主子站間分布式智能告警系統(tǒng)及其故障診斷方法技術方案

本發(fā)明專利技術涉及主子站間分布式智能告警系統(tǒng)及其故障診斷方法，包括：實現(xiàn)告警信息統(tǒng)一建模的告警信息建模模塊、形成告警條文信息并直傳給主站端的告警信息分析模塊、對告警條文信息解析推理形成故障簡報的告警信息故障診斷模塊、防止故障誤判的告警信息故障驗證模塊、給出調度處置輔助建議的專家知識庫智能分析模塊、按調控運行模式分類顯示故障診斷結果的告警信息顯示模塊。本發(fā)明專利技術采用分布式設計，解決集中式分析架構中主子站間數(shù)據(jù)通信壓力大、主站端運維工作量大等問題；通過多子站和多源告警信息驗證，確保告警信息正確性；提升電網(wǎng)故障判斷準確率、提高故障分析效率；提取故障特征建立專家?guī)欤瑸殡娋W(wǎng)未來故障處置提供數(shù)據(jù)支撐。

Distributed intelligent warning system between master station and its fault diagnosis method

The present invention relates to a master station distributed intelligent alarm system and the fault diagnosis methods, including: the alarm information module, alarm information of the formation of the unified modeling and direct to the alarm information provision station alarm information, alarm information analysis module of analytical reasoning form provisions of alarm information and fault diagnosis module, fault prevention expert briefing the knowledge base of fault alarm information verification module, given the proposed fault handling assistant scheduling misjudgment analysis module, fault diagnosis results according to the operation and control of pattern classification alarm information display module. The invention adopts distributed design, solve the problem in the framework of centralized analysis of data communication between master station and station operation pressure workload; through multi station and multi alarm information verification, to ensure the correctness of alarm information; enhance the accuracy and improve the efficiency of fault analysis of power system fault diagnosis; fault feature extraction of the establishment of the experts, to provide data support for the future power grid fault disposal.

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
主子站間分布式智能告警系統(tǒng)及其故障診斷方法
本專利技術涉及智能電網(wǎng)調度控制領域，具體涉及一種主子站間分布式智能告警系統(tǒng)及應用該系統(tǒng)的故障診斷方法。
技術介紹
