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摘 要：调控一体化业务中，变电站监控信息传输是其顺利实施的重要基础。现价段，变电站监控信息传输实施模式各异。文中通过对变电站监控信息传输模式介绍、现状分析和运行对比，总结不同信息传输模式的优缺点。最后，对变电站信息传输提出建议和展望。
关键词：变电站监控信息传输；集中监控；告警直传；图形网关机
引言
为适应大电网的发展需要，电网公司在原调度中心和变电站集中监控中心的基础上组建调度控制中心，调控一体化是其核心内容之一，而变电站监控信息传输是调控一体化顺利实施的基础[1-4]。变电站监控信息传输基本由集成方式和独立方式组成，独立方式有独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种模式，每种模式各有优劣。为保证信息传输的安全可靠，国网公司提出“告警直传，远程浏览，数据优化，认证安全”技术原则[5-6]。其中，“告警直传，远程浏览，数据优化”在变电站端较多通过配置图形网关机来实现[7]。在运行实践中，图形网关机发生异常或故障导致告警直传中断是变电站集中监控运行的一大隐患，该缺陷发生时通道均显示正常，隐蔽性高，监控人员无法直接发现，仅能通过对光字、告警直传进行分析来间接判断，且发生频率较高，暂无较好的解决方案。
本文通过分析比较变电站监控信息传输的特点和优缺点，对某省级电网大运行集中监控实施三年多的运行经验进行总结，提出相对可靠的变电站监控信息传输模式，为“十三五”期间更大规模的变电站接入集中监控提供有益的帮助。
1 变电站监控信息传输现状
1.1 变电站监控信息传输分类及模式
截至2016年底，某省级电网实施集中监控的34座500千伏变电站均实现了“数据优化、告警直传”功能。由于各变电站投运时间、生产厂家、设备现状等情况不同，各变电站实现以上功能的方式也不一样，具体分类及模式见图一：
1.2 集成方式和独立方式特点分析
该省级电网新投运的2座变电站监控信息传输全部功能由变电站一区远动通信网关机实现，简称集成方式。其余32座变电站“数据优化”功能由远动前置机实现，“告警直传、远程浏览”功能由独立的图形网关机实现，简称独立方式。
这两种方式各有优缺点，详见表一。
1.3 独立方式图形网关机分析
该省级电网采用独立方式图形网关机进行信息采集的变电站，主要分成三种模式。
独立采集模式：共19个站使用。图形网关机作为站控层的主站节点，信息来自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信。
后台机转发模式：共12个站使用。后台机信息采自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信，并且将信息转发至图形网关机。
远动前置机转发模式：共3个站使用。后台机信息采自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信，并且将信息转发至图形网关机。
这三种模式的优缺点见表二：
2 变电站集中监控信息传输现状分析
2.1 图形网关机导致告警直传中断缺陷概述
以某省电网实施集中监控的34座500千伏变电站为样本，分析2015年至2016年间影响省调集中监控的缺陷构成，可以发现，采用图形网关机的变电站缺陷较多，对集中监控造成较大影响。
根据统计，从2013年3月某省省调监控正式运行截至2016年底，影响省调集中监控的缺陷共442项，其中因图形网关机导致的缺陷共55项，占比为12.4%。从图2中可以看出，2015年，因图形网关机导致的告警直传中断共24次，在缺陷总量中占比10.9%；2016年，因图形网关机导致的告警直传中断共21次，占比23.9%。在影响集中监控的缺陷总量2016年（88项）比2015年（220项）大幅下降的趋势下，图形网关类缺陷占比出现较大幅度上升，尤其值得引起注意。
在运行工作中，图形网关机缺陷导致告警直传中断是监控运行的一大隐患，缺陷發生时通道显示均为正常，隐蔽性高，不易发现，且发生频率较高，暂无较好的解决方案。
2.2 图形网关机缺陷详析
