CN106451761A - 一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，涉及一种停电自动监测分析系统。目前，电网实时数据都是离散型信息、准确性不高，而且不同来源的信息中存在时序差。本发明包括：事件策略算法规划模块；事件初始化模块；策略选择模块；事件过滤模块；事件源线程模块；事件时间轴模块；事件研判模块；故障停电发布时间轴模块；故障停电发布模块；故障停电合并模块；故障停电消息发布模块。本技术方案采用时间轴和可信度相结合的机制，进一步提高分析效率，一旦故障信息满足可信度要求就可以立刻发布，实现迅速、准确地对不同源事件分析得到的故障信息进行融会和归并。
Description
技术领域
本发明涉及一种停电自动监测分析系统，尤其指一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统。
背景技术
随着国民经济的发展和人民物质生活水平的不断提高，促使电力事业迅速发展，配电网的不断网络扩大，现代社会对供电可靠性和电能质量的要求越来越高。提高供电可靠性就是指减少停电次数和缩短停电时间。据统计，电力用户遭受的停电事故95%以上是由配电网故障引起的(扣除发电不足因素)。同时，国网公司大力推进智能电网的发展，在变电站、配网线路、配电站所、低压设备上都安装了相当数量的智能监测装置，这些装置产生的大量实时数据，对反应电网运行状态、诊断故障影响范围都有重要作用。但由于这些实时数据都是离散型信息、准确性不高，而且不同来源的信息中存在时序差，因此如何利用好这些各式各样的数据是配网故障分析领域的关键课题。因此，在配电网发生故障后，准确、迅速地判断故障位置，确定故障影响的停电范围，对于及时隔离并修复故障、提高供电可靠性、提升客户满意度具有十分重要的意义。
同时区域多户停电事件在整个95598故障报修业务所占权重一直居高不下，因此尽可能避免减少区域大面积停电风险，由于故障、检修、自然灾害等易引发区域大面积停电，极易引发群体性投诉事件。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，以达到迅速、准确判断故障的目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，包括：
事件策略算法规划模块：用于制定并存储多种事件策略；事件策略包括事件源获取策略、过滤策略、研判策略、发布策略；事件源获取策略用于通过定时调用告警JMS队列，获取新增状态的告警消息，包括SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器的告警事件；过滤策略用于对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的过滤策略；研判策略用于对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的拓扑校验策略；发布策略用于按故障的可信度，按预设的阀值确定发布时机；
事件初始化模块：用于将事件数据初始化到内存数据中；通过获取初始化事件数据、存放系统的事件H2数据库、启动获取事件源线程、启动事件研判时间轴、启动故障发布时间轴环节完成事件初始化过程；事件数据包括SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器告警数据；
策略选择模块：用于根据策略配置、数据类型，从事件策略算法规划模块获取对应的执行方案；策略选择包括事件源获取策略选择、事件过滤策略选择、事件研判策略选择；
事件过滤模块：用于根据通过告警类型过滤剔除计划停电，再通过告警时间与已发布故障的创建时间比较，是否在预设时间范围内，若在范围内，则对当前告警进行过滤判断，若超出范围，则不过滤参与研判；
事件源线程模块：用于根据事件源策略，获取事件，存入H2数据库；
事件时间轴模块：用于定时从H2数据库中取新增的事件，按容器分组，启动研判线程；
事件研判模块：用于在根据事件类型，选择对应的事件研判策略得到研判方案后，执行研判方案得到仿真故障；
故障停电发布时间轴模块：用于定时从H2数据库中获取未发布故障，按容器分组，启动故障发布线程；
