CN105762932B - 一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统，本发明的智能变电站智能告警系统包括智能告警引擎和智能告警插件，智能告警插件通过插件管理器注册到智能告警引擎中，智能告警引擎用于采集电网运行稳态、动态、暂态数据以及一、二次设备运行状态信息；智能告警插件是通过对智能变电站调控与运检需求的不断总结并开发得到，其内置有推理分析规则。智能告警插件为智能告警引擎提供特定的业务处理服务，并将业务分析结果返还给智能告警引擎，实现智能告警。本发明简化了以往智能告警繁琐的推理逻辑，不需要依赖专家系统，降低了智能告警功能实现的设计难度，提升了智能高精的分析效率，扩充了智能告警的可扩展性和实例化程度。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统，属于电力系统自动互技术领域。
背景技术
目前，以IEC61850为标志的智能变电站已经初步构建了一体化业务平台，实现了全站信息的统一建模、全景信息统一的采集、存储、处理、展示和上送等功能，基本解决了变电站内部的互操作和信息孤岛问题。为支撑调控一体化，变电站远程浏览、告警直传等技术的应用也处于初步试点应用阶段。智能电网是世界电力行业发展的趋势，智能化应用也是主要的研究方向，电力行业内外许多组织、个人正在为智能电网的五大运行目标努力工作。
智能告警是《智能变电站一体化监控系统功能规范》提出的五大应用功能之一。目前智能告警业务面临的主要问题是告警推理依赖专家系统，专家知识库的提炼比较困难，且实例化配置过程复杂，可重用性差，实用化程度较低。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统，以解决目前智能告警依赖专家系统、且实例化配置过程复杂、可重用性差的问题。
本发明为解决上述技术问题提供了一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统，该智能告警系统包括用于搭建在一体化业务平台上的智能告警引擎和智能告警插件，所述智能告警插件通过插件管理器注册到智能告警引擎中，智能告警引擎用于采集电网运行稳态、动态、暂态数据以及一、二次设备运行状态信息，并将其发送给智能告警插件；智能告警插件是通过对智能变电站调控与运检需求的不断总结并开发得到，其内置有推理分析规则，所述智能告警插件为智能告警引擎提供特定的业务处理服务，并将业务分析结果返还给智能告警引擎，由智能告警引擎根据智能告警插件返回的结果集输出到告警客户端或是通过分布式服务代理传递给调度端以实现智能告警。
所述的智能告警插件是一种结构化组件，每个不同的业务分析功能封装成一个插件，各个插件间的功能处理是相对独立的，与智能告警引擎相互交互并为其提供特定的业务处理服务。
所述的插件管理器包括插件识别接口、插件信息接口、事件响应接口、模型接口和输出接口，所述插件识别接口用于智能告警插件的智能化识别，返回智能告警插件相关的信息给智能告警引擎；所述插件信息接口用于将智能告警插件的名称、版本号以及资源类型信息提供给智能告警引擎；所述事件响应接口用于智能告警插件与智能告警引擎及智能告警插件之间的消息发送及接收；所述模型接口用于智能告警插件对站内SCADA模型及实时数据的访问；所述输出接口用于将智能告警插件的分析结果输出给展示模块。
所述智能告警插件根据SACADA业务处理类型进行分类，包括运行监视、电网故障、控制操作、统计分析、设备检修五类智能告警插件。
所述智能告警引擎还能够对基础数据源进行初步过滤，具备不良数据辨识与校核功能。
所述告警客户端展示方式有三种：告警行、事故简报和综合故障分析报告。
本发明的有益效果是:本发明的基于插件机制的智能变电站智能告警系统包括智能告警引擎和智能告警插件，其中智能告警插件通过插件管理器注册到智能告警引擎中。智能告警引擎用于采集电网运行稳态、动态、暂态数据以及一、二次设备运行状态信息；智能告警插件是通过对智能变电站调控与运检需求的不断总结并开发得到，其内置有推理分析规则，每个插件独自与底层服务交互，即插即用。智能告警插件为智能告警引擎提供特定的业务处理服务，并将业务分析结果通过回调的方式返还给智能告警引擎，智能告警引擎根据智能告警插件返回的结果集输出到告警客户端或是通过分布式服务代理传递给调度端。本发明简化了以往智能告警繁琐的推理逻辑，不需要依赖专家系统，降低了智能告警功能实现的设计难度，提升了智能高精的分析效率，扩充了智能告警的可扩展性和实例化程度。