该省网实施集中监控的34座500千伏变电站中，图形网关分为独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种运行模式，共采用许继电气、南瑞科技、北京四方、南瑞继保、国电南自、南京中德、东方电子、长园深瑞等八个厂家的设备。
2.2.1 按照变电站分类
截至2016年底，该省网共有20个变电站发生了55次图形网关机缺陷导致的告警直传中断事件，另有14个变电站未发生过类似缺陷。其中，变电站1发生次数最多，共8次。详见图2。
2.2.2按图形网关运行模式分类
图形网关机分为独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种运行模式，有19个变电站采用独立采集模式，12个变电站采用后台机客户端转发，3个变电站采用远动前置机转发。图形网关机运行模式与缺陷数量分布之间的关系见图4。
由图4可以看出，采用远动前置机转发模式的变电站站均缺陷数较多，达到2.7次/站；其次是采用后台机转发模式的，为1.8次/站；采用独立采集模式的站均缺陷最少，为1.4次/站。
2.2.3按图形网关机厂家分类
省网34座500千伏变电站，监控后台共采用许继电气、南瑞科技、北京四方、南瑞继保、国电南自、南京中德、东方电子、长园深瑞等八个厂家的设备。各厂家设备对应的缺陷数量关系见图5。
从图5中可以看出，采用厂家C设备的变电站（变电站1、变电站11）站均缺陷最多，达到5次/站；其次是采用厂家D设备的（变电站2、变电站10、变电站17），达到2.7次/站。采用许继电气、南瑞继保、国电南自、长园深瑞设备的缺陷次数较少。
从近三年的缺陷分布可以看出，图形网关机运行模式采取远动前置机转发模式的（厂家D，变电站2、变电站10、变电站17）缺陷数量较多，采取独立采集模式的站均缺陷最少。通过缺陷分布可以看出，监控后台厂家设备中，规模较大、技术支持力量较强的厂家设备运行工况较好，规模较小、技术支持力量较弱的厂家设备运行工况较差。这值得在今后图形网关机模式选择、监控后台设备选型等方面进行参考。 2.3 省调主站端情况分析
该省调在主站端监控信息传输在以下方面存在问题有待解决。
2.3.1 “告警直传”方面
一是检修置牌、信息封锁功能不完善。因图形网关机上送省调端信息均为文本格式[8-9]，单独间隔、设备、信号的抑制功能一直无法实现，设备检修信息和日常频报信息对正常监视造成较大干扰。运行中仅能将频报信息所属变电站整站移出监视区，监控职责移交运维才能保证工作正常开展，造成职责移交次数较多。
二是信息延时报出、越限延时报警设置未进行。虽避免了信息延时报出导致部分异常无法及时发现的问题，但大量频繁动作短时复归的告警信息对日常监视造成不必要的干扰。
三是站端图形网关机型号较多，远传信息不一致，各厂家技术能力、与主站配合经验各异，运维人员力量薄弱，造成“告警直传”功能出现的缺陷较多。
2.3.2 “远程浏览”方面
一是通讯带宽无法满足。图形网关机上传信息主要是通过调度专网来实现，目前变电站内调度专网接入网带宽为2*2M，在调试过程中，因调度专网通信带宽不够，导致响应缓慢或出错，远程浏览无法正常使用。
二是子站与主站标准不统一。因站端各监控厂家不一致，导致各子站与主站光字牌不一致，监控界面无法保持统一。
3 国内变电站集中监控信息传输模式分析
3.1 国网系统集中监控信息传输现状
从国网系统整体来看，截至2014年底，集中监控变电站主要通过直采方式向调控机构传输监控信息，变电站采用“告警直傳、远程浏览”即图形网关机传输监控信息方式总体较少，共1349座变电站，占比仅4.48%。
330千伏及以上变电站采用图形网关机实施“告警直传、远程浏览”方式较多，达到443座，占比为73.10%。220千伏变电站采用“告警直传、远程浏览”方式较少，有550座，占比为15.16%。
3.2 集中监控信息采用“全信息”上送模式分析
华东电网有部分省级调度监控信息采用“全信息”上送方式，变电站监控信息全部通过调度专网上送，仅少部分变电站采用图形网关机上送告警直传信息，且告警直传信息不作为实现变电站监控的主要手段，仅作为重要辅助手段。
“全信息”上送方式是将变电站监控信息全部作为“光字”信息上送[10]，该模式信息上送可靠，便于抑制封锁控制，不会产生采用图形网关机导致的告警直传信息无法设置延时、抑制封锁、信息上送阻塞漏报、通道不稳定及图形网关机故障告警直传信息无法上送等问题。在使用图形网关机无法有效解决告警直传延时、抑制问题前，“全信息”上送不失为另一种可以考虑的方式。