故障停电发布模块：用于设置故障发布状态，根据停电设备生成停电影响构面和停电影响用户情况；
故障停电合并模块：用于合并同一容器未发布故障，以停电范围大的故障，合并重叠范围小的故障；
故障停电消息发布模块：用于将已发布故障推送到抢修队列，并将已发布故障直接发送到前台消息。
本技术方案采用时间轴机制，即分析后的故障信息按时序进入事件轴，当达到指定时间后，对故障信息进行归并处理，形成统一的故障信息并发布至大面积停电监测系统；并引入可信度机制。采用时间轴和可信度相结合的机制，进一步提高分析效率，一旦故障信息满足可信度要求就可以立刻发布，实现迅速、准确地对不同源事件分析得到的故障信息进行融会和归并。
本技术方案可以电网自主PMS2.0 GIS地理平台为基础，动态进行可信度配置和相关策略调整来适应各电力网省间差异，提高停电事件分析准确性。
扩展性较好，适应性强，能随着实际业务需要扩展调整优化，各业务系统集成切换便捷。
基于电力自主公用GIS平台，独立运行于电力信息内网，不依赖其他商业GIS平台，信息安全性高，且可进行自主研发和业务应用扩展。
作为应用于电力大面积故障停电GIS主动监测分析技术，融合95598特有业务应用，并进行需求个性化定制，在95598应用的功能界面实现自动故障设备位置定位、自动停电拓扑影响范围分析、停电影响用户自动分析等功能，综合开展停电用户主动监测，为多户故障停电工单提供预判，为配网抢修管理、95598客户服务提供有力支撑，同时有利于及时发现重大舆情，采取应急预案应对。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
策略选择模块根据事件类型，配置事件源策略，读入策略文件，得到事件源获取方法，根据获取方法进行事件获取，得到未研判的事件列表；之后，策略选择模块根据事件类型，配置过滤策略优先级，读入策略文件，得到事件优先级、过滤方法，根据过滤方法进行事件过滤，得到需要研判的事件列表；接着策略选择模块根据事件类型，配置研判策略优先级，读入策略文件，得到事件优先级、研判方法，根据研判方法进行事件研判，生成仿真故障。本技术方案对事件进行分类、过滤，研判，有助于提高故障的准确性判断。
事件过滤模块对H2数据库中未发布仿真故障的影响设备进行过滤，将不属于仿真故障、事件建立时间小于预设值、非已发布的故障停电范围内的确认故障、与执行事件不处于相同容器的事件增加至待研判事件队列，当事件为已发布的故障停电范围内的确认故障时，记录故障与事件的关系。可有效避免故障的重复公布。
还包括仿真模块，所述的仿真模块建立三个时间轴分别为真实世界时间轴、告警事件时间轴和故障事件时间轴；在运行过程中，真实世界的发生故障信息的影响，被监测系统捕捉，转化为告警事件；告警事件按其不同的时序加入到事件时间轴中，仿真模块根据这些变化的事件进行分析和推导，形成可能的故障事件，按时序送入到故障时间轴中，当需要更多信息进行辅助判断时，反馈给监测系统；故障时间轴中的故障信息按时间间隔进行归并和转化，一旦符合发布条件，则发布至外部系统，并根据外部系统的处理情况，进行动态变化。配电网故障是一个典型的复杂系统，来自不同事件源的告警事件和最终归一化的故障信息是其核心内容，本技术方案实现告警事件推导到故障信息的动态仿真。
事件过滤模块包括事件可信度分析单元，事件可信度分析单元根据事件源，确定事件的可信度；当故障信息满足可信度要求时，进行发布。有助于提高数据的准确性。
事件源线程模块根据事件源类型，选择获取策略，获取新事件，同时过滤H2数据库中已存在的事件，并将新事件存入H2数据库中，事件源来自于95598报修及告警信息。本技术方案从多个方面对数据进行选择，提高数据准确性和发现问题的及时性。
大面积停电自动监测分析系统以电网自主GIS地理平台为基础并独立运行于电力信息内网，动态进行可信度配置和相关策略调整来适应各电力网省间差异以提高停电事件分析准确性。
有益效果：
本技术方案采用时间轴机制，即分析后的故障信息按时序进入事件轴，当达到指定时间后，对故障信息进行归并处理，形成统一的故障信息并发布至大面积停电监测系统；并引入可信度机制。采用时间轴和可信度相结合的机制，进一步提高分析效率，一旦故障信息满足可信度要求就可以立刻发布，实现迅速、准确地对不同源事件分析得到的故障信息进行融会和归并。