附图说明
图1是的智能变电站智能告警系统的原理图；
图2插件应用框架示意图；
图3是数据辨识逻辑图；
图4是线路故障分析流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
本发明的一种基于插件机制的智能变电站告警系统的实施例
本发明的基于插件机制的智能变电站告警系统是设置在智能变电站一体化业务平台上，如图1所示，包括智能告警引擎和智能告警插件，其中智能告警插件通过插件管理器注册到智能告警引擎中。插件应用框架由主框架与插件程序两部分组成。主框架由内核(智能告警引擎)及插件管理功能组成，框架申请服务来支撑整个程序的运行，服务由业务插件提供，主框架与插件间通过接口进行交互，框架图如图2所示。该智能变电站告警系统以SCADA基础平台服务作为基础服务支撑，以一体化业务平台为桥梁，为智能告警引擎提供告警、模型、文件、消息、历史、操作服务；一体化业务平台扩充数据接入方式，将PMU数据纳入接入范围。
智能告警引擎用于采集电网运行稳态、动态、暂态数据以及一、二次设备运行状态信息作为基础数据源，并对基础数据源进行初步过滤，具备不良数据辨识与校核功能。智能告警插件是一种结构化组件，每个不同的业务分析功能可封装成一个插件，各个插件间的功能处理是相对独立的，是通过对智能变电站调控与运检需求的不断总结并开发得到，其内置有推理分析规则，可根据智能变电站的不同业务类型进行分类，每个插件独自与底层服务交互，即插即用。
插件注册管理器包括插件识别接口、插件信息接口、事件响应接口、模型接口和输出接口。其中插件识别接口用于智能告警插件的智能化识别，返回智能告警插件相关的信息给智能告警引擎；插件信息接口是将智能告警插件的名称、版本号以及资源类型等信息提供给智能告警引擎；事件响应接口用于智能告警插件与智能告警引擎及智能告警插件之间的消息发送及接收；模型接口用于智能告警插件对站内SCADA模型及实时数据的访问；输出接口用于将智能告警插件的分析结果输出给展示模块。
智能告警插件与智能告警引擎通过插件注册管理器管理其相互交互，并为智能告警引擎提供特定的业务处理服务，智能告警插件具备即插即用功能，注册给告警引擎后，在运行时就会建立连接，与其进行数据交互及处理，智能告警插件将业务分析结果通过回调的方式返还给智能告警引擎，智能告警引擎根据智能告警插件返回的结果集输出到告警客户端或是通过分布式服务代理传递给调度端，其中告警客户端展示方式有三种：告警行、事故简报和综合故障分析报告。
智能告警插件的类型根据SACADA业务处理类型得到，包括运行监视、电网故障、控制操作、统计分析、设备检修五类智能告警插件，其中：运行监视类插件包括数据辨识、信号辨识、重复信号分析、通信链路异常分析、软压板状态不一致分析、定值不一致分析等插件；电网故障类插件包括元件故障综合分析、线路故障综合分析等插件；控制操作类插件包括操作关联性分析、操作异常分析、同期操作分析、五防虚设备操作分析等插件；统计分析类插件包括断路器事故跳闸次数分析、无功补偿设备投切次数分析、主变过温分析、电压及功率越限分析等插件；设备检修类插件包括检修信号分析、检修状态不一致分析等插件。各插件功能描述如表1。
表1
下面以两种典型告警分析插件的处理原理为例进行详细说明。
1)数据辨识插件
数据辨识插件用于对接入数据进行合理性监测和不良数据检测，并将监测结果以智能告警的形式传递给监控后台，分析逻辑如图3。数据辨识分析原理主要包括基于基尔霍夫电流定律的数据辨识、基于模拟量突变的联合数据辨识、基于模拟量和状态量的联合数据辨识、基于电流量和电压量的联合数据辨识、基于功率平衡的数据辨识、基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识和基于模拟量不平衡特征的数据辨识。
基于基尔霍夫电流定律的数据辨识：在变电站内可以根据同一节点的所有设备的电流进行电流数据完整性的检测。如发现异常，可以进一步分析发生电流信息异常的设备。
基于模拟量突变的联合数据辨识：反应电网运行状态的参量是相互关联的，运行状态的变化会同时体现在多个有关联的电流和电压上。因此当某个模拟量发生突变而其他关联的模拟量未发生变化时，可以推断该变化的模拟量数据出现异常.
