CN107294089B - 一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法 - Google Patents

一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法，包括以下步骤：基于电网拓扑结构与实时潮流，结合保护动作信号，以开关和刀闸的遥信变位作为事件的触发条件，通过在线综合故障诊断，对变位事件的原因进行智能辨识；对由正常操作引起的遥信变位，结合滚动潮流、遥控命令、SOE等，对变位事件进行辅助分析；对因设备故障跳闸引起的遥信变位，整合SOE、WAMS、故障录波、安自装置等多源告警信息，评估故障期间的运行数据质量，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、故障特征数据完整性分析。将各类分析结果和告警信息形成事件报表，辅助调控运行人员快速掌握电网运行情况以及基础数据质量，及时发现数据质量中的潜在问题并采取应对措施。

Description

一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法
技术领域
本发明涉及电力系统智能分析与控制技术领域，更具体是涉及一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法。
背景技术
随着电网规模的不断扩大和变电站自动化技术的发展，全数字化变电站和调控一体化管理模式是今后变电站发展的趋势。
当电网设备故障时，调度自动化系统各应用功能会推送出大量的告警或分析信息。综合智能告警采用多源信息融合技术，通过横向集成本系统内部来源于SCADA系统的稳态监控信息、来源于电网运行动态监视功能的PMU电网实时扰动信息、来源于二次设备在线监视与分析模块的故障录波简报信息，并在对上述信息进行综合分析与整合的基础上，运用智能逻辑推理方法，在线识别包括线路、变压器、母线等主要的电网一次设备在内的各种短路故障信息，并以可视化方式和推图方式实现对故障相关告警信息的全景展示，提高调度对电网运行状态的整体感知能力，以及应对电网故障的紧急处置能力。
发明内容
本发明提出一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法，是基于现有综合智能告警功能的扩充，以开关和刀闸的遥信变位作为事件的触发条件，对变位事件的原因进行智能辨识，同时发挥各类事件触发后的协同处理能力，实现系统层面上各类告警信息的信息整合、综合处理和联动分析，辅助调度监控人员快速掌握电网运行情况以及基础数据质量，及时发现数据质量中的潜在问题并采取应对措施。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法，包括以下几个步骤：
(1)获取电网拓扑结构、实时潮流结果和保护动作信号；
(2)接收开关和刀闸的遥信变位信号，对变位事件的原因通过综合故障诊断的智能逻辑推理方法进行智能辨识，判断属于正常操作或故障跳闸；
(3)对由正常操作引起的遥信变位，结合滚动潮流、遥控命令、事件顺序记录SOE及遥测遥信数据，对变位事件进行辅助分析，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、调度员滚动潮流分析、设备检修自动挂牌、遥控成功合理性分析。
(3-1)上述遥测变化及时率分析的主要内容为：根据拓扑结构与实时开关变位信息，自动寻找关联设备，并检测其遥测变化时间滞后遥信变位时间的时间差，对超过设定门槛值的遥测变化，给出提示和告警；
(3-2)上述SOE时标正确性分析的主要内容为：根据实时开关/刀闸的遥信变位信息，自动检测SOE上送报文数据，以遥信变位个数和时间为参照，校核接收SOE信号的个数和SOE时标，对超过设定门槛值的时间差或SOE个数缺漏情况，给出提示和告警；
(3-3)上述调度员滚动潮流分析的主要内容为：在发生开关变位事件后，将变位开关信息发送给滚动潮流，由滚动潮流模拟该开关发生相同变位并进行潮流计算，并将计算结果返回，本发明获取其计算结果，对比潮流计算值和SCADA实测值，将偏差超过设定门槛的对应设备进行展示和告警；
(3-4)上述设备检修自动挂牌的主要内容为：根据实时刀闸变位告警信息，自动分析引起设备运行状态是否转入冷备用状态，若关联设备转入冷备用状态，则自动挂告警抑制牌；否则自动撤除告警抑制牌；
(3-5)上述遥控成功合理性分析的主要内容为：根据遥控命令报文，结合实时遥测与遥信，自动分析遥控操作期间，开关或刀闸的遥信事件、关联设备遥测变化情况是否与遥控命令一致，并将分析结果提示操作人员；