本技术方案可以电网自主PMS2.0 GIS地理平台为基础，动态进行可信度配置和相关策略调整来适应各电力网省间差异，提高停电事件分析准确性。
本技术方案扩展性较好，适应性强，能随着实际业务需要扩展调整优化，各业务系统集成切换便捷。
本技术方案基于电力自主公用GIS平台，独立运行于电力信息内网，不依赖其他商业GIS平台，信息安全性高，且可进行自主研发和业务应用扩展。
本技术方案作为应用于电力大面积故障停电GIS主动监测分析技术，融合95598特有业务应用，并进行需求个性化定制，在95598应用的功能界面实现自动故障设备位置定位、自动停电拓扑影响范围分析、停电影响用户自动分析等功能，综合开展停电用户主动监测，为多户故障停电工单提供预判，为配网抢修管理、95598客户服务提供有力支撑，同时有利于及时发现重大舆情，采取应急预案应对。
附图说明
图1（a）是事件获取策略流程图。
图1（b）是事件过滤策略流程图。
图1（c）是事件研判策略流程图。
图2 （a）是事件过滤实现流程图。
图2 （b）是事件写流程图。
图3（a）是事件源获取主线程图。
图3（b）是事件源根据策略获取新事件流程图。
图4（a）是事件研判主线程图。
图4（b）是事件研判流程图。
图5（a）是事件研判过程实现流程图。
图5（b）是重新研判流程图。
图6（a）是故障发布主线程图。
图6（b）是故障合并发布流程图。
图6（c）是发布故障过程图。
图6（d）是故障停电发布判断流程图。
图7（a）是故障停电发布实现流程图。
图7（b）是故障及相关数据存储流程图。
图8是故障停电合并实现流程图。
图9 （a）是故障停电消息发布实现流程图。
图9 （b）是故障停电消息发布实现流程图。
图10是仿真体系架构时间轴交互示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
本技术方案以电网PMS2.0 GIS平台为支撑，通过事件策略算法规划、事件初始化、策略选择器、事件过滤、事件源线程、事件时间轴、研判事件过程、故障停电发布时间轴、故障停电发布、故障停电合并、故障停电消息发布这几个关键环节完成的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析技术及系统。
1）事件策略算法规划：该过程实现事件源获取策略、过滤策略、研判策略、发布策略等；其中事件源获取策略通过定时调用告警JMS队列，获取新增状态的告警消息，包括SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器等告警事件；过滤策略则对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的过滤策略；研判策略则对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的拓扑校验策略；发布策略则按故障的可信度，按预设的阀值确定发布时机。
2）事件初始化：该过程实现将SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器等告警数据初始化到大面积停电自动监测分析系统的内存数据中。通过获取初始化事件数据、存放系统的事件H2数据库、启动获取事件源线程、启动事件研判时间轴、启动故障发布时间轴等环节完成事件初始化过程。
3）策略选择器：根据策略配置、数据类型，获取执行方案。有事件源获取策略、事件过滤策略、事件研判策略，具体实现，如图1（a）、 1（b）、1（c）所示。
4）事件过滤：该过程通过告警类型过滤剔除计划停电，再通过告警时间与已发布故障的创建时间比较，是否在预设时间范围内，范围内当前告警进行过滤判断，超出范围不过滤参与研判。具体实现见图2（a）、图2（b）所示。
5）事件源线程：根据事件源策略，获取事件，存入H2。具体实现见图3（a）和图3（b）。
6）事件时间轴：定时取新增的事件，按容器分组，启动研判线程。具体实现见图4（a）和图4（b）。
7）研判事件过程：根据事件类型，选择研判策略得到研判方案，执行研判方案得到仿真故障。具体实现见图5(a)和图5(b)所示。
8）故障停电发布时间轴：定时从H2中获取未发布故障，按容器分组，启动故障发布线程。具体实现见图6 （a）、图6 （b）、图6 （c）、图6 （d）所示。