基于模拟量和状态量的联合数据辨识：断路器辅助接点位置信号与对应的电流或电压数据表达的信息在一段延时后不匹配，则推断出现异常。
基于电流量和电压量的联合数据辨识：对于某些设备，流过该设备的电流和该设备的电压满足一定的规则。如不符合该规则，则推断该设备电流或电压数据出现异常。
基于功率平衡的数据辨识：正常运行时检测各设备的功率平衡，如母线、变压器等具有多端量测信息的设备。如果流入流出的功率差额较大，说明功率信息异常。
基于模拟量和状态量本身特征的数据辨识：模拟量或状态量的变化不符合规律，则认为数据发生异常。如模拟量数据以周期性的方波形式变化或者状态量不停地抖动等。
基于模拟量不平衡特征的数据辨识：模拟量不平衡特征的出现不符合规律，则认为数据发生异常。如在系统正常运行时，某个设备的零序、负序电流或电压突然跳变，而其他相关的量没有变化。
2)变电站线路故障分析插件
变电站线路故障分析插件指的是站内线路发生接地或相间故障时，将故障线路产生的一段时间间隔内保护动作信号、永跳信号、重合闸信号等通过一定的逻辑关系进行组合判断，分析各类信号之间的配合关系，实现对故障类型、性质的快速诊断，待录波文件上送后进行详细故障分析，最终生成故障分析报告，分析逻辑如图4所示。
Claims (6)
1.一种基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，该智能告警系统包括用于搭建在一体化业务平台上的智能告警引擎和智能告警插件，所述智能告警插件通过插件管理器注册到智能告警引擎中，智能告警引擎用于采集电网运行稳态、动态、暂态数据以及一、二次设备运行状态信息，并将其发送给智能告警插件；智能告警插件是通过对智能变电站调控与运检需求的不断总结并开发得到，智能告警插件内置有推理分析规则，所述智能告警插件为智能告警引擎提供特定的业务处理服务，并将业务分析结果返还给智能告警引擎，由智能告警引擎根据智能告警插件返回的结果集输出到告警客户端或是通过分布式服务代理传递给调度端以实现智能告警；所述的特定的业务处理服务包括运行监视、电网故障、控制操作、统计分析、设备检修。
2.根据权利要求1所述的基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，所述的智能告警插件是一种结构化组件，每个不同的业务分析功能封装成一个插件，各个插件间的功能处理是相对独立的，与智能告警引擎相互交互并为其提供特定的业务处理服务。
3.根据权利要求2所述的基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，所述的插件管理器包括插件识别接口、插件信息接口、事件响应接口、模型接口和输出接口，所述插件识别接口用于智能告警插件的智能化识别，返回智能告警插件相关的信息给智能告警引擎；所述插件信息接口用于将智能告警插件的名称、版本号以及资源类型信息提供给智能告警引擎；所述事件响应接口用于智能告警插件与智能告警引擎及智能告警插件之间的消息发送及接收；所述模型接口用于智能告警插件对站内SCADA模型及实时数据的访问；所述输出接口用于将智能告警插件的分析结果输出给展示模块。
4.根据权利要求3所述的基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，所述智能告警插件根据SACADA业务处理类型进行分类，包括运行监视、电网故障、控制操作、统计分析、设备检修五类智能告警插件。
5.根据权利要求3所述的基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，所述智能告警引擎还能够对基础数据源进行初步过滤，具备不良数据辨识与校核功能。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的基于插件机制的智能变电站智能告警系统，其特征在于，所述告警客户端展示方式有三种：告警行、事故简报和综合故障分析报告。
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