智能电网调度控制系统输变电设备在线监测功能规范0904资料.docx
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智能电网调度控制系统输变电设备在线监测功能规范0904资料
智能电网调度控制系统
输变电设备在线监测功能规范
国家电力调度控制中心
目次
1范围1
2规范性引用文件1
3术语和定义1
4总则2
5输变电设备在线监测2
5.1功能框架2
5.2数据处理3
5.3查询统计5
5.4辅助分析6
6在线监测数据接入7
6.1基本要求7
6.2接入方案7
7调控系统内部数据接口9
7.1功能交互9
7.2数据输入10
7.3数据输出10
8性能指标10
附录A（规范性附录）输变电设备状态在线监测典型信息表11
附录B（资料性附录）输变电设备状态在线监测典型信息表13
1范围
本规范规定了智能电网调度控制系统输变电设备在线监测（简称“在线监测”）的功能、性能等技术要求。
本规范适用于省级及以上智能电网调度控制系统的设计、研发、建设和验收。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
DL/T516电力调度自动化系统运行管理规程
DL/T860变电站通信网络和系统
DL/T1146DL/T860实施技术规范
DL/T5003电力系统调度自动化设计技术规程
Q/GDW242-2010输电线路状态监测装置通用技术规范
Q/GDW243-2010输电线路气象监测装置技术规范
Q/GDW410-2011智能高压设备技术导则
Q/GDW534-2010变电设备在线监测系统技术导则
Q/GDW535-2010变电设备在线监测装置通用技术规范
Q/GDW536-2010变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范
Q/GDW537-2010电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置技术规范
Q/GDW559-2010输电线路杆塔倾斜监测装置技术规范
Q/GDW561-2010输变电设备状态监测系统技术导则
Q/GDW616-2011基于DL/T860标准的变电站设备在线监测装置应用规范
Q/GDW678-2011智能变电站一体化监控系统功能规范
Q/GDW679-2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范
Q/GDW680-2011智能电网调度技术支持系统应用功能规范
Q/GDW680.2-2011智能电网调度技术支持系统
Q/GDW739-2012输变电设备状态监测主站系统变电设备在线监测I1接口网络通信规范
Q/GDW740-2012输变电设备状态监测主站系统变电设备在线监测I2接口网络通信规范
Q/GDW749-2012变电站设备状态接入控制器技术规范；
国家电力监管委员会电监安全〔2006〕《全国电力二次系统安全防护总体方案》
国家发展和改革委员会第14号令《电力监控系统安全防护规定》
3术语和定义
3.1
状态监测装置ConditionMonitoringDevice（CMD）
安装在被监测设备附近或之上，能自动采集处理被监测设备的状态数据，并能和状态监测代理、综合监测单元或状态接入控制器进行信息交换的一种数据采集、处理与通信装置。
输电线路状态监测装置也可向数据采集单元发送控制指令。
[Q/GDW561-2010]
3.2
状态监测代理ConditionMonitoringAgent（CMA）
能在一个局部范围内管理和协同各类输变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系统进行安全的双向数据通信的一种状态监测代理装置。
