基于珠海電網(wǎng)的站一網(wǎng)全景智能告警關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用

摘要：本文基于珠海電網(wǎng)迫切需要開展基于站一網(wǎng)全景智能告警關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行故障或異常信息的智能分析診斷，提升運(yùn)行人員告警處置效率以及對電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的整體感知能力。

關(guān)鍵詞：推理;智能告警;告警直傳

1 概述

1.1 背景

電網(wǎng)調(diào)度難度不斷增加，各種類型的告警信息多且無法綜合利用，增加了調(diào)度員告警處置的壓力，導(dǎo)致調(diào)度員無法集中精力專心調(diào)度，有可能進(jìn)一步導(dǎo)致調(diào)度失誤，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。同時，社會各界對供電可靠性要求越來越高，電網(wǎng)發(fā)生故障時，事故處理時間越短越好。當(dāng)前變電站監(jiān)控系統(tǒng)告警功能對生產(chǎn)支撐能力不足，已有的智能告警系統(tǒng)多為封閉系統(tǒng)，推理規(guī)則不開放，準(zhǔn)確性和擴(kuò)展性差，實(shí)用化程度低。

1.2 告警信號存在的問題

傳統(tǒng)的告警信息系統(tǒng)，告警功能較單一、告警信息零散分布、告警信息的總體處理能力較弱、不具備事件推理及故障診斷等輔助決策功能。存在的問題歸納為以下四方面：

（1）大量的告警和遙測信息未經(jīng)處理直接涌入Ocs系統(tǒng)，順序混亂、缺乏條理、可觀察性差，且傳輸環(huán)節(jié)會對告警信息的準(zhǔn)確率及批量告警信息的結(jié)構(gòu)合理性產(chǎn)生影響，各種告警信息混雜在一起，給調(diào)度監(jiān)控人員造成困難。

（2）現(xiàn)有的OCS系統(tǒng)對廠站送來的告警信息基本沒有過濾和處理的功能，如果直接采用這些原始的信息作為分析電網(wǎng)運(yùn)行狀況的依據(jù)，不僅對調(diào)控人員監(jiān)視工作造成不便，還影響到根據(jù)這些信息進(jìn)行策略生成、故障分析的高級應(yīng)用軟件的運(yùn)行結(jié)果。

（3）對于成批告警信息的綜合邏輯分析，一直處于簡單處理的狀態(tài)，無法利用電網(wǎng)潛在的邏輯關(guān)系去判斷區(qū)域性故障，無法對收集的信息進(jìn)行智能分析后提交調(diào)控人員進(jìn)一步?jīng)Q策。

（4）信號時效性缺少保證。不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)的告警信號時效性差異大。如SCADA的COS信號時效性很強(qiáng)，保信的保護(hù)信號、故障簡報(bào)等時效性較強(qiáng)，但錄波等時效性相對較差，只能人工召喚來獲取。即使在同一個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，如SCADA中，一次設(shè)備故障發(fā)生時，也很難界定用來提取關(guān)聯(lián)告警信號的時間范圍。

1.3主要研究及應(yīng)用工作

本次主站側(cè)重研究和應(yīng)用3個功能模塊：

（1） DL/T476規(guī)約擴(kuò)展;

（2）告警直傳;

（3）主站智能告警告警展示。

2 DL/T476規(guī)約擴(kuò)展

DL/T476規(guī)約擴(kuò)展，目的是接收變電站智能告警的推理結(jié)論和報(bào)告。

2.1推理結(jié)論

“推理結(jié)論”格式定義為9段式：<1.告警級別>【空格】2.告警時間【空格】3.電網(wǎng)【空格】4.廠站名稱【空格】5.電壓等級【空格】6.間隔名稱【空格】7.場景分類【空格】8.告警內(nèi)容【空格】9.推理報(bào)告文件名

2.1.1級告警別

如表1所示，告警事件的類型（嚴(yán)重程度）采用如下5個值。

2.1.2告警時間

告警時間格式為YYYY-MM-DD HH：MM：SS.mmm，YYYY表示年份，MM為月份，DD是日期。HH取值范圍為[00-23]，MM和SS取值范圍為[00-59]，mmm取值范圍為（000-999）。月、日、時、分、秒各2個字符，小于10時十位補(bǔ)0;毫秒3個字符，小于10時十位補(bǔ)0，小于100時百位補(bǔ)0。

2.1.3電網(wǎng)

如表2所示，“電網(wǎng)名稱”和“英文簡稱”這兩種命名方式原則上等價，應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)自動識別和處理。為提高效率，宜采用“電網(wǎng)名稱”。

2.1.4廠站名稱

變電站名稱采用自然名稱。若需要指明廠站所在電網(wǎng)，則廠站名前面冠以所屬電網(wǎng)名稱，一般按調(diào)度關(guān)系劃分，如：珠海電網(wǎng).琴韻站。

2.1.5電壓等級

電壓等級規(guī)范格式為“電壓等級+kV”，如：500kV。若為直流，前面加上“DC”，如“DC500kV”。在不需要特別指明電壓等級的情況下，該項(xiàng)可以省略。

2.1.6 間隔名稱

間隔指廠站內(nèi)特定母線接線方式下一組密切相關(guān)設(shè)備的集合，也稱為“串”或設(shè)備組。間隔的命名采用“電壓等級+間隔”方式，如“10kV化工線間隔”。

2.1.7 告警描述

告警描述是告警的具體內(nèi)容，用字符串描述，長度不超過128個字符。

2.1.8推理報(bào)告文件名

推理結(jié)論對應(yīng)的推理報(bào)告文件名稱，如：20200424_ 153012345.xml。

2.2 交互過程

2.2.1推理結(jié)論上傳、推理報(bào)告主動上傳

上傳文件屬性塊（BID42）和文件內(nèi)容塊（BID43）詳見《DL/T 476-2012電力系統(tǒng)實(shí)時數(shù)據(jù)通信應(yīng)用層協(xié)議》中5.3.2.19.1和5.3.2.19.2。