根据部分单位运行经验，采取“全信息”上送方式，优缺点并存，详细比较见表三。
4 下一步工作的建议
根据对某省500千伏变电站信息传输现状分析，可以看出采用不同传输模式、不同图形网关机模式的优劣。当然，缺陷分布还与变电站运行时间长短、统计样本量大小、设备厂家技术支持和运维力量的强弱有密切的关系，本文仅能从缺陷分布趋势侧面反映各种传输模式的特点。
下一步，我们应结合设备运行实际，在设计规划前期，从源头对图形网关机模式选择、设备选型进行优化。建议新建变电站均采用集成方式实现“告警直传、远程浏览”；对于已投运变电站图形网关机，特别是故障率较高的采用远动前置机转发模式，逐步进行改造，提高其可靠性。
对运行中的图形网关机，积极协同厂家深入分析图形网关机缺陷原因，制定提升完善措施，加强图形网关机的运行维护管理，实施标准化配置；同时，沟通协调，改进目前变电站监控信息传输的不足之处。进一步探讨告警直传和“全信息”上送模式两种方案的优劣，将十三五期间更大规模的变电站信息接入与面向未来互联电网的调度技术支持系统相结合[11]，优化变电站信息接入的技术方案。
参考文献：
[1] 闪鑫， 戴则梅， 张哲， 等. 智能电网调度控制系统综合智能告警研究及应用[J].电力系统自动化，2015，39（1）：65-72.
[2] 辛耀中. 新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J]. 电网技术， 2001， 25（12）： 1-10.
[3] 张伯明， 孙宏斌， 吴文传， 等. 智能电网控制中心技术的未来发展[J]. 电力系统自动化， 2009，33（17）：21-28.
[4] 辛耀中， 石俊杰， 周京阳， 等. 智能电网调度控制系统现状与技术展望[J]. 电力系统自动化， 2015，39（1）：2-8.
[5] Q/GDW678-2011 智能变电站一体化监控系统功能规范[S].2011
[6] Q/GDW11021-2013 变电站调控数据交互规范[S].北京：国家电网公司，2013.
[7] 金芬兰， 王昊， 范广民， 等. 智能电网调度控制系统的变电站集中监控功能设计[J]. 电力系统自动化， 2015，39（1）：241-246.
[8] 王雷. 告警直传与远程浏览在浙江省调度中的应用[J].供用电， 2002，29（5）：57-60.
[9] 胡丽清， 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， 2012，31（12）：87-90.
[10] 朱东升， 孙纯军， 陈飞. 500kV变电站远方集中监控系统方案探讨[J]. 电力自动化设备， 2009，29（5）：126-129.
[11] 姚建国， 杨胜春， 单茂华. 面向未来互联电网的调度技术支持系统架构思考[J]. 电力系统自动化， 2013，37（21）：52-59.
关键词：变电站监控信息传输；集中监控；告警直传；图形网关机
引言
为适应大电网的发展需要，电网公司在原调度中心和变电站集中监控中心的基础上组建调度控制中心，调控一体化是其核心内容之一，而变电站监控信息传输是调控一体化顺利实施的基础[1-4]。变电站监控信息传输基本由集成方式和独立方式组成，独立方式有独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种模式，每种模式各有优劣。为保证信息传输的安全可靠，国网公司提出“告警直传，远程浏览，数据优化，认证安全”技术原则[5-6]。其中，“告警直传，远程浏览，数据优化”在变电站端较多通过配置图形网关机来实现[7]。在运行实践中，图形网关机发生异常或故障导致告警直传中断是变电站集中监控运行的一大隐患，该缺陷发生时通道均显示正常，隐蔽性高，监控人员无法直接发现，仅能通过对光字、告警直传进行分析来间接判断，且发生频率较高，暂无较好的解决方案。
本文通过分析比较变电站监控信息传输的特点和优缺点，对某省级电网大运行集中监控实施三年多的运行经验进行总结，提出相对可靠的变电站监控信息传输模式，为“十三五”期间更大规模的变电站接入集中监控提供有益的帮助。
1 变电站监控信息传输现状
1.1 变电站监控信息传输分类及模式