[Q/GDW561-2010]
3.3
智能电子装置IntelligentElectronicDevice（IED）
包含一个或多个处理器，可接收来自外部源的数据，或向外部发送数据，或进行控制的装置，例如：
电子多功能仪表、数字保护、控制器等。
具有一个或多个特定环境中特定逻辑节点行为且受制于其接口的装置。
[DL/T860.2]
3.4
监测IEDMonitoringIED
一类用于监测宿主设备运行状态、并评估其运行可靠性的IED。
一个监测IED通常监测宿主设备的一类状态信息，如局部放电监测IED用于监测宿主设备的局部放电信息。
[Q/GDW410-2011]
4总则
本规范依据Q/GDW680.1-2011编制，确定了Q/GDW680.1-2011中输变电设备在线监测的功能、界面、接口、性能等技术要求。
输变电设备在线监测包括数据处理、查询统计、辅助分析等功能。
5输变电设备在线监测
5.1功能框架
在线监测功能应在智能电网调度控制系统平台上集成，部署在安全区Ⅱ，应符合电力监控系统安全防护相关规定。
其功能框架如图5-1所示，分为三个层次：
数据处理、查询统计、辅助分析。
图5-1输变电设备在线监测功能框架
功能包括：
数据采集，数据校验与存储、数据监视、告警管理、监测装置查询、监测量查询、告警查询、典型数据比对分析、设备异常状态趋势跟踪分析。
5.2数据处理
5.2.1数据采集
a）采集范围
在线监测的采集信息应支持遥信量、遥测量及事件信息的采集。
采集信息明细应满足附录A所列信息，其中遥测量应对应附录表A.1，表A.2；遥信量可参照附录表B.1遥信信息的推荐表。
采集信息应根据各地调控主站应用功能建设需求加以适当扩展。
采集范围应包括输变电设备在线监测信息。
其中变电设备在线监测类型包括但不限于变压器/电抗器油中溶解气体监测、变压器/电抗器套管绝缘监测、电压互感器绝缘监测、电流互感器绝缘监测、金属氧化物避雷器泄漏电流监测，输电设备在线监测类型包括但不限于架空线路微气象监测、杆塔倾斜监测、电缆护层电流监测。
对具备条件的装置，还应采集装置本体异常运行状态信息。
信息应带精确采集时标上送，并完整保存入库。
b）采集监视与管理
数据采集应根据通道运行情况和节点运行情况，设置通道的运行节点。
支持每个通信对象配置多通道，具备通道及其运行节点的自动切换和手动切换功能，优先选用高可靠性通道，确保切换过程中不丢失数据。
提供规约调试统一工具或界面，方便制定通道的收发源码、报文解析码，状态量、模拟量等数据，可在线或离线进行源码翻译分析。
系统应具有通道源码报文自动保存及人工定义条件保存的功能，可根据自由设定的时间周期滚动存储通道源码。
应提供多种监视手段，监视各通道的运行情况，包括值班/备用通道、运行状态、误码率、停运时间等。
应具备通道自监视功能，对通道中断，通道采集不到数据等情况及时告警。
c）采集方式与周期
1）数据直采：
应支持变化传送和周期召唤两种机制。
当采集量较之前发生变化时，站端即时自动上送最新的且越过死区的变化数据；调控主站可根据设置的周期自动对站端进行数据总召或分组召唤，也支持手动对全部被监测数据进行召唤更新；
2）数据转发：
应支持按照附录A、B要求的数据传输周期，接收PMS/输变电状态监测系统转发的符合E语言规范的数据文件；
3）数据采控：
应支持对在线监测装置采样周期、采集时间的控制，采样周期和时间的调整，应支持人工和自动指令两种方式。
5.2.2数据校验与存储
a）数据合理性检查
应支持数据合理性检查和数据过滤功能，应具备数据不更新和异常变化等多种坏数据判断能力。
所有采集量均应配置数据质量码，以不同颜色在界面上反映数据质量。
