CN102567800A

CN102567800A - 一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法

Info

Publication number: CN102567800A
Application number: CN2011104028727A
Authority: CN
Inventors: 周诚; 胡斌; 吴军民; 黄太贵; 孙月琴; 叶远波; 刘时敏
Original assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Current assignee: State Grid Electric Power Research Institute
Priority date: 2011-12-07
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2012-07-11

Abstract

一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法，属于平台无关信息模型（PIM）方面的发明。它主要应用在继电保护状态评价与辅助决策过程当中。本发明对继电保护在线状态检修中的采集与存储过程、状态评价过程和辅助决策过程进行建模，很好地适应了在线状态量与设备紧密相关的特点，并向上层评价算法屏蔽了设备差异带来的复杂性，从而支撑通用的评价算法；本发明还可以使辅助决策算法的研究过程与检修决策系统的实现过程相分离，达到支撑决策算法动态升级的特性。

Description

一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法

技术领域

本发明属于平台无关信息模型（PIM）领域的发明，它主要应用在继电保护状态评价与辅助决策过程当中。

背景技术

随着电网规模的发展，设备数量不断增加、技术水平和可靠性迅速提升，传统的设备定期检修模式已经很难适应新的管理需求。国家电网正处于从定期检修模式（TBM）逐渐向状态检修模式（CBM）转变的过程中。目前，国家电网公司已从油浸式变压器、SF6断路器和架空线路等一次设备着手，按照设备状态检修导则要求开展检修工作。继电保护系统同样需要实现在线状态检修，以便充分利用微机型继电保护装置的自检、测量、故障录波和通信功能，达到提高检修效率，扩展检修内涵，提升检修效果的目的。

目前在线运行的继电保护状态检修系统主要是基于传统的离线状态检修模式。主要依据是检修导则，主要手段仍然是定期检修，数据来源则依赖人工采集。这样就造成离线状态检修系统在设计时一般不考虑相对复杂的通用建模设计，而是直接面向电网公司的状态检修导则进行系统建模，仅仅在局部支持一些状态评价计算公式的配置和维护，其中的状态量数据直接以数据库表的形式存储，评价算法和检修策略算法则直接固化在程序中。这种架构的缺陷是：系统的状态量定义固化在程序中，不支持动态建模，缺乏与电网设备模型的有机联系；算法僵化，不能为不同的设备配置不同的算法。且算法严重依赖检修导则，设备提供商很难参与算法设计，未来将导致检修导则和检修系统的频繁变更；评价结果简单化，仅仅以单一的状态评价得分来表示状态评价的结果，过于简单的评价结果无法支撑一个有效的检修决策算法；没有对状态检修和辅助决策过程的有效抽象，不利于指导系统的设计和开发。

根据模型驱动的体系结构(Model Driven Architecture，MDA)的思想，模型是连接业务和具体实现的桥梁，实现业务到实现的柔性连接。实际上，模型也有利于实现业务模型之间的柔性连接，即硬件设备差异到评价和决策算法之间的柔性连接。可见，目前的离线继电保护状态检修系统的架构缺陷主要在于缺乏一个与实现平台无关的全局性的信息系统模型（PIM）。

发明内容

为了给继电保护在线状态检修辅助决策信息系统提供一种PIM模型，本发明将继电保护在线状态检修和辅助决策全过程分为数据采集与存储过程、状态评估过程和辅助决策过程。其中，数据采集与存储过程包含数据获取和数据处理；状态评估过程包含状态评价、预测评估和风险评价；辅助决策对应辅助决策过程中的决策建议。并对它们分别进行建模。

本发明将状态量与设备模型一起建模，即状态量对应单一设备类型的模型所包含的一组属性模型；同时状态量模型独立于设备模型的其它属性。将状态评价分为计算评价分量指标和生成评价报告两个步骤，并设计了一套评价分量指标模型体系，最大限度地向上屏蔽了设备的差异性。本发明在算法库中建模状态评价计算的算法，并且以已经定义好的评价分量指标模型和状态评价结果模型作为建模的基础。辅助决策的最终产物是检修决策报告，检修决策报告的内容包含建议的检修计划和决策算法过程。

本发明对继电保护在线状态检修中的采集与存储过程、状态评价过程和辅助决策过程进行建模，可以很好地适应在线状态量与设备紧密相关的特点，并向上层评价算法屏蔽设备差异带来的复杂性，从而支撑通用的评价算法；本发明还可以使辅助决策算法的研究过程与检修决策系统的实现过程相分离，达到支撑决策算法动态升级的特性。

