基于珠海电网的站一网全景智能告警关键技术研究及应用

2020-02-21王超

电子技术与软件工程 2020年13期

关键词：推理

摘要：本文基于珠海电网迫切需要开展基于站一网全景智能告警关键技术，实现电网运行故障或异常信息的智能分析诊断，提升运行人员告警处置效率以及对电网运行状态的整体感知能力。

关键词：推理;智能告警;告警直传

1 概述

1.1 背景

电网调度难度不断增加，各种类型的告警信息多且无法综合利用，增加了调度员告警处置的压力，导致调度员无法集中精力专心调度，有可能进一步导致调度失误，影响电网的安全稳定运行。同时，社会各界对供电可靠性要求越来越高，电网发生故障时，事故处理时间越短越好。当前变电站监控系统告警功能对生产支撑能力不足，已有的智能告警系统多为封閉系统，推理规则不开放，准确性和扩展性差，实用化程度低。

1.2 告警信号存在的问题

传统的告警信息系统，告警功能较单一、告警信息零散分布、告警信息的总体处理能力较弱、不具备事件推理及故障诊断等辅助决策功能。存在的问题归纳为以下四方面：

（1）大量的告警和遥测信息未经处理直接涌入Ocs系统，顺序混乱、缺乏条理、可观察性差，且传输环节会对告警信息的准确率及批量告警信息的结构合理性产生影响，各种告警信息混杂在一起，给调度监控人员造成困难。

（2）现有的OCS系统对厂站送来的告警信息基本没有过滤和处理的功能，如果直接采用这些原始的信息作为分析电网运行状况的依据，不仅对调控人员监视工作造成不便，还影响到根据这些信息进行策略生成、故障分析的高级应用软件的运行结果。

（3）对于成批告警信息的综合逻辑分析，一直处于简单处理的状态，无法利用电网潜在的逻辑关系去判断区域性故障，无法对收集的信息进行智能分析后提交调控人员进一步决策。

（4）信号时效性缺少保证。不同业务系统的告警信号时效性差异大。如SCADA的COS信号时效性很强，保信的保护信号、故障简报等时效性较强，但录波等时效性相对较差，只能人工召唤来获取。即使在同一个业务系统，如SCADA中，一次设备故障发生时，也很难界定用来提取关联告警信号的时间范围。

1.3主要研究及应用工作

本次主站侧重研究和应用3个功能模块：

（1） DL/T476规约扩展;

（2）告警直传;

（3）主站智能告警告警展示。

2 DL/T476规约扩展

DL/T476规约扩展，目的是接收变电站智能告警的推理结论和报告。

2.1推理结论

“推理结论”格式定义为9段式：<1.告警级别>【空格】2.告警时间【空格】3.电网【空格】4.厂站名称【空格】5.电压等级【空格】6.间隔名称【空格】7.场景分类【空格】8.告警内容【空格】9.推理报告文件名

2.1.1级告警别

如表1所示，告警事件的类型（严重程度）采用如下5个值。

2.1.2告警时间

告警时间格式为YYYY-MM-DD HH：MM：SS.mmm，YYYY表示年份，MM为月份，DD是日期。HH取值范围为[00-23]，MM和SS取值范围为[00-59]，mmm取值范围为（000-999）。月、日、时、分、秒各2个字符，小于10时十位补0;毫秒3个字符，小于10时十位补0，小于100时百位补0。

2.1.3电网

如表2所示，“电网名称”和“英文简称”这两种命名方式原则上等价，应用系统应自动识别和处理。为提高效率，宜采用“电网名称”。

2.1.4厂站名称

变电站名称采用自然名称。若需要指明厂站所在电网，则厂站名前面冠以所属电网名称，一般按调度关系划分，如：珠海电网.琴韵站。

2.1.5电压等级

电压等级规范格式为“电压等级+kV”，如：500kV。若为直流，前面加上“DC”，如“DC500kV”。在不需要特别指明电压等级的情况下，该项可以省略。

2.1.6 间隔名称

间隔指厂站内特定母线接线方式下一组密切相关设备的集合，也称为“串”或设备组。间隔的命名采用“电压等级+间隔”方式，如“10kV化工线间隔”。

2.1.7 告警描述

告警描述是告警的具体内容，用字符串描述，长度不超过128个字符。

2.1.8推理报告文件名

推理结论对应的推理报告文件名称，如：20200424_ 153012345.xml。

2.2 交互过程

2.2.1推理结论上传、推理报告主动上传

上传文件属性块（BID42）和文件内容块（BID43）详见《DL/T 476-2012电力系统实时数据通信应用层协议》中5.3.2.19.1和5.3.2.19.2。

