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可靠、穩定的電力供應是居民生活、社會生產發展的重要保障。電網事故的出現,輕則造成局部停電,重則造成經濟損失,乃至危及人員生命。所以對電網進行實時、準確的事故監控與處理意義重大,但隨著電網體量的不斷擴大,“大運行”體系、變電站無人值守模式的不斷完善,對變電站的設備監控信息質量提出了更高要求。自2012年以來,國網對于信息系統中存在的不足檢查力度越來越大。為實現變電站調控信息接入調度自動化系統逐步規范化,技術標準、管理制度、業務流程等一系列舉措相繼實施。但隨著工作的不斷推進,業務機制中難于統一管理的問題開始凸顯。一次、二次、直流等設備的基本信息,如設備類型、型號、廠家名稱的不統一;”每站每議”模式下導致不同變電站間監控信息很難一致;而且差異化重復審核將造成的管理效率低下。甚至嚴重影響調控人員對電網狀態、設備異常處置造成很誤導,嚴重影響電網的安全、穩定運行。為持續深化調控一體,促進“大運行”體系高效運轉,通過實施變電站監控信息“定值化”管理,可以實現監控信息表編制、審核、執行、變更及校核的全過程管控,提高集中監控數據接入的效率和質量,保障“大運行”調控一體化安全高效運行。而變電站監控信息是調度集中監控業務開展的基礎,信息的正確性是監控運行工作的安全保障,信息的規范和優化是變電站集中監控效率提升的前提。如果不能提高監控信息接入質量,就難以保障調控一體安全高效運行??梢酝ㄟ^對原有變電站監控信息管理管理模式進行完善和創新,吸取繼電保護定值管理成熟經驗,規范變電站監控信息表從編制到最后歸檔各環節工作,真正實現監控信息表全過程管控。
一、設備監控存在的主要問題
按照“大運行”調控一體化建設要求,各電壓等級變電站納入調控中心實施集中監控。隨著集中監控規模的不斷擴大,接入調控中心的監控信息量急劇增多,監控信息采集、描述不規范、缺乏全過程管理、缺乏基礎臺帳管理、效率低下等問題非常突出,監控數據質量成為影響電網監控運行安全的重要因素。
1.現場設備原始信息名稱及采集范圍紛繁復雜
現場設備原始信息名稱及采集范圍紛繁復雜,而調控機構希望監視的信息是名稱規范、采集范圍一致,故只能依靠人工翻譯以及制定信息對應表來滿足監控運行要求,導致工作繁瑣、任務量巨大。
2.標準化、精益化管理水平不高
傳統方式下,設備監控信息審核以變電站為單位使用"每站每議”式審核,需要對不同變電站的同種設備重復審核;設備監控信息審核工作常因缺乏設備臺賬而無法開展;設備監控信息表臺賬無實時性、統一性;主站設備監控信息與現場端常發生不一致現象,監控人員與變電運維人員也常發生理解不一致現象。監控信息管理信息化水平不足目前,監控信息表多使用EXCEL表格手工編制,而僅一座變電站的信息就多達1500至3500條,在設備監控信息編制、審核過程中,容易造成錯誤編輯情況,并誤發保留管理痕跡。
3.監控信息管控流程需進一步優化
設備監控信息接入流程先是由運維單位向調控機構提交監控信息接入申請,管理機構缺少對設計階段、調試階段、現場驗收階段的有效管控,很難從根本上保證設備監控信息采集的全面正確和規范統一。
二、變電站的監控信息定值化管理
1.明確崗位職責,制定定值化管理流程
強化與運維、基建、設計等單位工作協同,使設備監控管理各項業務與相關單位建立聯動管理模式,強化變電站監控信息源端管理,細化相關單位在規劃設計、采購招標、調試及運行評估三階段工作職責。設計單位工作職責:在規劃設計階段編制設備配置清單并報送電科院。電科院工作職責:以企標為依據,應用監控信息管理系統,編制針對某一變電站的設備典型間隔監控信息表。設計單位工作職責:據此編制設備采購技術規范,將監控專業要求納入采購招標技術條件。設計單位工作職責:據此開展施工圖紙設計,圖紙與信息表一致,并出具該站完整監控信息表。建設單位工作職責:組織召開監控信息表差異化審核會,形成調試稿及差異化報告。在細化相關單位工作職責的基礎上,根據變電站監控信息定值化管理理念,制定定值化管理流程。明確相關部門、專業的職責,建立變電站新建變電站監控信息定值化管理流程,完善變電站監控信息接入驗收管理流程,進一步細化各階段相關單位工作內容。圖1為新建站監控信息表定值化管理流程圖。
2.創新建設“監控信息決策專家系統”,提升監控信息管理信息化水平
