CN108388653B - 变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法 - Google Patents

变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法。基于主网EMS系统实现识别系统，具有开放、扩展的规则库，自动快速识别变电站10kV出线开关分闸类型，包括遥控、就地操作、瞬时故障、永久故障、减载和偷跳。识别规则包括规则表达式和对应的结论；所述规则表达式由比较判断式通过逻辑运算符构成。类型识别成功，存入关系数据库，并生成XML文件发送至配网。类型识别失败，生成告警提示自动化运维人员完善规则库。本发明自动进行开关分闸类型的识别，效率高、时效性好，不受认为因素的影响，识别结果准确、客观，并且减轻了运维人员的负担。

Description

变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法
技术领域
本发明涉及一种变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法。
背景技术
当前，我国各地区电网一般把变电站10kV出线开关作为主、配网的分界线。通常，变电站10kV出线开关管辖权归主网，变电站10kV出线开关的变位、保护信号以及电流、功率等量测信息由主网采集，再转发配网，以满足其运行管理需求（如DA、配网潮流和调度等）。
变电站10kV出线开关分闸类型包括遥控、就地操作、瞬时故障、永久故障、减载和偷跳。其中遥控类型开关分闸指值班员在调控中心遥控操作产生的开关分闸；就地操作类型开关分闸是运维人员在变电站当地操作产生的开关分闸；瞬时故障类型开关分闸是线路发生故障后开关分闸又重合成功的情形；永久故障类型开关分闸是线路发生故障后开关分闸且重合不成功的情形；减载类型开关分闸是变电站安全自动装置动作导致的开关分闸；偷跳类型开关分闸是指开关在没有操作且没有保护或安全自动装置动作的条件下分闸。准确判定变电站10kV出线开关分闸类型，既是统计需要，又能提高10kV配电线路故障处理处置的效率。
现有技术中，变电站10kV出线开关分闸类型的判定缺少系统性的方法，多是运维人员事后统计，其缺陷在于：
（1）时效性差，不能为10kV配电线路故障处理、处置提供有效的支持；
（2）人为因素影响较多，无法提供客观、准确的统计数据；
（3）增加了运维人员的工作负担，造成了人力资源的浪费。
发明内容
本发明提出了一种变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其目的是：准确、客观、及时地判定变电站10kV出线开关分闸类型，提高10kV配电线路故障处理处置效率，满足统计需求，减轻运维人员的工作负担。
一种变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，首先在基于EMS系统的识别系统中建立、配置规则库，规则库中包括若干识别规则，所述识别规则包括规则表达式和对应的结论；所述规则表达式由比较判断式通过逻辑运算符构成；
识别系统通过下述方法进行识别：
（1）加载识别规则；
（2）接收运行态告警信号；
（3）从告警信号中筛选出10kV线路开关分闸信号作为基准信号；
（4）获取与基准信号相关的归集信号，所述归集信号包括在基准信号时间前后的预设时间段内，基准信号所属间隔的所有事故、变位信号，以及该预设时间段内基准信号所属厂站的事故总信号、低频低压减载信号；
（5）匹配规则，如果归集信号与某条识别规则的规则表达式相匹配，则将该识别规则的结论作为识别结论。
进一步地：将规则库中的识别规则按规则表达式中最高层级的逻辑运算符的数量排序，按数量由多到少的次序与归集信号匹配。
进一步地，所述规则库中的识别规则包括：
规则1，规则表达式：(控分≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：遥控；
规则2，规则表达式：(分闸=1)||(跳闸=1)&&(事故总=0)&&(减载=0)&&(保护动作=0)&&(控分=0)，结论：就地操作；
规则3，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：瞬时故障；
规则4，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=2)||(跳闸=2))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：永久故障；
规则5，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：永久故障；
规则6，规则表达式：(事故总≥0)&&(减载≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：减载；
规则7，规则表达式：(事故总≥0)&&((分闸==1)||(跳闸==1))&&(偷跳≥1)，结论：偷跳。
进一步地：所述的基准信号时间前后的预设时间段是指基准信号时间前5秒至基准信号时间后15秒。
进一步地，筛选基准信号的方式为：
a)利用EMS预置的“告警类型”，滤除非“变位”信号；
b)利用EMS预置的“电压等级”，滤除非“10kV”信号；
c)利用EMS预置的“优先级”，滤除“刀闸”变位信号；
d)利用告警描述，滤除合闸信号；
e)利用告警描述，滤除10kV母联、电容器开关、主变低压侧开关、站用变/接地变/曲折变开关的变位信号。
进一步地：规则表达式与归集信号匹配时，依次读取构成规则表达式的比较判断式进行判断，每判断完一条比较判断式后，判断当前规则表达式的结果是否已确定，如果确定规则表达式结果为True，则将该识别规则的结论作为识别结论，如果确定规则表达式结果为False，则进行下一条识别规则的匹配，如果当前规则表达式的结果还未确定，则继续下一条比较判断式的判断。
进一步地：得到识别结论后存入关系型数据库。
进一步地：识别结论以XML文件形式发送给配网。
进一步地：在步骤（5）中，如果所有规则表达式均不能与归集信号相匹配，识别系统生成告警，提示完善规则库。