(4)若变位事件因故障跳闸引起，整合SOE、WAMS、故障录波、安自装置等告警信息，进行在线综合故障诊断，并评估故障期间的运行数据质量，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、故障特征数据完整性分析；
(4-1)上述遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析的分析方法与正常操作情况下类似，区别为若故障跳闸后重合成功，则不进行遥测变化及时率分析；
(4-2)上述故障特征数据完整性分析的主要内容为：整合故障期间的开关变位、厂站事故总、WAMS的在线扰动识别、保信的保护动作信号、故障录波、安自装置等多源告警信息，对故障发生期间的信号完整性进行评价，对缺失的故障信息进行提示和告警；
(5)最后，针对故障跳闸的情况，或正常操作的情况，分别以故障事件为索引，或以变位事件为索引，将各类分析结果和告警信息形成事件报表。
本发明的有益效果：
本发明主要是面向电网事件的智能关联分析和评价，基于电网拓扑结构与实时潮流，结合多源告警信息，以开关和刀闸的遥信变位作为事件的触发条件，对变位事件的原因进行智能辨识，对变位期间的多源告警信息进行综合处理、联动分析和信息整合，辅助调控运行人员快速掌握电网运行情况以及基础数据质量，及时发现数据质量中的潜在问题并采取应对措施。
附图说明
图1为本发明的面向电网事件的智能关联分析和评价工作流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
电网规模的扩大，多应用的横向集成，调度自动化系统在短时间内可能会推送出大量的变位或告警信息，如何判断各个信号之间的关联关系，提取和分析同一电网突发事件的各类告警信息，是调度监控人员的一项重要工作。通过面向电网事件的智能关联分析和评价，可以实现以上目的，并辅助调度监控人员掌握电网运行情况，发现其中的潜在问题。
本发明的工作原理为：
基于电网实时拓扑结构，在电网运行过程中，实时获取各类设备的遥测与遥信信息，各类保护动作信号，以开关和刀闸的遥信变位信号作为事件的触发条件，对变位事件的原因运用现有的智能逻辑推理方法进行自动辨识，判断该变位事件属于正常操作或事故跳闸，并进行分类分析，通过图形界面的方式展示分析结果，完成整个流程。
对由正常操作引起的变位事件，结合滚动潮流、遥控命令、SOE等，辅助分析的内容包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、调度员滚动潮流分析、设备检修自动挂牌、遥控成功合理性分析。
(1)基本信息。每个变位事件的基本信息包含：
(a)事件ID号：该事件的唯一标识；
(b)设备ID号：变位事件对应的开关或刀闸的设备ID；
(c)遥信动作时间：变位事件的发生时间；
(d)SOE动作时间：与该事件对应的SOE信号时标；
(e)开关动作方向：开关变位的分或合的方向；
(f)遥测变化及时率：“是”表示遥测变化及时率分析结果正常；
(g)SOE时标：“是”表示SOE时标正确性分析结果正常；
(h)是否触发潮流计算：“是”表示触发滚动潮流计算成功；
(i)设备检修自动挂牌：“是”表示设备检修自动挂牌处理正常；
(j)遥控成功合理性：“是”表示遥控成功合理性分析正常。
(2)正常操作下遥测变化及时率分析。根据拓扑结构与实时开关变位信息，自动寻找关联设备，并检测其遥测变化时间滞后遥信变位时间的时间差，对超过设定门槛值的遥测变化，给出提示和告警。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)设备ID号：基本信息中的设备ID号；
(c)遥信动作时间：基本信息中的遥信动作时间；
(d)遥测变化时间：关联设备的遥测变化时间；
(e)时间偏差：遥测变化时间与遥信动作时间之差。
(3)正常操作下的SOE时标正确性分析。根据实时开关/刀闸的遥信变位信息，自动检测SOE上送报文数据，以遥信变位个数和时间为参照，校核接收SOE信号的个数和SOE时标，对超过设定门槛值的时间差或SOE个数缺漏情况，给出提示和告警。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)设备ID号：基本信息中的设备ID号；
(c)遥信动作时间：基本信息中的遥信动作时间；
(d)SOE动作时间：基本信息中的SOE动作时间；
(e)时间偏差：SOE动作时间与遥信动作时间之差。