9）故障停电发布：该过程实现设置故障发布状态，根据停电设备生成停电影响构面和停电影响用户情况。具体实现见图7（a）、图7（b）所示。
10）故障停电合并：合并同一容器未发布故障，以停电范围大的故障，合并重叠范围小的故障。具体实现见图8 所示。
11）故障停电消息发布：已发布故障推送到抢修队列，调整为直接发送到前台消息。具体实现见图9（a）、图9（b）所示。
复杂系统的复杂性和时变性决定了在仿真过程中对系统的描述需要随着认识的深入和时间的流逝而发生变化，因此仿真必须呈现动态性。配电网故障是一个典型的复杂系统，来自不同事件源的告警事件和最终归一化的故障信息是其核心内容，从真实世界得到告警事件是多种智能化监测系统，从告警事件推导到故障信息,则需要采用动态数据驱动仿真技术。
在仿真体系架构建立三个时间轴分别为真实世界时间轴、告警事件时间轴和故障事件事件轴。如图10所示，在系统运行过程中，真实世界的发生故障信息的影响，被智能化监测系统捕捉，转化为告警事件；告警事件按其不同的时序加入到事件时间轴中，仿真系统根据这些变化的事件进行分析和推导，形成可能的故障事件，按时序送入到故障时间轴中，如需要更多信息进行辅助判断，反馈给智能化监测系统；故障时间轴中的故障信息采用较短的时间间隔进行归并和转化，一旦符合发布条件（时间限制或可信度达到），则发布至外部系统，并根据外部系统的处理情况，进行动态变化。
不同源事件分析得到的故障信息的融会和归并，尤其在时效性上有较高的要求。为解决这一问题，本技术方案采用时间轴机制，即分析后的故障信息按时序进入事件轴，当达到指定时间后，对故障信息进行归并处理，形成统一的故障信息并发布至大面积停电监测系统。其次，考虑不同事件源的可靠性不同，如SCADA系统可靠度高、公变监测系统和用电采集系统停电告警数据可靠度较低，因此引入可信度机制。采用时间轴和可信度相结合的机制，可以进一步提高分析效率，一旦故障信息满足可信度要求就可以立刻发布，例如系统中提供的整条线路故障跳闸信号。
另外，故障信息在发布后也不是一成不变，有3种原因会引起故障信息的变化。第1种，新的事件信息到达，会发现故障信息范围的扩大。第2种，自动化设备的动作，对故障进行隔离，会变更故障的影响范围。第3种，随故障修复工作的进行，故障信息的范围会逐渐缩小。本技术方案具备一种适应故障信息变化的机制，并能够动态推导故障修复的预计时间。
本技方案以电网自主PMS2.0 GIS地理平台为基础，可以动态进行可信度配置和相关策略调整来适应各电力网省间差异，提高停电事件分析准确性；二是扩展性较好，适应性强，能随着实际业务需要扩展调整优化，各业务系统集成切换便捷。三是基于电力自主公用GIS平台，独立运行于电力信息内网，不依赖其他商业GIS平台，信息安全性高，且可进行自主研发和业务应用扩展；四是它作为应用于电力大面积故障停电GIS主动监测分析技术，融合95598特有业务应用，并进行需求个性化定制，在95598应用的功能界面显示。在实际应用中指导故障停电恢复和设备抢修工作，确定故障影响的停电范围，预测故障修复时间，及时隔离并修复故障、提高供电可靠性、提升客户满意度，为配网抢修管理、95598客户服务提供有力支撑，从而可节省时间、经费和人力消耗。同时有利于及时发现重大舆情，采取应急预案应对。
以上所示的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (7)
1.一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于包括：
事件策略算法规划模块：用于制定并存储多种事件策略；事件策略包括事件源获取策略、过滤策略、研判策略、发布策略；事件源获取策略用于通过定时调用告警JMS队列，获取新增状态的告警消息，包括SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器的告警事件；过滤策略用于对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的过滤策略；研判策略用于对上述告警事件通过可信度参数控制，并对各告警事件采取相应的拓扑校验策略；发布策略用于按故障的可信度，按预设的阀值确定发布疑似停电故障；