在對監控信息實現規范化編制的基礎上,同過創建“監控信息決策專家系統”,來提高監控人員工作效率,信息傳遞的準確性,現場人員信息溝通的流暢性,以此提升監控信息管理信息化水平。a.建立設備監控專業專家審核制度,在不同專業建設經驗豐富、技術過硬的設備監控信息專家組,適當調換傳統式變電站專責,解決"每站每議”模式下存在的各人理解差異、信息不規范、難統一、審核重復、效率低下的問題。b.設備的基本信息確定后,進行專家審核,將廠家、型號等設備信息、變電站后臺信息、調控主站信息固化到系統中。同型設備直接調用臺賬審核結果,不僅能提高工作效率,還能保證監控信息規范、統一。同時建立維護設備、變電站后臺、調控主站監控信息對應關系,保證監控告警信息發出后監控人員與現場運行人員之間溝通順暢,理解一致。c.利用監控信息決策專家系統,將所有需要審核的信息逐步錄入,系統根據已有的監控信息以及固化的專家經驗,自動生成規范化監控信息表。防止因審核者專業背景局限性及對采集規范理解偏差而出現監控信息編制問題,還可實現國網不同專業間的知識融合,并可提高信息表的編制質量,及工作效率。d.監控信息表生成后,進入監控信息接入流程進行流轉。流程流轉過程中,監控信息表以界面形式進行編輯、瀏覽等操作,避免了傳統的以EXCEL表進行流轉時容易發生的誤改、誤刪、管理痕跡丟失等現象。
3.優化監控信息管理流程,實施全過程管控
傳統設備監控信息很難規范、統一的一個重要原因是:在設備采購完成之后,往往先設計施工圖,再基于施工圖編制監控信息表。通過將監控信息工作關口前移,在施工圖設計之前,先基于專家組設備臺帳完成信息表編制(見圖2),解決現場改接線問題,并避免監控信息點表、設計施工圖以及現場接線不一致的隱患。構建設備監控信息接入全過程管理流程,基于系統優化、擴展監控信息流程,對工程設計、現場施工、設備調試、變電站驗收、與主站聯調的全過程進行管控,構建包括“大建設”、“大檢修”、“大運行”業務的監控信息全過程管理體系。在工程設計中:設計廠家在一、二次設備采購后,先通過專家組系統生自動成全站信息表,再依托信息表實現施工圖設計,達到設備現場接線與設備監控信息表完全一致。在施工調試中:調試人員基于設備監控信息點表,在裝置后臺與變電站一、二次設備之間全點傳動,驗證接線無誤。在現場驗收中:運維人員開展變電站驗收工作,驗證監控信息點表,把關調試工作,將設備監控信息接入申請上報對應調控部門。在聯調傳動中:調控部門組織有關專業審核設備監控信息點表,并實施聯調傳動試驗,聯調傳動試驗后,設備監控信息點表存檔入庫。
三、系統功能實現
1.規范定值化管理過程
在變電站的設計、調試、驗收過程中,采用“定值化”管理模式,基于專家庫完成了監控信息表的編制、審核和接入,實現監控信息表的智能決策和動態維護,提高監控信息表編制、審核效率,提高信息接入質量。具體實現過程如下:設計院收集變電站所有一次、二次、直流等設備基本信息,包括設備類型、型號、廠家名稱等,并提報新建變電站設備配置清單。設備配置清單與專家庫設備臺賬比對,如果臺賬不能涵蓋本次采購所有設備,由電科院組織專家隊伍、廠家技術人員以及設計人員等對此次選型設備中專家庫未含設備的監控信息進行規范,完善到專家庫設備臺賬中。設計院根據典型信息表及相關管理規定,編制采購技術規范,開展施工圖紙設計,編制完整監控信息表,提交工程管理部門,審核通過后提報調控中心。變電站監控信息表由調控中心統一歸檔。通過聯調對試和試運行,對監控信息進行全面評估,合格后納入集中監控。
2.健全監控信息考核指標體系
基于“五位一體”監控信息接入流程,篩選、聚焦監控信息接入過程與結果指標,對監控信息接入工作的效率效益和建設成果進行考核。監控信息決策專家庫自動生成、統計考核結果,提升考核的效率和權威性。建立檢修公司集中監控考核指標。將集中監控覆蓋率、集中監控變電站AVC接入率、集中監控變電站安消防信息接入率、監控信息接入合格率、監控信息告警優化率等指標納入檢修公司企業負責人年度業績考核關鍵指標,以績效考核強化執行力度;建立對檢修公司專業管理考核指標體系,強化對其專業管理的力度。建立地調設備監控管理考核指標。將地調變電站集中監控率、集中監控運行定期分析情況、變電站監控信息接入管理規范、地調集中監控變電站中低壓出線監視限值及時上報率、變電站監控信息優化成效納入地調專業管理評價體系,強化對地調專業管理力度。
3.建立變電站監控信息聯動分析機制