质量码至少包括：
1）未初始化数据：
前置未上送过实时数据；
2）不合理数据：
站端上送的状态；
3）计算数据：
公式或其他计算结果数据；
4）非实测数据：
量测在前置未定义点号或通道号定义不完整；
5）采集中断数据：
前置与站端通讯中断；
6）人工数据：
人工置数数据，收到前置实时数据后会更新；
7）坏数据：
站端上送的状态；
8）可疑数据：
实测数据出现此状态表示遥测遥信不匹配，和计算数据状态一起出现时表示公式计算中有分量的状态异常；
9）采集闭锁数据：
量测值被封锁，收到前置实时数据后不会更新；
10）控制闭锁数据：
量测不允许控制操作；
11）不刷新数据：
量测数据在定义的时间周期内不变化；
12）越限数据：
量测超过定义的限值。
b）数据修正
应支持原始数据的人工修正功能（包括取反，设置满度值、偏移量、零漂值等）。
每个采集量均可以人工置数，相应的告警、高级应用和历史数据均采用置数值，人工置数的采集量应能自动列表显示并按变电站名等规则排序。
应支持对原始数据可信度的自动辨识功能，以实现对数据的修正。
如通过一定规则检查采集数据的可信度，对无效的采集数据进行可信度标识，消除装置异常及误差对数据告警的影响，进行误告警过滤，并对异常数据进行历史数据统计。
历史数据缺失或不正确等情况应提供人工输入值等手段来修正。
c）历史数据存储
应提供完整的历史数据存储功能，可实现对多种数据对象的存储，其中历史数据采样周期可按采样对象分别配置；同时应支持对存储的历史数据进行修改。
应具备历史数据存储功能，其中存储对象应包括：
在线监测数据；在线监测装置上送告警数据；在线监测功能判断越限、设备状态异常及通道异常等告警数据。
存储的历史数据类型应包括：
按日存储的遥测数据值；按日存储的遥测数据质量位；按日存储的遥测数据子站时标；按告警类型存储的在线监测告警信息，告警信息应包括告警对象、告警时间以及告警等级等。
5.2.3数据监视
a）在线监测信息监视
应包括纳入调控机构集中监视的输变电设备在线监测信息。
当出现告警信息时应显著标识。
应支持以曲线、表格、柱形图等多种方式展示在线监测数据及其变化趋势。
b）监视范围：
1）变压器/电抗器油中溶解气体监测；
2）电容型设备绝缘监测；
3）金属氧化物避雷器绝缘监测；
4）线路微气象环境监测；
5）杆塔倾斜监测；
6）电缆护层电流监测；
7）其他监测。
c）在线监测装置运行工况监视
应支持实时显示在线监测装置运行/退出（正常/告警）等运行状态，当装置状态异常时应以事件形式提示，且给予明显标识。
并支持与一次设备关联的快速检索。
d）告警阈值监视
应提供阈值监视界面，方便查看在线监测数据的告警阈值设置情况。
5.2.4告警管理
a）告警界面
应在智能电网调度控制系统安全区I实时监控告警窗上，以“在线监测信息”命名的告警标签页实现告警信息的实时展示。
1）应显示对被监测设备及监测装置自身的告警信息，包括告警时间、告警内容、告警级别等；
2）应实现在线监测告警的异常类信息在告警窗“全部信息”中实时显示；
3）应实现在线监测告警信息与监控信息以平铺方式在一个画面上展示；
4）告警窗中应对在线监测告警的异常类和告知类信息进行颜色区分；
5）产生异常类告警信息时，应以曲线或者表格形式推送相关24小时历史数据；
6）告警窗应实现告警信息确认状态的区分显示；
7）应提供在线监测告警阈值、告警抑制等专项设置界面。
b）告警处理
1）告警抑制：
对于频发告警信息应实现告警抑制，不在告警窗中频繁显示。
告警抑制应包括手动抑制和自动抑制两种方式。
应支持延时告警功能，对于在一定时间范围内频繁动作/恢复的告警信息进行告警过滤；
2）告警优化：
对于同一被监测设备同一监测量，应在不变化或变化幅度小于特定范围时仅告警一次；