截至2016年底，某省级电网实施集中监控的34座500千伏变电站均实现了“数据优化、告警直传”功能。由于各变电站投运时间、生产厂家、设备现状等情况不同，各变电站实现以上功能的方式也不一样，具体分类及模式见图一：
1.2 集成方式和独立方式特点分析
该省级电网新投运的2座变电站监控信息传输全部功能由变电站一区远动通信网关机实现，简称集成方式。其余32座变电站“数据优化”功能由远动前置机实现，“告警直传、远程浏览”功能由独立的图形网关机实现，简称独立方式。
这两种方式各有优缺点，详见表一。
1.3 独立方式图形网关机分析
该省级电网采用独立方式图形网关机进行信息采集的变电站，主要分成三种模式。
独立采集模式：共19个站使用。图形网关机作为站控层的主站节点，信息来自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信。
后台机转发模式：共12个站使用。后台机信息采自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信，并且将信息转发至图形网关机。
远动前置机转发模式：共3个站使用。后台机信息采自站控层网络，直接与间隔层设备进行通信，并且将信息转发至图形网关机。
这三种模式的优缺点见表二：
2 变电站集中监控信息传输现状分析
2.1 图形网关机导致告警直传中断缺陷概述
以某省电网实施集中监控的34座500千伏变电站为样本，分析2015年至2016年间影响省调集中监控的缺陷构成，可以发现，采用图形网关机的变电站缺陷较多，对集中监控造成较大影响。
根据统计，从2013年3月某省省调监控正式运行截至2016年底，影响省调集中监控的缺陷共442项，其中因图形网关机导致的缺陷共55项，占比为12.4%。从图2中可以看出，2015年，因图形网关机导致的告警直传中断共24次，在缺陷总量中占比10.9%；2016年，因图形网关机导致的告警直传中断共21次，占比23.9%。在影响集中监控的缺陷总量2016年（88项）比2015年（220项）大幅下降的趋势下，图形网关类缺陷占比出现较大幅度上升，尤其值得引起注意。
在运行工作中，图形网关机缺陷导致告警直传中断是监控运行的一大隐患，缺陷發生时通道显示均为正常，隐蔽性高，不易发现，且发生频率较高，暂无较好的解决方案。
2.2 图形网关机缺陷详析
该省网实施集中监控的34座500千伏变电站中，图形网关分为独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种运行模式，共采用许继电气、南瑞科技、北京四方、南瑞继保、国电南自、南京中德、东方电子、长园深瑞等八个厂家的设备。
2.2.1 按照变电站分类
截至2016年底，该省网共有20个变电站发生了55次图形网关机缺陷导致的告警直传中断事件，另有14个变电站未发生过类似缺陷。其中，变电站1发生次数最多，共8次。详见图2。
2.2.2按图形网关运行模式分类
图形网关机分为独立采集、后台机转发、远动前置机转发三种运行模式，有19个变电站采用独立采集模式，12个变电站采用后台机客户端转发，3个变电站采用远动前置机转发。图形网关机运行模式与缺陷数量分布之间的关系见图4。
由图4可以看出，采用远动前置机转发模式的变电站站均缺陷数较多，达到2.7次/站；其次是采用后台机转发模式的，为1.8次/站；采用独立采集模式的站均缺陷最少，为1.4次/站。
2.2.3按图形网关机厂家分类
省网34座500千伏变电站，监控后台共采用许继电气、南瑞科技、北京四方、南瑞继保、国电南自、南京中德、东方电子、长园深瑞等八个厂家的设备。各厂家设备对应的缺陷数量关系见图5。
从图5中可以看出，采用厂家C设备的变电站（变电站1、变电站11）站均缺陷最多，达到5次/站；其次是采用厂家D设备的（变电站2、变电站10、变电站17），达到2.7次/站。采用许继电气、南瑞继保、国电南自、长园深瑞设备的缺陷次数较少。
从近三年的缺陷分布可以看出，图形网关机运行模式采取远动前置机转发模式的（厂家D，变电站2、变电站10、变电站17）缺陷数量较多，采取独立采集模式的站均缺陷最少。通过缺陷分布可以看出，监控后台厂家设备中，规模较大、技术支持力量较强的厂家设备运行工况较好，规模较小、技术支持力量较弱的厂家设备运行工况较差。这值得在今后图形网关机模式选择、监控后台设备选型等方面进行参考。 2.3 省调主站端情况分析