建立調控事故后期分析工作流程和技術支持系統問題反饋處理流程,在電網故障處理后啟動監控信息跨專業后評估,及時分析和處理誤、漏監控信息問題;完善設備監控運行分析評價制度,落實電網故障響應管理機制,開展故障響應情況統計分析和專項工作考評,加強無人值守變電站調控管理。針對監控信息不規范、誤報、漏報、頻報等異常運行情況帶來的安全風險,組織變電站監控信息安全隱患排查專項活動,指導各級調控中心重新梳理監控信息管理各環節工作,以制度、流程、記錄為抓手排查并消除在監控信息管理流轉環節中可能存在的安全隱患;定期開展專業技能培訓,建成監控業務在線智能監控崗位技能提升系統,每月對各級調控中心監控人員抽考,提高監控人員告警信息處置能力,為“調控一體化”工作的深入開展打下堅實基礎。
4.加強監控信息全過程安全管控
健全監控業務安全管理機制,構建全過程跨部門監控風險管控體系。建立監控安全管控指標體系。以“全面覆蓋、全員參與、全過程控制”為原則,針對集中監視、信息處置、遙控操作、信息管理、缺陷處理、監控許可等監控工作關鍵環節,深度分析挖掘,形成138項安全評價量化指標,開展安全風險評估,安全管控貫穿監控業務全過程。建立監控安全跨部門協管機制。統籌調控、運檢、安監、科信等部門,在設備異常及電網事故處置、設備故障后評估、監控信息評價、多專業協同消缺等涉及電網監控安全的工作中實現聯動會商、專項分析,做到“橫向協同、縱向貫通、聯合考評、閉環管理”。建立監控風險分析雙預機制。積極研發設備監控管理統一平臺,整合電網實時信息、運行方式、檢修計劃和站內設備評價信息等資源,對設備運行狀態進行分析與預判,推送設備預警信息及設備必檢信息等,提示監控員制訂預控方案,實現監控風險早發現、早研判、早預警、早處理。建立監控安全督察長效機制。形成省、地、縣三級監控安全監督體系,通過現場督察和查看設備監控管理統一平臺兩種方式對各級監控業務開展情況進行督察分析,責任到人、措施到位,確保監控安全保障體系持續有效運行。
四、成果與效益
通過實施變電站監控信息“定值化”管理,實現監控信息表編制、審核、執行、變更及校核的全過程管控,提高集中監控數據接入的效率和質量,夯實監控業務基礎,保障“大運行”調控一體化安全高效運行。通過實施變電站監控信息定值化管理,構建了變電站監控信息“差異化編制-全過程管控-運行評估”閉環管理體系”,具有設備監控專業管理更深入,完善技術、加強管理,實現從設計到運行評估全過程管理;設備監控信息總體統一,局部差異化管理,避免對企標的過分依賴和僵化執行,根據評估結果形成差異化管理機制,提出對企標的修改建議;擺脫對信息管理系統的完全依賴,將信息管理系統作為全過程管理的工具等優點。國網遼寧電力各級調度控制中心通過積極實施變電站監控信息定值化管理,大幅提升變電站監控信息接入質量,進一步夯實了設備監控專業基礎,設備監控運行指標得到全面提升。
1.設備監控運行指標得到全面提升
國網遼寧電力各級調控中心監控500kv變電站監控信息接入量同比分別減少31.4%;220kv變電站監控信息接入量同比分別減少34.3%;66kv變電站監控信息接入量同比分別減少38.9%;35kv變電站監控信息接入量同比分別減少23.7%。
2.變電站無人值守集中監控技術條件合格率高
國網遼寧電力公司各級調度控制中心集中監控500kv變電站30座,220kv變電站234座,66kv變電站1518座,35kv變電站3座,集中監控覆蓋率和監控信息規范率均實現100%。
3.大幅度提高事故處理時間
國網遼寧電力公司各級調控中心通過提高變電站監控信息接入質量,通過建設監控信息專家庫系統,提高告警信息處置效率,有效縮短了事故應急處理時間。2018年事故處理平均時間較2012年降低了約54.5%。
4.設備監控管理能力得到大幅提升
通過流程梳理實現了流程環節優化,補充缺位流程環節、合并流程冗余環節,實現流程“統一開發、掛專業協同應用”的高效運轉模式。監控信息接入流程與崗位職責、制制度標準、風險防控、績效考核實現精準匹配,實現專業縱向貫通,橫向互聯,有效降低設備運行風險,保障“大運行”體系高效運轉。
5.設備監控業務水平得到有效提高
創新專業管理模式,提高專業工作的規范性和工作效率;構建多專業聯動、協同工作機制,建立全業務、全節點的流程及管理體系,實現了監控信息管理水平的大幅提升。
五、結語
本文為規范化變電站信息接入,信息高效處置,加強監控信息全過程安全管控,保障“大運行”調控一體化安全高效運行,介紹了變電站監控信息定值化管理方法。該平臺的研發,有助于減少監控信息接入量,減輕監控人員的負擔;有助于變電站無人值守集中監控技術條件合格率;有助于提升設備監控管理能力;有助于提高設備監控業務水平;有助于加強監控信息全過程安全管控。本文所提出的變電站監控信息定值化管理對于“大電網”的穩定安全運行有十分重要的意義。
作者:張育杰 王洪哲 李典陽 路明 張博聞 單位:東北大學 國網遼寧省電力有限公司 國家電網有限公司東北分部