CN103208049A - 异常告警快速事故分析方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了异常告警快速事故分析方法及系统。上述方法包括：建立电网拓扑模型；捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备；利用构建的电网拓扑模型，对所述引发异常告警的设备进行快速静态安全分析。可知，在本发明实施例中，根据捕获的异常告警报文确定出引发异常告警的设备，并通过快速静态安全分析，分析出引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载，为异常告警设备停运后所引发的电网事故提供了科学、快速的评估依据。

Description

异常告警快速事故分析方法及系统
技术领域
本发明涉及电网调度技术领域，更具体的说，涉及异常告警快速事故分析方法及系统。
背景技术
异常告警是电力设备故障或电网异常的表象，对异常告警报文进行及时有效的甄别与处理，是调度人员防范电网事故，特别防止大面积停电和电网瓦解事故的重要手段。在现有技术中，调度人员只能凭经验对告警报文进行人工判读，所得到的结论往往不完整、不确切，对引发异常告警的设备停运后所引发的电网事故缺少科学的快速评估依据，难以适应电网快速发展与日趋复杂的局面，因此，客观上需要能够对电网异常告警进行快速事故分析的技术方案。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了异常告警快速事故分析方法及系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种异常告警快速事故分析方法，包括：
建立电网拓扑模型；
捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备；
利用构建的电网拓扑模型，对所述引发异常告警的设备进行快速静态安全分析；
所述快速静态安全分析包括：断开所述引发异常告警的设备，进行全网潮流计算，分析所述引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载。
一种异常告警快速事故分析系统，包括：
构建单元，用于建立电网拓扑模型；
确定单元，用于捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备；
快速静态安全分析单元，用于利用构建的电网拓扑模型，对所述引发异常告警的设备进行快速静态安全分析；所述快速静态安全分析包括：断开所述引发异常告警的设备，进行全网潮流计算，分析所述引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载。
经由上述的技术方案可知，在本发明实施例中，根据捕获的异常告警报文确定出引发异常告警的设备，并通过快速静态安全分析，分析出引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载，从而为引发异常告警的设备停运后所引发的电网事故提供了科学、快速的评估依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的异常告警快速事故分析方法流程图；
图2为本发明实施例提供的异常告警快速事故分析方法另一流程图；
图3为本发明实施例提供的异常告警快速事故分析方法又一流程图；
图4为本发明实施例提供的异常告警的快速事故分析系统示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描述本发明的实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本申请保护的范围。
异常告警是电力设备故障或电网异常的表象，对异常告警报文进行及时有效的甄别与处理，是调度人员防范电网事故，特别防止大面积停电和电网瓦解事故的重要手段。在现有技术中，调度人员只能凭经验对告警报文进行人工判读，所得到的结论往往不完整、不确切，对引发异常告警的设备停运后所引发的电网事故缺少科学的快速评估依据，难以适应电网快速发展与日趋复杂的局面，因此，客观上需要能够对电网异常告警进行快速事故分析的技术方案。
有鉴于此，本发明实施例提供了异常告警快速事故分析方法及系统，以解决上述问题。
参见图1上述异常告警快速事故分析方法至少可包括如下步骤：
S1、建立电网拓扑模型。
更具体的，可先根据SCADA电网结构建立电网模型，然后根据SCADA提供的开关信息和量测数据进行状态估计，得到电网拓扑模型。
需要说明的是，以开关信息为例，开关设备的开或关，会影响开关设备与其他设备的电气连接关系（也即拓扑关系）。因此，需要根据SCADA提供的开关信息建立电网拓扑模型。
原始的告警报文由SCADA/EMS系统生成。其中，SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系统为数据采集与监视控制系统，可以应用于电力系统、给水系统、石油、化工等领域的数据采集与监视控制以及过程控制等诸多领域。在电力系统以及电气化铁道上又称远动系统。SCADA系统是以计算机为基础的生产过程控制与调度自动化系统。它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。