當前智能電網(wǎng)建設模式下，調度控制系統(tǒng)已經(jīng)支持覆蓋電網(wǎng)一次設備以及二次設備的全面監(jiān)控業(yè)務，系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)逐漸呈現(xiàn)多樣化趨勢，數(shù)據(jù)來源呈現(xiàn)多源化，系統(tǒng)監(jiān)視的電網(wǎng)運行數(shù)據(jù)包括遠動數(shù)據(jù)(遙測、遙信、遙控)、保護故障信息數(shù)據(jù)、通信狀態(tài)等，同時調度控制系統(tǒng)計劃將保護故障錄波信息納入監(jiān)控業(yè)務的監(jiān)視范疇，為電網(wǎng)設備故障判斷、故障原因分析、故障推理及排查等提供數(shù)據(jù)支撐。就上述發(fā)展趨勢而言，實際應用中存在諸多不足：智能告警多采用集中式分析架構，主站端需要采集子站(變電站)大量的原始告警信息，增加了主子站間的數(shù)據(jù)通信壓力以及主站端的運維工作量；主子站數(shù)據(jù)中心和業(yè)務平臺相互脫節(jié)，沒有高效的互動，不能充分發(fā)揮主子站數(shù)據(jù)信息各自具有的時域、地域等優(yōu)勢；電網(wǎng)在線故障診斷實用化水平較低，受基礎數(shù)據(jù)質量等影響，對于單一數(shù)據(jù)源的故障分析準確率不高；多種監(jiān)控、告警系統(tǒng)信息獨立，缺乏有效融合與分類，實際應用中調控人員需同時對多個系統(tǒng)進行監(jiān)視，增加了告警處理難度，難以適應智能電網(wǎng)發(fā)展的業(yè)務要求。因此需要研究分布式主子站多源信息融合的綜合故障診斷，提升故障診斷實用化水平。論文《適應兩級分布式智能調度控制的變電站高級應用軟件》分析了當前主子站網(wǎng)絡業(yè)務應用中業(yè)務模型維護量大、模型易出錯、難以更新、主子站模型關聯(lián)性弱等現(xiàn)狀，提出了主子站兩級分布式網(wǎng)絡建模架構，并對當前主子站主要的業(yè)務應用進行討論，但是，對于子站故障診斷上送調度中心后如何展示，如何在主站對多個子站報警信息進行多源綜合判斷沒有進行說明。論文《基于新型神經(jīng)網(wǎng)絡的電網(wǎng)故障診斷方法》中提到的故障診斷方法準確度雖有提高，但仍無法有效消除保護、斷路器誤動、拒動及信息傳輸丟失等不確定情況對故障診斷的負面影響，這往往會導致故障診斷元件范圍擴大甚至誤判等情況，因此故障診斷結果不能令人滿意。論文《智能變電站分布式數(shù)據(jù)平臺應用研究》中，針對分布式智能電網(wǎng)調度系統(tǒng)概念，提出主從分布式業(yè)務協(xié)同原則，但僅在子站層建立了支持分布式業(yè)務的數(shù)據(jù)平臺或者業(yè)務平臺，不能滿足當前監(jiān)控系統(tǒng)對數(shù)據(jù)、業(yè)務的發(fā)布訂閱需求。總而言之，目前需要從調度日常監(jiān)控的業(yè)務角度出發(fā)，通過統(tǒng)一的告警服務接口及模型建立，實現(xiàn)分布式主站與子站信息交互、各個應用功能告警信息的整合、分析，形成電網(wǎng)擾動的一點告警、多點響應的綜合故障診斷結果，提升運行人員故障處置效率以及對電網(wǎng)運行狀態(tài)的整體感知能力，形成針對故障診斷結果的輔助決策，提升事故處理效率。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術就是為了解決上述問題，提供一種主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，子站端分布式業(yè)務任務主要承擔子站保護動作、開關變位等大量數(shù)據(jù)信息的智能分析算法實現(xiàn)，完成故障定位，最終形成標準格式的告警條文，并上傳主站。主站端的任務承擔主站監(jiān)控區(qū)域內所有子站全局智能告警分析算法的設計，實現(xiàn)電網(wǎng)一點擾動就可對多個相關站點告警條文進行綜合分析，對多個子站上傳的告警進行多源驗證，同時結合其他業(yè)務類型的告警信息，完成主站智能告警分析；并對調度故障處理經(jīng)驗、離線事故預案以及設備操作危險點等非結構化信息進行收集、整合以及對象化建模，形成調度故障處置專家知識庫，在實際發(fā)生故障的情況下通過和專家知識庫的在線匹配，給出調度事故處置的輔助建議，可有效提升故障處置效率。本專利技術主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，具體包括以下六個功能模塊：告警信息建模模塊、告警信息分析模塊、告警信息故障診斷模塊、告警信息故障驗證模塊、專家知識庫智能分析模塊、告警信息顯示模塊。