3）告警确认：
对于实时告警信息，应实现告警信息监视确认；
4）告警方式：
应实现通过音响、语音、推送画面、短信发送等形式进行告警信息提醒。
c）告警阈值设置
1）应实现监测量告警阈值设置功能，包括对指定被监测设备监测量告警阈值设置功能。
支持监测量告警阈值新增、修改、删除、查询、导入等功能，并提供参数配置界面；
2）应提供阈值告警和趋势告警功能；
3）应支持从子站采集阈值数据功能；
4）应实现监测量告警阈值维护、日志记录功能。
5.3查询统计
5.3.1监测装置查询
应实现在线监测装置的数量统计及清单查询功能。
能够按照运维单位、电压等级、变电站/输电线路、被监测设备、装置类型、装置名称等条件进行查询，并以列表方式显示，支持导出查询结果。
应支持按过滤条件（如装置类型、时间等）实现在线监测装置运行工况信息查询功能。
应具备按照在线监测厂家、装置类型等条件，分别对某类（套）装置进行统计，计算装置接入率、数据丢失率、数据准确率、装置误报率等功能，并支持相关查询功能。
5.3.2监测量查询
应实现在线监测装置各监测量的查询功能。
能够按照运维单位、电压等级、变电站/输电线路、被监测设备、装置名称、装置类型、监测量类型、监测时间以及监测量的数据范围等条件进行查询，支持导出查询结果。
应提供多台同类设备和监测装置的数据比对查询功能。
5.3.3告警查询
应实现对被监测设备、监测装置自身告警信息的查询统计功能。
主要包括：
a）告警信息查询
应按照告警时间、告警级别、运维单位、电压等级、变电站/输电线路、装置类型、被监测设备等查询条件进行组合式查询。
b）告警信息统计
应以表格、饼图、柱形图、折线图等方式展示统计结果，并提供导出功能。
c）告警统计信息详情
应显示统计信息的详细清单，如：
所属变电站/输电线路、监测量类型、告警时间、告警值、告警级别等信息。
5.4辅助分析
5.4.1典型数据对比分析
a）应建立设备故障典型数据库，基于设备制造厂家数据，在线监测阈值数据等基础数据，形成设备典型数据，开展设备运行异常情况动态分析。
b）应建立设备故障典型案例库，根据设备故障情况，收集整理设备故障典型信息，开展设备故障诊断与预判分析。
c）应建立设备监测数据比对坐标系。
将设备的多个状态量置于同一坐标内例展示，开展设备状态量的相关性分析和横向比对分析。
5.4.2设备异常趋势跟踪分析
应结合电网运行数据、环境数据和在线监测数据变化，对设备运行异常趋势及时跟踪分析。
具体如下：
a）油中溶解气体趋势跟踪：
在同一界面下显示一定时间范围内，设备某相别的氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、总烃等监测量以及电网运行数据和环境数据的变化趋势图，并和外界条件相同或相近的其他同类型设备监测数据进行对比，辅助分析变压器/电抗器设备异常状态。
b）电容设备绝缘趋势跟踪：
在同一界面下显示一定时间范围内，设备某相别的电容量、介质损耗因数、全电流等监测量以及电网运行数据和环境数据的变化趋势图，并和外界条件相同或相近的其他同类型设备监测数据进行对比，辅助分析电容设备异常状态；
c）金属氧化物避雷器绝缘趋势跟踪：
在同一界面下显示一定时间范围内，设备某相别的系统电压、全电流、阻性电流等监测量以及电网运行数据和环境数据的变化趋势图，并和外界条件相同或相近的其他同类型设备监测数据进行对比，辅助分析金属氧化物避雷器异常状态；
d）气象状态趋势跟踪：
在同一界面下显示一定时间范围内，风速、风向、气温、湿度、气压、雨量、光辐射等监测量，以及电网运行数据和环境数据的变化趋势图，辅助分析输变电设备异常运行状态；
e）其它监测量趋势跟踪：