该省调在主站端监控信息传输在以下方面存在问题有待解决。
2.3.1 “告警直传”方面
一是检修置牌、信息封锁功能不完善。因图形网关机上送省调端信息均为文本格式[8-9]，单独间隔、设备、信号的抑制功能一直无法实现，设备检修信息和日常频报信息对正常监视造成较大干扰。运行中仅能将频报信息所属变电站整站移出监视区，监控职责移交运维才能保证工作正常开展，造成职责移交次数较多。
二是信息延时报出、越限延时报警设置未进行。虽避免了信息延时报出导致部分异常无法及时发现的问题，但大量频繁动作短时复归的告警信息对日常监视造成不必要的干扰。
三是站端图形网关机型号较多，远传信息不一致，各厂家技术能力、与主站配合经验各异，运维人员力量薄弱，造成“告警直传”功能出现的缺陷较多。
2.3.2 “远程浏览”方面
一是通讯带宽无法满足。图形网关机上传信息主要是通过调度专网来实现，目前变电站内调度专网接入网带宽为2*2M，在调试过程中，因调度专网通信带宽不够，导致响应缓慢或出错，远程浏览无法正常使用。
二是子站与主站标准不统一。因站端各监控厂家不一致，导致各子站与主站光字牌不一致，监控界面无法保持统一。
3 国内变电站集中监控信息传输模式分析
3.1 国网系统集中监控信息传输现状
从国网系统整体来看，截至2014年底，集中监控变电站主要通过直采方式向调控机构传输监控信息，变电站采用“告警直傳、远程浏览”即图形网关机传输监控信息方式总体较少，共1349座变电站，占比仅4.48%。
330千伏及以上变电站采用图形网关机实施“告警直传、远程浏览”方式较多，达到443座，占比为73.10%。220千伏变电站采用“告警直传、远程浏览”方式较少，有550座，占比为15.16%。
3.2 集中监控信息采用“全信息”上送模式分析
华东电网有部分省级调度监控信息采用“全信息”上送方式，变电站监控信息全部通过调度专网上送，仅少部分变电站采用图形网关机上送告警直传信息，且告警直传信息不作为实现变电站监控的主要手段，仅作为重要辅助手段。
“全信息”上送方式是将变电站监控信息全部作为“光字”信息上送[10]，该模式信息上送可靠，便于抑制封锁控制，不会产生采用图形网关机导致的告警直传信息无法设置延时、抑制封锁、信息上送阻塞漏报、通道不稳定及图形网关机故障告警直传信息无法上送等问题。在使用图形网关机无法有效解决告警直传延时、抑制问题前，“全信息”上送不失为另一种可以考虑的方式。
根据部分单位运行经验，采取“全信息”上送方式，优缺点并存，详细比较见表三。
4 下一步工作的建议
根据对某省500千伏变电站信息传输现状分析，可以看出采用不同传输模式、不同图形网关机模式的优劣。当然，缺陷分布还与变电站运行时间长短、统计样本量大小、设备厂家技术支持和运维力量的强弱有密切的关系，本文仅能从缺陷分布趋势侧面反映各种传输模式的特点。
下一步，我们应结合设备运行实际，在设计规划前期，从源头对图形网关机模式选择、设备选型进行优化。建议新建变电站均采用集成方式实现“告警直传、远程浏览”；对于已投运变电站图形网关机，特别是故障率较高的采用远动前置机转发模式，逐步进行改造，提高其可靠性。
对运行中的图形网关机，积极协同厂家深入分析图形网关机缺陷原因，制定提升完善措施，加强图形网关机的运行维护管理，实施标准化配置；同时，沟通协调，改进目前变电站监控信息传输的不足之处。进一步探讨告警直传和“全信息”上送模式两种方案的优劣，将十三五期间更大规模的变电站信息接入与面向未来互联电网的调度技术支持系统相结合[11]，优化变电站信息接入的技术方案。
参考文献：
[1] 闪鑫， 戴则梅， 张哲， 等. 智能电网调度控制系统综合智能告警研究及应用[J].电力系统自动化，2015，39（1）：65-72.
[2] 辛耀中. 新世纪电网调度自动化技术发展趋势[J]. 电网技术， 2001， 25（12）： 1-10.
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[4] 辛耀中， 石俊杰， 周京阳， 等. 智能电网调度控制系统现状与技术展望[J]. 电力系统自动化， 2015，39（1）：2-8.
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