事件初始化模块：用于将事件数据初始化到内存数据中；通过获取初始化事件数据、存放系统的事件H2数据库、启动获取事件源线程、启动事件研判时间轴、启动故障发布时间轴环节完成事件初始化过程；事件数据包括SCADA系统的开关跳闸、配网自动化系统的开关跳闸、智能公变系统的公变停电、用电采集系统的专变停电、农保监测系统的总保闭锁及在线监测系统的故障指示器告警数据；
策略选择模块：用于根据策略配置、数据类型，从事件策略算法规划模块获取对应的执行方案；策略选择包括事件源获取策略选择、事件过滤策略选择、事件研判策略选择；
事件过滤模块：用于根据通过告警类型过滤剔除计划停电，再通过告警时间与已发布故障的创建时间比较，是否在预设时间范围内，若在范围内，则对当前告警进行过滤判断，若超出范围，则不过滤参与研判；
事件源线程模块：用于根据事件源策略，获取事件，存入H2数据库；
事件时间轴模块：用于定时从H2数据库中取新增的事件，按容器分组，启动研判线程；
事件研判模块：用于在根据事件类型，选择对应的事件研判策略得到研判方案后，执行研判方案得到仿真故障；
故障停电发布时间轴模块：用于定时从H2数据库中获取未发布故障，按容器分组，启动故障发布线程；
故障停电发布模块：用于设置故障发布状态，根据停电设备生成停电影响构面和停电影响用户情况；
故障停电合并模块：用于合并同一容器未发布故障，以停电范围大的故障，合并重叠范围小的故障；
故障停电消息发布模块：用于将已发布故障推送到抢修队列，并将已发布故障直接发送到前台消息。
2.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：策略选择模块根据事件类型，配置事件源策略，读入策略文件，得到事件源获取方法，根据获取方法进行事件获取，得到未研判的事件列表；之后，策略选择模块根据事件类型，配置过滤策略优先级，读入策略文件，得到事件优先级、过滤方法，根据过滤方法进行事件过滤，得到需要研判的事件列表；接着策略选择模块根据事件类型，配置研判策略优先级，读入策略文件，得到事件优先级、研判方法，根据研判方法进行事件研判，生成仿真故障。
3.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：事件过滤模块对H2数据库中未发布仿真故障的影响设备进行过滤，将不属于仿真故障、事件建立时间小于预设值、非已发布的故障停电范围内的确认故障、与执行事件不处于相同容器的事件增加至待研判事件队列，当事件为已发布的故障停电范围内的确认故障时，记录故障与事件的关系。
4.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：还包括仿真模块，所述的仿真模块建立三个时间轴分别为真实世界时间轴、告警事件时间轴和故障事件时间轴；在运行过程中，真实世界的发生故障信息的影响，被监测系统捕捉，转化为告警事件；告警事件按其不同的时序加入到事件时间轴中，仿真模块根据这些变化的事件进行分析和推导，形成可能的故障事件，按时序送入到故障时间轴中，当需要更多信息进行辅助判断时，反馈给监测系统；故障时间轴中的故障信息按时间间隔进行归并和转化，一旦符合发布条件，则发布至外部系统，并根据外部系统的处理情况，进行动态变化。
5.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：事件过滤模块包括事件可信度分析单元，事件可信度分析单元根据事件源，确定事件的可信度；当故障信息满足可信度要求时，进行发布。
6.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：事件源线程模块根据事件源类型，选择获取策略，获取新事件，同时过滤H2数据库中已存在的事件，并将新事件存入H2数据库中，事件源来自于95598报修及告警信息。
7.根据权利要求1所述的一种基于动态数据驱动的大面积停电自动监测分析系统，其特征在于：大面积停电自动监测分析系统以电网自主GIS地理平台为基础并独立运行于电力信息内网，动态进行可信度配置和相关策略调整来适应各电力网省间差异以提高停电事件分析准确性。
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