订应急预案和紧急事项汇报制度。 输变电设备状态监测系统告警信息及不良监测装置通报工作实行“统一领导，分级管理、逐级上报”的工作方针，加强电网安全运行及应急处置工作。汇报方式有以下三种：（1）录音电话、手机短信、电子邮件。（3）事后汇报采用监测信息汇总分析报告方式。（2）次日汇报采用《新疆电力公司输变电设备状态监盘运行日报》。
汇报流程为：发现设备及装置告警时，值班员根据设备属地化运行维护范围，在同一设备同一性质告警初次发生10分钟之内通知维护单位设备运维人员，在发生15分钟内发送异常影响范围短信，注明受影响设备；通过录音电话上报，设备运行维护负责人要求其在30分钟内回复设备影响情况及告警信息处置方法。
六、应用目标
1.网省公司应用目标。（1）重点监控220kV及以上重要变电站、重要线路的运行情况，实时调用地州级设备监测数据，实现设备健康状态的远程专家诊断；（2）快速整合所辖区域内输变电设备的各项信息数据，实现各种设备运维状况的系统性分析，为生产、规划、设计、新技术研究提供实际运维数据；（3）在应急预案启动期间，监测图像、数据分析结果可在省公司应急指挥中心展示，以便应急指挥中心掌握各类输变电设备实时状态。
2.地州公司应用目标。（1）动态监测各特殊区域输变电设备的运行状况，对设备缺陷及时预警，为输变电设备状态检修计划的制订提供决策依据；（2）建立监盘的人员值班制度，对输变电设备危险点及重点设备进行实时监控，弥补运行单位巡视间隙的空白；（3）通过监测平台与应急指挥中心的结合，地州级应急指挥中心可调用查看各类所需的设备数据，及时掌握现场信息，对现场作业进行远程指挥；（4）通过对气象监测系统的数据调用，实现气象预警；（5）调度部门可以通过监测系统实时掌握重载、增容输变电设备的温度变化，为设备的负荷控制提供依据。
3.实例。见图1、图2。
七、结束语
国务院总理温家宝在十一届全国人大四次会议上作政府工作报告时指出，加强现代能源产业和综合运输体系建设。积极推动能源生产和利用方式变革，提高能源利用效率。推进传统能源清洁利用，加强智能电网建设，大力发展清洁能源。智能电网建设已经提升到国家政策的高度。通过输变电状态监测系统的建立及日常监盘工作，对输变电设备进行统一监视以及对状态信息进行集中收集、分析、处理和交互的平台，能更全面的掌握输变电设备运行状态，对信息进行更有效的综合，为输变电设备运行、应急抢修、电网调度、指挥决策提供及时有效的信息，进而确保电网的安全稳定运行。建设并应用好输变电设备状态监测系统是建设坚强智能电网，解决目前输变电设备运行检修不足的必然要求。
关键词 状态监测 电力 分析 监盘
一、引 言
在新疆电力输变电设备状态监测系统上线以前，有部分输电线路安装了状态监测装置，通常都是在Internet广域网上传输数据及搭建应用服务器；部分变电站也安装了状态监测装置，数据集中在站级的状态监测系统中进行展示。状态监测装置类型不一及数据展示的不统一，造成检修、运行和管理人员无法一一查询及统一横向分析监测数据，另外监测数据在广域网中传输的情况增加了数据被注入、篡改的风险，无法保障安全有效的获取数据就谈不上准确的监控。这些实际发生的问题都体现出了当时电力运行维护技术手段与装备较为粗放，对输变电运行状态、气象与环境监测面不够；信息安全防护水平上不够；电力运维管理的信息化、自动化和互动化的程度较低的情况。