2.2.2召喚推理報(bào)告

召喚推理報(bào)告、規(guī)則、基準(zhǔn)信號類型都是召喚XML文件，差別在于文件名不同。

2.2.3下裝知識庫

下裝規(guī)約、基準(zhǔn)信號都是下裝XML文件，只是文件名不同。

3 告警直傳

3.1 擴(kuò)展告警直傳

變電站智能遠(yuǎn)動機(jī)部署告警推理服務(wù)，生成推理結(jié)論和推理報(bào)告：推理結(jié)論以告警直傳的方式主動傳輸?shù)街髡?推理報(bào)告通常要主站召喚。

告警直傳只用文本串的形式傳輸事項(xiàng)。擴(kuò)展告警直傳的擴(kuò)展功能是以XML文件形式上傳推理報(bào)告。

3.1.1 推理結(jié)論

告警直傳到主站的文本串按事項(xiàng)處理，展示在告警窗;推理結(jié)論直傳到主站按“告警”處理。

3.1.2召喚報(bào)告

（1）告警窗上選擇一條直傳告警（推理結(jié)論）;

（2）右鍵快捷菜單，增加菜單項(xiàng)“召喚報(bào)告”;

（3）單擊“召喚報(bào)告”，從變電站召喚推理報(bào)告;

（4）推理報(bào)告召喚成功/失敗，生成操作事項(xiàng)提示。

3.2 召喚報(bào)告流程

召喚報(bào)告流程圖如圖1所示，流程說明：

（1）值班員召喚報(bào)告，用UDP發(fā)送“讀文件”命令給前置;

（2）各個前置節(jié)點(diǎn)接收到“讀文件”命令，判斷是否需要處理。不需處理丟棄;節(jié)點(diǎn)FERT-A需處理用擴(kuò)展的DL/T476規(guī)約發(fā)召喚文件的命令給變電站直傳遠(yuǎn)動機(jī)RTU DALM;

（3） RTU DALM用擴(kuò)展DL/T476規(guī)約發(fā)XML給FERT-A;

（4） PAS-B節(jié)點(diǎn)運(yùn)行hmi，不斷用UDP數(shù)據(jù)包發(fā)心跳給各前置節(jié)點(diǎn);

（5） FERT-A收到文件，發(fā)送給PAS-B （hmi）保存、解析，生成操作事項(xiàng)。

4 主站側(cè)智能告警展示

4.1 實(shí)時監(jiān)視

實(shí)時監(jiān)視信息是智能告警的推理結(jié)論，包括主站和變電站直傳兩部分。如圖2所示，實(shí)時監(jiān)視基于告警窗設(shè)計(jì)，在告警窗上新增“智能告警”、“告警直傳”2個頁面。

“智能告警”頁展示主站智能告警推理結(jié)論。主站智能告警生成推理結(jié)論的同時，就能夠組織推理簡報(bào)。故選中某個推理結(jié)論，右鍵菜單“關(guān)聯(lián)推理”或“單一推理”調(diào)閱推理簡報(bào)。

“告警直傳”頁展示變電站智能告警推理結(jié)論。變電站智能告警的推理結(jié)論作為直傳告警上傳主站，但推理報(bào)告需要召喚。故選中某個推理結(jié)論，右鍵菜單“推理報(bào)告”調(diào)閱推理簡報(bào)，有兩種情況：（1）己召喚簡報(bào)，則展示推理簡報(bào);（2）未召喚簡報(bào)，則提示“應(yīng)先召喚報(bào)告”。在推理結(jié)論的右鍵菜單新增“召喚報(bào)告”項(xiàng)，單擊“召喚報(bào)告”項(xiàng)，召喚成功則展示召喚報(bào)告;召喚失敗給出提示。

4.2基于POC的綜合展示

綜合展示結(jié)合駕駛艙，降低對實(shí)時性要求，側(cè)重于信息展示的全面性和可視化。

（1）“推理報(bào)告欄”展示推理報(bào)告，可以用表格或格式化文本的形式;

（2）“地理信息圖”展示故障設(shè)備和停電范圍：

1.若為線路故障，在線路上用氣泡（或其它方式）提示故障線路;

2.若為母線、主變等站內(nèi)設(shè)備，在廠站上用氣泡（或其它方式）提示站內(nèi)故障;

3.故障引起母線失壓、全站失壓，在廠站上用氣泡（或其它方式）提示;

4.停電線路、失壓廠站、有母線失壓的廠站能夠標(biāo)識顯示;

5.單擊“廠站”能夠進(jìn)入主接線圖，查看細(xì)節(jié)。

5 總結(jié)

隨著電網(wǎng)精細(xì)化建設(shè)，對電網(wǎng)安全性.穩(wěn)定性要求越來越高。本課題構(gòu)建了“基礎(chǔ)數(shù)據(jù)一推理結(jié)果一告警簡報(bào)”層次化變電站全景數(shù)據(jù)中心，開展多變電站及全網(wǎng)的告警智能分析，從而構(gòu)建“站一網(wǎng)”協(xié)同的分級智能告警系統(tǒng)，以形象、直觀的可視化方式進(jìn)行綜合展示，滿足各專業(yè)人員“一站式”業(yè)務(wù)信息需求，提升日常生產(chǎn)效率。

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作者簡介

王超（1989-），男，四川省內(nèi)江市人。大學(xué)本科學(xué)歷，學(xué)士學(xué)位，工程師。研究方向?yàn)殡姎夤こ碳捌渥詣踊?/p>