而状态估计是电力系统分析的基础应用，其目的是根据电网的量测数据估计电网的实际运行状态。为了使状态估计的结果更准确，可以对从SCADA库中提取的数据进行不良数据的辨识操作。辨识的具体方法可以采用残差搜索法，也可以采用基于逐次型估计辨识法，后者是对前者的一次回归，但它在排除一个可疑数据时不再进行总体迭代修正，而是利用残差灵敏度和雅可比矩阵直接修正残差和状态，使计算技术由总体矩阵操作水平提高到只对少数相关元素操作的水平，使残差搜索法的辨识时间缩短了几个数量级，使其严密的搜索逻辑得以实用。采用逐次型估计辨识法进行不良数据辨识，不良数据的辨识过程既可靠又快速。
S2、捕获异常告警报文，确定出引发异常告警的设备（简称为异常设备）。
异常告警报文是反映设备运行异常情况的报警信号，异常告警报文可能会影响到设备遥控操作，直接威胁电网安全与设备运行，是需要实时监控、及时处理的重要信息。异常又包括重要异常与普通异常，例如主变冷却器故障为重要异常，而主变调压开关调档异常等属于普通异常。
为了方便电网设备告警信息的交换与共享，来自SCADA的异常告警报文采用规范性命名，如OPEN3000中按照以下命名结构：电网.厂站/电压.间隔.设备/部件.属性。当异常发生时，SCADA系统按照命名结构传送异常告警报文。
异常告警报文与异常设备存在着对应关系，可以通过异常告警报文规范性命名结构来提取其中的设备名称作为引发异常告警的设备。
S3、利用构建的电网拓扑模型，对异常设备进行快速静态安全分析。
更具体的，当异常设备发生重要异常告警时，则对该异常设备进行快速静态安全分析，以分析该异常设备退出运行后的网络安全情况。快速静态安全分析区别传统于传统的静态安全分析。
传统的静态安全分析是指应用N-1原则，逐个断开线路、变压器等元件，检查其他元件是否因此过负荷和电网低电压，用于检验电网结构强度和运行方式是否满足安全运行要求。
而本发明实施例中的快速静态安全分析只是断开异常设备，进行全网潮流计算，分析该异常设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载,检验运行方式是否满足安全运行的要求，因此，快速静态安全分析的速度比静态安全分析速度快。
可见，在本发明实施例中，根据捕获的异常告警报文确定出引发异常告警的设备，并通过快速静态安全分析，分析出引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载，为异常告警设备停运后所引发的电网事故提供了科学、快速的评估依据。
在本发明其他实施例中，参见图2，上述方法还可包括如下步骤：
S4、对异常设备进行快速风险评估。
所谓的风险评估，是指采用风险理论的量化评估方法，它采用一系列逻辑步骤，以一种系统的方式检查由于设备使用而产生的灾害，从而可以选择适合的安全措施，风险评估采用风险指标来定量地评估事故的可能性和严重性这两个决定系统可靠性的因素，能够比较全面的反映事故对电力系统的影响。
需要说明的是，快速静态安全分析是一种确定性评估方法，无法给出全网的不确性量化指标，而上述风险评估是一种不确定性分析方法，能够既考虑故障发生的概率，又能考虑到事故造成的后果。
更具体的，上述风险评估采用的计算风险值的公式为：R(C/Xt)=ΣP(E/Xt)×S(C/E),式中Xt是故障前的运行状态;E是不确定的事故;C是不确定事故造成的后果;P(E/Xt)是在Xt下E出现的概率;S(C/E)是在E下产生C后果的严重度;R(C/Xt)是风险值。
在风险评估中，还可对异常设备退出运行后所导致的负荷损失进行分析,按照《国家电网公司安全事故调查规程》和《国务院第599号令》分析可能的事故后果，给出电网事故级别提示。在计算负荷损失时，考虑备自投动作所引起的部分失电负荷自动导入带电供区的实际，对这部分负荷进行了剔除。
在本发明其他实施例中，参见图3，在步骤S2后，还可执行如下步骤：
S5、根据捕获到的原始异常告警报文，构建智能异常告警报文并显示。这样，可避免大量告警报文在显示屏上显示的情况。
下面将对步骤S2和S5进行详细介绍。
SCADA/EMS生成的告警报文的类型有70多种，本发明实施例重点关注异常告警信号。因此，步骤S2中的“捕获原始的异常告警报文”具体可包括：对告警报文进行一次过滤，以过滤出原始的异常告警报文。
之后，在步骤S5中，可利用专家规则库中的规则，对过滤出的原始异常告警报文进行二次过滤和分析，生成智能异常告警报文。
因此，在本发明其他实施例中，上述方法还可包括如下步骤：定制专家规则库中的规则。
其中，专家规则库中普遍适应用规则主要包括：本地调（地区调度）责任区、带电运行的主间隔、过去24小时已复归的异常告警报文、所有未复归的异常告警报文。
例如，过滤掉不属于本地调责任区的异常告警报文，过滤掉非带电运行的主间隔，并且过滤出过去24小时已复归的异常告警报文、所有未复归的异常告警报文。从而得到属于本地调责任区、带电运行的主间隔下的过去24小时已复归的异常告警报文或未复归的异常告警报文。
除依据上述普遍适应用规则进行过滤外，还可以定制更具体的规则。
例如，异常告警报文可分为异常告警复归报文和遥信异常告警动作报文。针对同一个遥信编号M，第一次接收到遥信异常告警动作报文时，新建智能异常告警报文X。随后，同一遥信编号（M）、同类型的遥信异常告警动作报文均归为同一智能异常告警报文X。当接收到同一个遥信编号的异常告警复归报文时，该智能异常告警报文X结束。此后，再接收到该遥信编号M的同类型的异常告警复归报文时，均将其归并至智能异常告警报文X。