新疆电网同时也存在一定特殊情况，一是覆盖面积大，线路走廊地形复杂；二是南北疆气候差异大。输变电设备因大风、沙尘暴等自然灾害引起的事故时有发生，给设备的运行和运维造成极大困难；人口密集地区和经济发展较快的地区输电线路因大型基建项目较多，易发生外力破坏事故。为了尽快解决及提高新疆电力整体运维能力水平，新疆电力在2012年按照国家电网统一标准实施推广了输变电设备状态监测系统。2013年主体工程已全面竣工验收，目前正在进行输变电设备状态监测系统高级应用功能的实施推广。
二、主站建设方案
电力输变电设备状态监测系统采用两级部署，监测数据在网省和总部集中，地市（包括班组）用户均通过登录网省PMS（PMS：电力生产管理信息系统，管理各类设备台账及其运行检修数据）系统使用状态监测应用功能。输电线路上分布的各类传感器首先通过线路CMA（CMA：状态监测代理，能在一个局部范围内管理和协同各类输电线路状态监测装置，汇集各类状态监测装置的数据，并替代各类状态监测装置与主站进行安全双向数据通信的一种数据通信代理装置）汇聚，然后CMA通过直接接入部署在网省端的线路CAG实现状态信息的接入。在网省集中存储的状态监测数据可以通过规范的状态监测数据服务经由企业级ESB （ESB：企业服务总线，能够让不同的应用服务器协调运作，实现了不同服务之间的通信与整合）
总线为其他应用系统提供各类输变电设备状态监测在线信息，满足各类业务应用对状态监测信息的需要。同时，网省侧PMS将集中的状态监测信息（跨区电网部分）通过数据中心进一步转发总部，供总部PMS中的跨区电网高级应用模块及其他应用系统使用。在需要的时候，总部用户也可以通过总部PMS远程调用网省的状态监测信息（如非跨区电网部分），以满足故障或其他异常情况下的特殊需要。
系统架构从分层角度看，存在传感器层、接入层和主站层三层基本结构：这种分层设计可支持传感器层、接入层和主站层在各自范围内遵照统一的标准相对独立地并行发展。传感器层重点发展各种先进实用的传感原理和传感器技术；接入层重点发展各种可靠经济的通信组网技术和信息处理标准化技术；主站层重点发展各种监测信息存储、加工、展现、分析、诊断和预测等监测数据应用技术。系统分层体系的建立有利于推动公司输变电设备状态监测系统的持续改进和发展，使得各层技术更新的相互影响最小化。其中的安全通信组件是标准化组件，可嵌入在各类传感器中，统一负责传感器与CMA之间的唤醒、认证、数据通信和信息安全任务，各类传感器无需考虑与CMA的底层通信细节和信息安全策略等问题，仅专注于自身专业传感技术的实现。
三、主站建设目标
1.以主站系统为平台，将新疆电网各类输变电设备在线监测信息进行统一接收、存储、处理，解决各地州公司在线监测系统孤岛运行的现状。
2.建立合理的运行维护机制，实现主站系统数据在生产中的有效应用，以及为调度、应急管理等提供有效信息。
四、日常应用监盘
截止2013年10月新疆电力公司输变电设备状态监测信息系统已接入共计变电监测设备1 175台；接入输电监测设备488台。系统具有良好的可扩展性，可以逐步建设、逐步扩充、逐步升级，用以满足输变电设备在线监测不断发展的要求。2013年～2015年，输变电设备状态在线监测系统将100%覆盖所有重点监控区域，系统涉及监控输变电设备范围将进一步扩大。
减少输变电设备现场运行维护工作量，提高设备健康状况的可控、在控能力，是贯彻落实国网公司“两个转变”及“三集五大”发展战略，建设坚强智能电网的必然要求。为了实现上述目标，除了需要系统的有力支撑，还需要建立输变电设备状态监测系统信息监盘的一整套工作方案及组织体系。只有保证监盘工作的安全、正常、有序运行，加强值班管理，才能发挥好信息系统对新疆全省电网安全稳定运行的技术支撑作用。