在同一界面下显示一定时间范围内，相关监测量以及电网运行数据和环境数据的变化趋势图，并和外界条件相同和相近的其他同类型设备监测数据进行对比，辅助分析被监测设备异常状态。
6在线监测数据接入
6.1基本要求
6.1.1直采数据接入要求
a）对具备直采条件的变电设备在线监测信息，需按Q/GDW679《智能变电站一体化监控系统建设技术规范》要求接入变电站一体化监控系统，由子站通过电力调度数据网与部署在安全区II的在线监测通信网关机通信；
b）采集及传输数据需遵循Q/GDW678《智能变电站一体化监控系统功能规范》要求，应用功能和信息模型遵循Q/GDW739《变电设备在线监测I1接口网络通信规范》和Q/GDW616《基于DL/T860标准的变电站设备在线监测装置应用规范》要求。
6.1.2转发数据接入要求
对输电设备和目前不具备直采条件的变电设备在线监测信息，可通过公司PMS/输变电设备状态监测系统主站接入调控主站。
6.2接入方案
a）具备直采条件的变电设备在线监测信息接入调控主站方案如图6.1所示：
图6.1具备直采条件的变电设备在线监测信息接入调控主站示意图
变电站综合应用服务器与监测装置通信应遵循DL/T860通信标准；变电站综合应用服务器与安全区II数据通信网关机通信应遵循DL/T860通信标准；安全区II数据通信网关机与调度控制系统主站通信应遵循DL/T476或IEC61870-1-104规约；变电站安全区Ⅲ/Ⅳ数据通信网关机与PMS系统通信遵循Q/GDW740变电设备在线监测I2接口规范。
b）对于不具备直采条件的在线监测信息，则通过PMS/输变电设备状态监测系统主站接入调控主站，方案如图6.2所示。
图6.2变电设备在线监测信息通过PMS/输变电状态监测系统主站接入调控主站示意图
不具备直采条件的变电设备在线监测信息，通过PMS/输变电状态监测系统采集到的信息，按符合E语言规范的文件传至OMS系统后送至安全区II的在线监测服务器。
c）输电设备状态在线监测信息接入方案如图6.3所示：
图6.3输电设备状态在线监测信息接入示意图
输电设备在线监测信息，通过PMS/输变电状态监测系统采集到的信息，按符合E语言规范的文件传至OMS系统后送至安全区II的在线监测服务器。
7调控系统内部数据接口
7.1功能交互
图7.1与其它调控应用功能的交互
该应用功能与其它调控应用功能的数据接口主要包括：
a）在线监测数据对象建模应在智能电网调度控制系统的实时监控与预警类应用主设备建模的基础上实现；
b）在线监测数据采集利用基础平台的数据采集与交换功能实现，通过消息总线发送相关数据至数据处理程序；
c）根据电网实时监控与预警类应用的一次设备监控信息、潮流等信息实现相关应用分析功能；
d）向电网实时监控、运行分析与评价、综合智能分析与告警应用提供在线监测设备分析信息；
e）向调度管理类应用提供在线监测信息，并采用符合E语言规范的文件传输。
7.2数据输入
a）应支持通过基础平台获取主要设备的模型及图形信息；
b）应支持通过数据采集与交换应用获取在线监测数据；
c）应支持通过实时监控与预警类应用获取一次设备监控信息、潮流信息等。
7.3数据输出
a）应实现向告警服务发送各类告警信息；
b）应实现向关系数据库存储历史采样数据；
c）应实现向综合智能分析与告警应用提供在线监测告警信息；
d）应实现向运行分析与评价应用提供在线监测信息；
e）应实现向调度管理类应用提供在线监测数据。
8性能指标
a）实时监视画面刷新周期应小于5s，其他画面刷新周期应小于30s；
b）数据处理周期应小于5s；
c）画面和数据调用响应时间应小于5s；
d）历史数据存储支持时长不小于1年；
e）年可用率大于99.9%。
附录A
（规范性附录）
输变电设备状态在线监测典型信息表
表A.1变电设备状态在线监测典型信息表（遥测）
号
设备名称
信号类型
遥测名