随后，如果该遥信编号M上再发生遥信异常告警动作报文时，则新建智能异常告警报文Y。
此外，除将重复的同类型报文过滤掉外，还可根据电网拓扑关系，对针对上下级设备所产生的异常告警报文进行合并。
综上可知，在本发明实施例中，通过电网工况的仿真，捕获异常告警信号，对异常设备进行静态安全分析与风险评估,实现了对异常告警的快速事故分析,给出了异常设备退出运行后的网络安全情况，计算出可能导致的事故后果。为调度员提供了基于风险的异常告警跟踪及事故分析机制。
与之相对应，本发明实施例还要求保护异常告警快速事故分析系统。图4示出了异常告警快速事故分析系统的一种结构，至少包括：
构建单元1，用于建立电网拓扑模型;
确定单元2，用于捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备（异常设备）；
快速静态安全分析单元3，用于利用构建的电网拓扑模型，对异常设备进行快速静态安全分析。
在本发明其他实施例中，仍请参见图4，上述系统还可包括：
快速风险评估单元4，用于对异常设备进行快速风险评估。
此外，上述系统还可包括展示单元5，用于根据捕获到的异常告警报文，构建智能异常告警报文并显示。
具体细节请参见本文前述方法部分的记载，在此不作赘述。
需要说明的是，上述构建单元1、确定单元2、快速静态安全分析单元3、快速风险评估单元4和展示单元5可为硬件单元或硬件电路，例如，展示单元5具体可为显示屏，也可为逻辑单元，可用处理器实现其功能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种异常告警快速事故分析方法，其特征在于，包括：
建立电网拓扑模型；
捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备；
利用构建的电网拓扑模型，对所述引发异常告警的设备进行快速静态安全分析；
所述快速静态安全分析包括：断开所述引发异常告警的设备，进行全网潮流计算，分析所述引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：对所述引发异常告警的设备进行快速风险评估。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述进行快速风险评估包括：
根据R(C/Xt)=ΣP(E/Xt)×S(C/E)计算风险值；
所述Xt表示故障前的运行状态，所述E表示不确定的事故，所述C表示不确定事故造成的后果，所述P(E/Xt)表示在Xt下E出现的概率，所述S(C/E)表示在E下产生C后果的严重度，所述R(C/Xt)表示风险值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述进行快速风险评估还包括：分析所述引发异常告警的设备退出运行后所导致的负荷损失。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始的异常告警报文按照电网.厂站/电压.间隔.设备/部件.属性的方式命名；
所述确定出引发异常告警的设备包括：
从所述原始的异常告警报文中提取设备名称作为引发异常告警的设备。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：还包括：
根据捕获到的原始异常告警报文，构建智能异常告警报文并显示。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述构建智能异常告警报文包括：
对捕获到的异常告警报文，根据本地调责任区、带电运行的主间隔、过去24小时已复归的异常告警报文、所有未复归的异常告警报文进行通用过滤；
对经通用过滤的异常告警报文进行专门过滤和分析，生成智能异常告警报文。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述按对经过通用过滤的异常告警报文进行专门过滤和分析，生成智能异常告警报文包括：
第一次接收到遥信异常告警动作报文时，新建智能异常告警报文；
将同一遥信编号、同类型的遥信异常告警动作报文归并为同一智能异常告警报文，直至接收到同一遥信编号的异常告警复归报文，所述智能异常告警报文结束；
将同一遥信编号、同类型的异常告警复归报文归并为同一智能异常告警报文。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述构建智能异常告警报文还包括：根据电网拓扑关系，对由上下级设备所产生的异常告警报文进行合并。
10.一种异常告警快速事故分析系统，其特征在于，包括：
构建单元，用于建立电网拓扑模型；
确定单元，用于捕获原始的异常告警报文，确定出引发异常告警的设备；
快速静态安全分析单元，用于利用构建的电网拓扑模型，对所述引发异常告警的设备进行快速静态安全分析，所述快速静态安全分析包括：断开所述引发异常告警的设备，进行全网潮流计算，分析所述引发异常告警的设备退出运行后，所导致的、电网拓扑模型中其它设备的停运及过载。
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