(4)调度员滚动潮流分析。在发生开关变位事件后，将变位开关信息发送给滚动潮流，由滚动潮流模拟该开关发生相同变位并进行潮流计算(计算方法为现有方法，此处不再赘述)，并将计算结果返回，本发明获取其计算结果，对比潮流计算值和SCADA实测值，将偏差超过设定门槛的对应设备进行展示和告警。
展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)设备ID号：潮流计算值和SCADA实测值之差超过设定门槛的对应设备ID号；
(c)潮流计算值：滚动潮流计算值；
(d)实测值：SCADA采集的实测值；
(e)量测偏差：实测值与潮流计算值之差；
(f)量测类型：包括有功、无功、电压、电流。
(5)设备检修自动挂牌。根据实时刀闸变位告警信息，自动分析引起设备运行状态是否转入冷备用状态，若关联设备转入冷备用状态，则自动挂告警抑制牌；否则自动撤除告警抑制牌。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)设备ID号：基本信息中变位开关或刀闸关联的设备ID；
(c)是否需要操作：包括需要挂牌、需要撤牌、不需要；
(d)是否操作成功：“是”表示操作成功。
(6)遥控成功合理性分析。根据遥控命令报文，结合实时遥测与遥信，自动分析遥控操作期间，开关或刀闸的遥信事件、关联设备遥测变化情况是否与遥控命令一致，并将分析结果提示操作人员。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)设备ID号：基本信息中的设备ID号；
(c)变位时间：接收遥控命令后，该设备的遥信变位时间；
(d)变位状态：接收遥控命令后，该设备的遥信变位分合状态；
(e)关联设备ID：该设备的关联设备ID；
(f)遥测值：开关/刀闸变位后关联设备在设定时间后的遥测值；
(e)是否合理：“是”表示本次遥控事件合理。
对由故障跳闸引起的遥信变位，整合SOE、WAMS、故障录波、安自装置等告警信息，进行在线综合故障诊断(计算方法为现有方法，此处不再赘述)，并评估故障期间的运行数据质量，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、故障特征数据完整性分析。
(1)基本信息。每个变位事件的基本信息包含：
(a)事件ID号：该事件的唯一标识；
(b)故障设备ID：故障诊断对应的故障设备ID；
(c)判断路径：整合告警信息的来源，包括SOE、PMU、故障录波、安自装置等；
(d)保护动作信息：包括故障期间的保护动作信息；
(e)PMU简报：接收WAMS的故障简报信息；
(f)故录简报：接收故障录波的故障简报信息；
(g)安自告警：接收安自装置的告警信息。
(2)故障跳闸下的遥测变化及时率分析。若故障开关重合成功，不分析，若故障开关重合失败，与正常操作下类似，即根据拓扑结构与实时开关变位信息，自动寻找关联设备，并检测其遥测变化时间滞后遥信变位时间的时间差，对超过设定门槛值的遥测变化，给出提示和告警。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)开关ID号：故障期间变位的开关ID号；
(c)遥信动作时间：开关的遥信动作时间；
(d)遥测变化时间：与开关相连的设备的遥测变化时间；
(e)时间偏差：遥测变化时间与遥信动作时间之差。
(3)故障跳闸下的SOE时标正确性分析。与正常操作下类似，根据故障开关的遥信变位信息，自动检测SOE上送报文数据，以遥信变位个数和时间为参照，校核接收SOE信号的个数和SOE时标，对超过设定门槛值的时间差或SOE个数缺漏情况，给出提示和告警。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)开关ID号：故障期间变位的开关ID号；
(c)遥信动作时间：开关的遥信动作时间；
(d)SOE动作时间：开关的SOE动作时间；
(e)时间偏差：SOE动作时间与遥信动作时间之差。
(4)故障特征数据完整性分析。整合故障期间的开关变位、厂站事故总、WAMS的在线扰动识别、保信的保护动作信号、故障录波、安自装置等多源告警信息，对故障发生期间的信号完整性进行评价，对缺失的故障信息进行提示和告警。展示的内容包括：
(a)事件ID号：基本信息中的事件ID号；
(b)故障设备ID：基本信息中的故障设备ID；
(c)重合情况：包括重合成功、重合失败；
(d)首端/末端厂站：故障设备所属厂站ID，若故障设备为线路，则分别展示线路两端厂站ID；