单位
最小采集周期注1
1
变压器/电抗器
油中溶解气体
氢气
（μL/L）
2小时
4
一氧化碳
（μL/L）
5
二氧化碳
（μL/L）
6
甲烷
（μL/L）
7
乙烯
（μL/L）
8
乙炔
（μL/L）
11
乙烷
（μL/L）
12
总烃
（μL/L）
13
套管绝缘监测装置
电容量
pF
10分钟
14
介质损耗因数
%
15
全电流
mA
16
电流互感器
电容设备绝缘监测装置
电容量
pF
10分钟
17
介质损耗因数
%
18
全电流
mA
19
电压互感器
电容设备绝缘监测装置
电容量
pF
10分钟
20
介质损耗因数
%
21
全电流
mA
22
金属氧化物避雷器
金属氧化物避雷器泄漏电流监测装置
全电流
mA
10分钟
23
阻性电流
mA
表A.2输电设备状态在线监测典型信息表（遥测）
序号
设备名称
信号类型
遥测名
单位
最小采集周期注1
1
架空线路
线路微气象站
风速
m/s
10分钟
2
风向
°
3
气温
℃
4
湿度
%RH
5
气压
hPa
6
光辐射强度
W/m2
7
降水强度
mm/min
8
杆塔倾斜监测
杆塔倾斜度
30分钟
10
电缆
电缆护层电流监测
护层电流/运行电流
%
10分钟
注1：
此处最小采集周期为指在线监测功能模块的数据上采周期（被动召唤数据或主动上传），是按照前端在线监测装置运行频度最高设置，不是要求前端在线监测装置按照此周期工作。
附录B
（资料性附录）
输变电设备状态在线监测典型信息表
表B.1输变电设备状态在线监测典型告警信息表（遥信）
序号
设备
信号类型
信息描述
信息分类
1
变压器（电抗器）类
油中溶解气体
氢气气体绝对值告警
异常
2
氢气气体绝对值预警
告知
3
氢气气体相对产气速率告警
异常
4
氢气气体相对产气速率预警
告知
5
氢气气体绝对产气速率告警
异常
6
氢气气体绝对产气速率预警
告知
7
乙炔气体绝对值告警
异常
8
乙炔气体绝对值预警
告知
9
乙炔气体相对产气速率告警
异常
10
乙炔气体相对产气速率预警
告知
11
乙炔气体绝对产气速率告警
异常
12
乙炔气体绝对产气速率预警
告知
13
总烃气体绝对值告警
异常
14
总烃气体绝对值预警
告知
15
总烃气体相对产气速率告警
异常
16
总烃气体相对产气速率预警
告知
17
总烃气体绝对产气速率告警
异常
18
总烃气体绝对产气速率预警
告知
19
一氧化碳气体绝对值告警
异常
20
一氧化碳气体绝对值预警
告知
21
二氧化碳气体绝对值告警
异常
22
二氧化碳气体绝对值预警
告知
23
甲烷气体绝对值告警
异常
24
甲烷气体绝对值预警
告知
25
乙烯气体绝对值告警
异常
26
乙烯气体绝对值预警
告知
27
乙烷气体绝对值告警
异常
28
乙烷气体绝对值预警
告知
29
油中微水监测
水分告警
异常
30
水分预警
告知
31
局部放电监测
放电量告警
异常
32
放电量预警
告知
33
铁芯接地电流监测
全电流告警
异常
34
全电流预警
告知
35
顶部油温监测
顶层油温告警
异常
36
顶层油温预警
告知
37
套管绝缘监测装置
末屏断相告警
异常
38
介质损耗因数告警
异常
39
介质损耗因数预警
告知
40
相对介质损耗因数（初值差）告警
异常
41
相对介质损耗因数（初值差）预警
告知
42
电容量相对变化率（初值差）告警
异常
43
电容量相对变化率（初值差）预警
告知
44
电流互感器
电容设备绝缘监测装置
末屏断相告警
异常
45
介质损耗因数告警
异常
46
介质损耗因数预警
告知
47
相对介质损耗因数（初值差）告警
异
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