状态监测信息的统一监盘，一是避免了分散式的管理，大大提高了状态监测系统的利用效率；二是监测系统巡视形成常态化，可及时发现设备隐患；三是为快速抢修和现场远程指挥提供技术支持。状态监测系统中各种远程监控装置，能实时传输现场各种监测数据，实现了异地同步了解现场情况，起到了“千里眼”和“顺风耳”的作用，监盘工作人员根据工作要求过滤无效信息并上报并督促有效信息的落实整改，让设备管理人员实时掌握设备运行状态，快速、准确、及时开展检修。 监盘工作范围包括设备状态实时监盘、监测装置实时监盘、重要设备状态监盘、实用化指标细化提升等工作。
五、监盘工作方案
1.建立组织。按照地市-网省-国网层级建立统一监盘人员组织。监盘人员除了对输变电设备状态、及监测装置可用性进行一年365天24小时日常监控外，还可根据输变电设备重要性、及设备运行检修情况进行分重点分类别信息监控并协调配合输变电设备运行突发事件的应急处理。
2.制定日常运行管理制度。定义组织内各角色分工及日常工作例会及汇报制度。
3.制订应急预案和紧急事项汇报制度。 输变电设备状态监测系统告警信息及不良监测装置通报工作实行“统一领导，分级管理、逐级上报”的工作方针，加强电网安全运行及应急处置工作。汇报方式有以下三种：（1）录音电话、手机短信、电子邮件。（3）事后汇报采用监测信息汇总分析报告方式。（2）次日汇报采用《新疆电力公司输变电设备状态监盘运行日报》。
汇报流程为：发现设备及装置告警时，值班员根据设备属地化运行维护范围，在同一设备同一性质告警初次发生10分钟之内通知维护单位设备运维人员，在发生15分钟内发送异常影响范围短信，注明受影响设备；通过录音电话上报，设备运行维护负责人要求其在30分钟内回复设备影响情况及告警信息处置方法。
六、应用目标
1.网省公司应用目标。（1）重点监控220kV及以上重要变电站、重要线路的运行情况，实时调用地州级设备监测数据，实现设备健康状态的远程专家诊断；（2）快速整合所辖区域内输变电设备的各项信息数据，实现各种设备运维状况的系统性分析，为生产、规划、设计、新技术研究提供实际运维数据；（3）在应急预案启动期间，监测图像、数据分析结果可在省公司应急指挥中心展示，以便应急指挥中心掌握各类输变电设备实时状态。
2.地州公司应用目标。（1）动态监测各特殊区域输变电设备的运行状况，对设备缺陷及时预警，为输变电设备状态检修计划的制订提供决策依据；（2）建立监盘的人员值班制度，对输变电设备危险点及重点设备进行实时监控，弥补运行单位巡视间隙的空白；（3）通过监测平台与应急指挥中心的结合，地州级应急指挥中心可调用查看各类所需的设备数据，及时掌握现场信息，对现场作业进行远程指挥；（4）通过对气象监测系统的数据调用，实现气象预警；（5）调度部门可以通过监测系统实时掌握重载、增容输变电设备的温度变化，为设备的负荷控制提供依据。
3.实例。见图1、图2。
七、结束语
国务院总理温家宝在十一届全国人大四次会议上作政府工作报告时指出，加强现代能源产业和综合运输体系建设。积极推动能源生产和利用方式变革，提高能源利用效率。推进传统能源清洁利用，加强智能电网建设，大力发展清洁能源。智能电网建设已经提升到国家政策的高度。通过输变电状态监测系统的建立及日常监盘工作，对输变电设备进行统一监视以及对状态信息进行集中收集、分析、处理和交互的平台，能更全面的掌握输变电设备运行状态，对信息进行更有效的综合，为输变电设备运行、应急抢修、电网调度、指挥决策提供及时有效的信息，进而确保电网的安全稳定运行。建设并应用好输变电设备状态监测系统是建设坚强智能电网，解决目前输变电设备运行检修不足的必然要求。