2.2.2召唤推理报告

召唤推理报告、规则、基准信号类型都是召唤XML文件，差别在于文件名不同。

2.2.3下装知识库

下装规约、基准信号都是下装XML文件，只是文件名不同。

3 告警直传

3.1 扩展告警直传

变电站智能远动机部署告警推理服务，生成推理结论和推理报告：推理结论以告警直传的方式主动传输到主站;推理报告通常要主站召唤。

告警直传只用文本串的形式传输事项。扩展告警直传的扩展功能是以XML文件形式上传推理报告。

3.1.1 推理结论

告警直传到主站的文本串按事项处理，展示在告警窗;推理结论直传到主站按“告警”处理。

3.1.2召唤报告

（1）告警窗上选择一条直传告警（推理结论）;

（2）右键快捷菜单，增加菜单项“召唤报告”;

（3）单击“召唤报告”，从变电站召唤推理报告;

（4）推理报告召唤成功/失败，生成操作事项提示。

3.2 召唤报告流程

召唤报告流程图如图1所示，流程说明：

（1）值班员召唤报告，用UDP发送“读文件”命令给前置;

（2）各个前置节点接收到“读文件”命令，判断是否需要处理。不需處理丢弃;节点FERT-A需处理用扩展的DL/T476规约发召唤文件的命令给变电站直传远动机RTU DALM;

（3） RTU DALM用扩展DL/T476规约发XML给FERT-A;

（4） PAS-B节点运行hmi，不断用UDP数据包发心跳给各前置节点;

（5） FERT-A收到文件，发送给PAS-B （hmi）保存、解析，生成操作事项。

4 主站侧智能告警展示

4.1 实时监视

实时监视信息是智能告警的推理结论，包括主站和变电站直传两部分。如图2所示，实时监视基于告警窗设计，在告警窗上新增“智能告警”、“告警直传”2个页面。

“智能告警”页展示主站智能告警推理结论。主站智能告警生成推理结论的同时，就能够组织推理简报。故选中某个推理结论，右键菜单“关联推理”或“单一推理”调阅推理简报。

“告警直传”页展示变电站智能告警推理结论。变电站智能告警的推理结论作为直传告警上传主站，但推理报告需要召唤。故选中某个推理结论，右键菜单“推理报告”调阅推理简报，有两种情况：（1）己召唤简报，则展示推理简报;（2）未召唤简报，则提示“应先召唤报告”。在推理结论的右键菜单新增“召唤报告”项，单击“召唤报告”项，召唤成功则展示召唤报告;召唤失败给出提示。

4.2基于POC的综合展示

综合展示结合驾驶舱，降低对实时性要求，侧重于信息展示的全面性和可视化。

（1）“推理报告栏”展示推理报告，可以用表格或格式化文本的形式;

（2）“地理信息图”展示故障设备和停电范围：

1.若为线路故障，在线路上用气泡（或其它方式）提示故障线路;

2.若为母线、主变等站内设备，在厂站上用气泡（或其它方式）提示站内故障;

3.故障引起母线失压、全站失压，在厂站上用气泡（或其它方式）提示;

4.停电线路、失压厂站、有母线失压的厂站能够标识显示;

5.单击“厂站”能够进入主接线图，查看细节。

5 总结

随着电网精细化建设，对电网安全性.稳定性要求越来越高。本课题构建了“基础数据一推理结果一告警简报”层次化变电站全景数据中心，开展多变电站及全网的告警智能分析，从而构建“站一网”协同的分级智能告警系统，以形象、直观的可视化方式进行综合展示，满足各专业人员“一站式”业务信息需求，提升日常生产效率。

参考文献