1)告警信息建模模塊：實現(xiàn)主站端面向子站告警信息的統(tǒng)一建模，具體的建模規(guī)則是：針對每個子站的告警信息分別建模，建模數(shù)據(jù)包括站內監(jiān)控、保護、錄波設備的功能和配置；主站端告警信息建模，對調控系統(tǒng)CIM模型進行擴展，同時對調控系統(tǒng)的采集模型進行擴展以支撐數(shù)據(jù)采集，并將調控、保護故障、故障錄波業(yè)務融合后輸出一體化模型；主站端告警信息建模的規(guī)則是：在調控系統(tǒng)CIM模型基礎之上，根據(jù)保護故障業(yè)務及故障錄波業(yè)務的需要，對調控系統(tǒng)CIM模型進行擴展，包括IED模型的擴展描述、IED裝置與導電設備的關聯(lián)關系、IED內部模型描述；主子站間告警直傳信息建模，提供基于文本方式的子站告警信息描述，完成告警類型、告警級別、告警來源、告警內容、告警分析的模型建立；同時主站端完成文本內容與子站告警信息模型的對應，實現(xiàn)主站信息與子站的一一對應。子站的監(jiān)控需要采集大量設備狀態(tài)告警信息，通過告警信息建模模塊，可以實現(xiàn)設備狀態(tài)告警信息的快速、準確采集。2)告警信息分析模塊：在子站端采集告警信息，并進行分類、分析，形成告警條文信息并直傳給主站端；具體的規(guī)則是：將告警信息按事故、異常、變位、越限、告知進行分類，再進行分析完成告警抑制、告警屏蔽、漏報誤報分析、關聯(lián)性分析、統(tǒng)計分析，按級別、時間、設備、事件(即故障類型)、原因五段式的標準進行描述形成告警條文信息，并將其直傳給主站端；告警信息分析模塊所采集的子站告警信息包括：子站端的綜合開關變位、保護動作信息、向量量測單元、設備檢測、二次安防。通過告警信息分析模塊，將采集的子站告警信息在子站端進行分析處理，在子站端形成告警條文信息之后再上傳主站，而大量的子站原始告警信息不再上傳主站，可以減少主子站間的數(shù)據(jù)通信壓力和運維工作量，適應電網(wǎng)運行發(fā)展的要求。3)告警信息故障診斷模塊：主站端對接收到的子站告警條文信息進行解析處理、推理，形成故障簡報；具體的故障診斷規(guī)則是：主站端對告警條文信息進行解析處理，得到告警級別、時間、設備、事件以及原因；從穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息中獲取故障時間、重合閘情況、設備名稱；從二次故障數(shù)據(jù)中獲取保護動作情況；從錄波數(shù)據(jù)中獲取故障測距、短路電流，并進行信息融合、內容整合，形成故障簡報；對子站設備故障進行診斷的主要依據(jù)包括，遙信信號：開關變位信號、事故總信號；遙測信息：電壓、電流、功率；以及：設備拓撲關系、保護故障信息、故障錄波信息；可以診斷的故障類型包括：開關故障、線路故障、母線故障、主變故障。告警信息故障診斷模塊，通過不同數(shù)據(jù)特性完善故障診斷結果，提高故障診斷的準確性。4)告警信息故障驗證模塊：對故障簡報中診斷出的故障告警信息進行多個子站相互驗證和故障子站的多個系統(tǒng)相互驗證，避免因設備誤發(fā)告警信息造成誤判；具體的故障驗證規(guī)則是：1)多個子站相互驗證，即：根據(jù)子站開關變位、事故總信號、保護動作信號在設備故障情況下的內在關聯(lián)關系，建立信息辨識規(guī)則對告警信息進行辨識，并運用啟發(fā)式搜索、模式辨識進行驗證，判斷設備故障、分析故障原因，從而實現(xiàn)多子站告警信息智能分析報警；2)故障子站的多個系統(tǒng)相互驗證，即：在主站端完成故障錄波信息的采集與分析，然后從穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)故障診斷、二次數(shù)據(jù)故障診斷、錄波數(shù)據(jù)融合驗證三個方面進行多系統(tǒng)相互驗證，從而實現(xiàn)多系統(tǒng)告警信息智能分析報警；其中，在主站端完成故障錄波信息的采集與分析的規(guī)則是：對于標準的COMTRADE故障數(shù)據(jù)記錄格式提供錄波數(shù)據(jù)波形顯示分析；開關量動作時序分析；事故分析，故障性質分析及單雙端故障測距；諧波分析、序分量分析；特征量波形分析；數(shù)據(jù)格式轉換；錄波文件的拆分與重組。