附图说明

图1是继电保护状态检修和辅助决策全过程。

图2是继电保护在线状态检修和辅助决策信息模型。

图3是模型UML关系图。

具体实施方式

为了实现PIM模型，将状态检修系统的功能抽取为数据获取、数据处理、监测预警、状态评价、预测评估、风险评价和决策建议。进一步抽象这些功能模块，总结出如图1所示的三个过程。其中，数据采集与存储过程包含上述数据获取和数据处理过程；状态评估过程包含上述状态评价、预测评估和风险评价过程；辅助决策过程对应上述决策建议过程。然后对各个部分分别进行建模。

采集与存储过程建模，状态检修系统的数据采集一般是基于经典的适配器模式，可以灵活的搭配不同的适配器接入不同的数据源。现有的通信和信息技术已能充分满足状态量数据的接入。状态量本质上是设备或线路的一种状态属性，与设备的常规属性不同，常规属性一般是静态的，属性值不随时间变化，而状态量是一种随时间变化的属性。因此将状态量与设备模型一起建模，此时状态量是单一设备类型的模型所包含的一组属性模型。在此基础上，状态量模型的表述格式作为一种标准由电网公司制定和发布，同时由设备生产厂商直接提供特定设备的状态量模型。这样就简化了模型维护工作，有利于解决设备的差异性和评价模型的稳定性之间的矛盾。

状态评价过程建模，将状态评价分为两个步骤，分别是计算评价分量指标和生成评价报告。设计一套评价分量指标模型体系，最大限度的向上屏蔽设备的差异性，使得根据评价分量指标模型体系建立的状态评价算法具有一定的稳定性。评价分量指标模型体系的规范，由电网公司主持制定。体系规范需要明确定义每一个状态评价算法可能用到的评价分量指标，并确保硬件设备提供商、软件开发商和电网公司对指标理解的一致性。依据辅助决策算法的需求对设备状态评价的结果进行建模。然后以已经定义好的评价分量指标模型和状态评价结果模型在算法库中建立支持灵活动态维护的状态评价算法模型，以适应评价分量指标模型和状态评价结果模型的变化。

进行辅助决策过程建模，以电网公司的检修导则作为依据进行决策结果建模。

综上所述，一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法的总体结构如图2所示。

在应用过程中，整个模型由电网公司、硬件设备厂家和科研单位共同维护。评价分量模型、状态评价算法模型、评价结果模型和决策结果模型属于模型中的核心部分，对该部分建模即是电网公司制定新版检修导则的过程。状态量和状态分量计算本质上是由硬件设备厂家建模。为了规范硬件设备厂家的建模行为，新版检修导则还应该包括状态量和状态分量计算的建模标准。生产厂商按标准提交状态量模型和状态分量计算模型，电网公司按标准进行审核并接入实体模型引擎。辅助决策算法则由相关科研单位提供，电网公司提供算法库支持决策算法的动态建模。

如图3所示的UML图展示了各种模型在体系中的关系。其中状态量被视为设备模型的一种特殊属性。一种设备模型包含一组预定义的评价分量模型、评价结果模型以及唯一的决策结果模型。评价分量、评价结果和决策结果作为计算的结果需要相应算法的支持。除了分量指标算法的数据来源是状态量以外，状态评价和检修决策算法的数据来源都是上一步算法的输出。

Claims

1.一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法，其特征在于：

将继电保护在线状态检修和辅助决策全过程分为数据采集与存储过程、状态评估过程和辅助决策过程；其中，数据采集与存储过程包含数据获取和数据处理；状态评估过程包含状态评价、预测评估和风险评价；辅助决策对应辅助决策过程中的决策建议；

将状态量与设备模型一起建模，即状态量对应单一设备类型的模型所包含的一组属性模型；状态量模型独立于设备模型的其它属性；

将状态评价分为计算评价分量指标和生成评价报告两个步骤，并设计了一套评价分量指标模型体系，最大限度地向上屏蔽了设备的差异性；

在算法库中建模状态评价计算的算法，并且以已经定义好的评价分量指标模型和状态评价结果模型作为建模的基础；

辅助决策的最终产物是检修决策报告，该报告的内容包含建议的检修计划和决策算法过程。

2.根据权利要求1所述的一种电力系统继电保护在线状态检修决策建模方法，其特征在于：本发明对继电保护在线状态检修中的采集与存储过程、状态评价过程和辅助决策过程进行建模，可以很好地适应在线状态量与设备紧密相关的特点，并向上层评价算法屏蔽设备差异带来的复杂性，从而支撑通用的评价算法；本发明还可以使辅助决策算法的研究过程与检修决策系统的实现过程相分离，达到支撑决策算法动态升级的特性。