(e)首端/末端开关动作：“是”表示故障期间首端/末端厂站开关动作；
(f)首端/末端遥测变化：“是”表示首端/末端开关遥测变化及时率分析结果正常；
(g)首端/末端开关SOE时标：“是”表示首端/末端开关SOE时标正确性分析正常；
(h)首端/末端事故总：“是”表示首端/末端厂站故障期间有事故总信号动作；
(i)首端/末端保护：“是”表示首端/末端厂站故障期间有软保护报文；
(j)首端/末端主一纵联：“是”表示首端/末端厂站故障期间主一纵联保护动作；
(k)首端/末端主一后备：“是”表示首端/末端厂站故障期间主一后备保护动作；
(l)首端/末端主二纵联：“是”表示首端/末端厂站故障期间主二纵联保护动作；
(m)首端/末端主二后备：“是”表示首端/末端厂站故障期间主二后备保护动作；
(n)PMU告警：“是”表示故障期间接收到WAMS的相关故障简报；
(o)故录告警：“是”表示故障期间接收到保信的相关故障简报；
(p)安自告警：“是”表示故障期间接受到安自装置的相关告警信息。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
(1-1)获取电网拓扑结构、实时潮流结果和保护动作信号；
(1-2)接收开关和刀闸的遥信变位信号，对变位事件的原因进行智能辨识；
(1-3)若变位事件属于正常遥控操作，结合滚动潮流、遥控命令、事件顺序记录SOE及遥测遥信数据，对变位事件进行辅助分析，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、调度员滚动潮流分析、设备检修自动挂牌、遥控成功合理性分析；
若变位事件因故障跳闸引起，整合SOE、广域监测系统WAMS、故障录波、安自装置及保护信号的多源告警信息，评估故障期间的运行数据质量，包括遥测变化及时率分析、SOE时标正确性分析、故障特征数据完整性分析；
(1-4)将各类分析结果和告警信息汇总展示，同时形成事件报表，用于事后分析；
遥测变化及时率分析是针对故障时重合失败的情况，或正常遥控操作的情况，根据拓扑结构与实时开关变位信息，自动寻找关联设备，并检测其遥测变化时间滞后遥信变位时间的时间差，对超过设定门槛值的遥测变化，给出提示和告警。
2.根据权利要求1所述面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，SOE时标正确性分析是针对故障跳闸的情况，或正常遥控操作的情况，根据实时开关/刀闸的遥信变位信息，自动检测SOE上送报文数据，以遥信变位个数和时间为参照，校核接收SOE信号的个数和SOE时标，对超过设定门槛值的时间差或SOE个数缺漏情况，给出提示和告警。
3.根据权利要求1所述的面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，调度员滚动潮流分析是在发生开关变位事件后，将变位开关信息发送给滚动潮流，由滚动潮流模拟该开关发生相同变位并进行潮流计算，并将计算结果返回，获取其计算结果，对比潮流计算值和SCADA实测值，将偏差超过设定门槛的对应设备进行展示和告警。
4.根据权利要求1所述的面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，设备检修自动挂牌是根据实时刀闸变位告警信息，自动分析关联设备运行状态是否转入冷备用状态，若关联设备转入冷备用状态，则自动挂告警抑制牌，否则自动撤除告警抑制牌。
5.根据权利要求1所述的面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，遥控成功合理性分析是根据遥控命令报文，结合实时遥测与遥信，自动分析遥控操作期间，开关或刀闸的遥信事件、关联设备遥测变化情况是否与遥控命令一致，并将分析结果提示操作人员。
6.根据权利要求1所述的面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，故障特征数据完整性分析是整合故障期间的开关变位、厂站事故总、WAMS的在线扰动识别、保信的保护动作信号、故障录波、安自装置多源告警信息，对故障发生期间的信号完整性进行评价，对缺失的故障信息进行提示和告警。
7.根据权利要求1所述的面向电网事件的智能关联分析和评价方法，其特征在于，事件报表是针对故障跳闸的情况，或正常遥控操作的情况，分别提供以故障事件为索引，或以变位事件为索引，查询不同情况下的告警信息和分析结果。
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