告警信息故障驗證模塊，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，包括：告警信息建模模塊：實現(xiàn)主站端面向子站告警信息的統(tǒng)一建模；告警信息分析模塊：在子站端采集告警信息，并進行分類、分析，形成告警條文信息并直傳給主站端；告警信息故障診斷模塊：主站端對接收到的子站告警條文信息進行解析處理、推理，形成故障簡報；告警信息故障驗證模塊：對故障簡報中診斷出的故障告警信息進行多個子站相互驗證和故障子站的多個系統(tǒng)相互驗證；專家知識庫智能分析模塊：對常見故障處理經(jīng)驗、事故的預案、設備操作危險點進行整合，提取故障時的主要特征，形成調度故障處置專家知識庫；將通過告警信息故障驗證模塊驗證之后的故障信息和專家知識庫在線匹配，給出故障處置的輔助建議；告警信息顯示模塊：按照調控運行模式分類顯示告警信息的故障診斷結果。

【技術特征摘要】
1.主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，包括：告警信息建模模塊：實現(xiàn)主站端面向子站告警信息的統(tǒng)一建模；告警信息分析模塊：在子站端采集告警信息，并進行分類、分析，形成告警條文信息并直傳給主站端；告警信息故障診斷模塊：主站端對接收到的子站告警條文信息進行解析處理、推理，形成故障簡報；告警信息故障驗證模塊：對故障簡報中診斷出的故障告警信息進行多個子站相互驗證和故障子站的多個系統(tǒng)相互驗證；專家知識庫智能分析模塊：對常見故障處理經(jīng)驗、事故的預案、設備操作危險點進行整合，提取故障時的主要特征，形成調度故障處置專家知識庫；將通過告警信息故障驗證模塊驗證之后的故障信息和專家知識庫在線匹配，給出故障處置的輔助建議；告警信息顯示模塊：按照調控運行模式分類顯示告警信息的故障診斷結果。2.根據(jù)權利要求1所述的主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，所述告警信息建模模塊的建模規(guī)則是：針對每個子站的告警信息分別建模，建模數(shù)據(jù)包括站內監(jiān)控、保護、錄波設備的功能和配置；主站端告警信息建模，對調控系統(tǒng)CIM模型進行擴展，同時對調控系統(tǒng)的采集模型進行擴展以支撐數(shù)據(jù)采集，并將調控、保護故障、故障錄波業(yè)務融合后輸出一體化模型；主子站間告警直傳信息建模，提供基于文本方式的子站告警信息描述，完成告警類型、告警級別、告警來源、告警內容、告警分析的模型建立；同時主站端完成文本內容與子站告警信息模型的對應，實現(xiàn)主站信息與子站的一一對應。3.根據(jù)權利要求2所述的主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，所述主站端告警信息建模的規(guī)則是：在調控系統(tǒng)CIM模型基礎之上，根據(jù)保護故障業(yè)務及故障錄波業(yè)務的需要，對調控系統(tǒng)CIM模型進行擴展，包括IED模型的擴展描述、IED裝置與導電設備的關聯(lián)關系、IED內部模型描述。4.根據(jù)權利要求1所述的主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，所述告警信息分析模塊對采集的子站告警信息進行分類、分析、形成告警條文信息并直傳給主站端的規(guī)則是：將告警信息按事故、異常、變位、越限、告知進行分類，再進行分析完成告警抑制、告警屏蔽、漏報誤報分析、關聯(lián)性分析、統(tǒng)計分析，按級別、時間、設備、事件、原因五段式的標準進行描述形成告警條文信息，并將其通過圖形網(wǎng)關機直傳給主站端。5.根據(jù)權利要求4所述的主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，所述告警信息分析模塊所采集的子站告警信息包括：子站端的綜合開關變位、保護動作信息、向量量測單元、設備檢測、二次安防。6.根據(jù)權利要求1所述的主子站間分布式智能告警系統(tǒng)，其特征在于，所述告警信息故障診斷模塊的故障診斷規(guī)則是：主站端對告警條文信息進行解析處理，得到告警級別、時間、設備、事件、原因；從穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)信息中獲取故障...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：孫緒江，孔令帥，楊鋒，王兆生，
申請(專利權)人：積成電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37