相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本发明通过识别系统自动进行开关分闸类型的识别，效率高、时效性好，不受人为因素的影响，识别结果准确、客观，并且减轻了运维人员的负担；（2）规则库可以根据需求进行增减修改，可扩展性好；（3）在按比较判断式数量由多到少的次序与归集信号匹配的技术方案中，可以通过对比较判断式进行调整的方式，改变识别顺序，消除部分识别规则之间存在交集、甚至可能彼此包含所导致的错误识别。
附图说明
图1为类型识别的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的技术方案：
一种变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法。首先在基于EMS系统的识别系统中建立、配置规则库，规则库中包括若干识别规则，所述识别规则包括规则表达式和对应的结论；所述规则表达式由比较判断式通过逻辑运算符构成。
识别系统基于EMS系统开发，从EMS的接口接收告警信号。10kV出线开关的变位、保护信号以及电流、功率等量测信息都在主网采集，安全自动装置动作信号常不给配网转发。EMS支撑类型识别的信息更及时、更丰富。在主网完成类型识别，将识别结果推送到配网易于实现、效率高。
本实施例中，针对遥控等类型分别提出以下识别规则：
规则1，规则表达式：(控分≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：遥控；
规则2，规则表达式：(分闸=1)||(跳闸=1)&&(事故总=0)&&(减载=0)&&(保护动作=0)&&(控分=0)，结论：就地操作；
规则3，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：瞬时故障；
规则4，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=2)||(跳闸=2))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：永久故障；
规则5，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：永久故障；
规则6，规则表达式：(事故总≥0)&&(减载≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：减载；
规则7，规则表达式：(事故总≥0)&&((分闸==1)||(跳闸==1))&&(偷跳≥1)，结论：偷跳。
规则表达式中形如(控分≥1)、(分闸=1)等即所述的比较判断式，由关键字、等式/不等式符号、数值构成，逻辑运算符“&&”表示“与”，逻辑运算符“||”表示“或”。本发明不使用“逻辑非”，使用某个关键字等于0的形式替代。
“跳闸”和“分闸”是同义词，不同厂站有时混用，因此用“||”连接。
识别规则是依据不同类型的历史数据，对相关信号提取关键字，再结合判断经验，总结归纳而出的。
如图1，识别系统通过下述方法进行识别：
（1）加载识别规则。
（2）接收运行态告警信号。运行态告警信号是实际运行中的变电站10kV线路出线开关所产生的告警信号。
（3）从告警信号中筛选出10kV线路开关分闸信号作为基准信号。
优选的，基准信号筛选方式为：
a)利用EMS预置的“告警类型”，滤除非“变位”信号；
b)利用EMS预置的“电压等级”，滤除非“10kV”信号；
c)利用EMS预置的“优先级”，滤除“刀闸”变位信号；
d)利用告警描述，滤除合闸信号；
e)利用告警描述，滤除10kV母联、电容器开关、主变低压侧开关、站用变/接地变/曲折变开关的变位信号。
（4）根据EMS预置的信号的间隔、厂站属性，获取与基准信号相关的归集信号，所述归集信号包括在基准信号时间前后的预设时间段内，基准信号所属间隔的所有事故、变位信号，以及该预设时间段内基准信号所属厂站的事故总信号、低频低压减载信号；优选的，所述的基准信号时间前后的预设时间段是指基准信号时间前5秒至基准信号时间后15秒，该预设时间段的范围可自定义。
（5）匹配规则，如果归集信号与某条识别规则的规则表达式相匹配，则将该识别规则的结论作为识别结论，将识别结论存入关系型数据库，并以识别结论以XML文件形式发送给配网。如果所有规则表达式均不能与归集信号相匹配，识别系统生成告警，提示完善规则库。
实际识别时，部分识别规则之间存在交集、甚至可能彼此包含的情况。如“偷跳”的原判断逻辑为((分闸==1)||(跳闸==1))&&(偷跳≥1)，最高层级的逻辑运算符为1个“&&”。“永久故障”的其中一组判断逻辑为((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))，见前述规则5，最高层级的逻辑运算符为1个“&&”。如果某组结论应当为“偷跳”的归集信号中，满足了“事故总≥1”、“(分闸==1)||(跳闸==1)”以及“偷跳≥1”三组条件，此时，若先进行“永久故障”的判断，则会误判为“永久故障”。
为解决上述误判问题，匹配时，将规则库中的识别规则按规则表达式中最高层级的逻辑运算符的数量排序，按数量由多到少的次序与归集信号匹配。同时，在“偷跳”的原判断逻辑基础上，在最高层级增加比较判断式(事故总≥0)并使用“&&”连接，构成前述规则7的规则表达式：(事故总≥0)&&((分闸==1)||(跳闸==1))&&(偷跳≥1)，将最高层级的逻辑运算符变化为2个，多于规则5的1个，确保规则7先于规则5匹配，避免了误判问题。由于“事故总≥0”永远成立，因此调整后的规则不会与原本的识别逻辑相悖。并且“事故总≥0”也涵盖了“偷跳”发生时厂站是否启动“事故总”两种情况。
为进一步提高匹配效率，规则表达式与归集信号匹配时，依次读取构成规则表达式的比较判断式进行判断，每判断完一条比较判断式后，判断当前规则表达式的结果是否已确定，如果确定规则表达式结果为True，则将该识别规则的结论作为识别结论，如果确定规则表达式结果为False，则进行下一条识别规则的匹配，如果当前规则表达式的结果还未确定，则继续下一条比较判断式的判断。以规则7为例：首先，事故总≥0必然满足；然后，遍历归集信号，搜索关键字“分闸”并记录其次数，看是否满足“分闸==1”，如果不满足，则搜索关键字“跳闸”并记录其次数，看是否满足“跳闸==1”，如果两者都不满足，直接验证下一识别规则，如果满足其一，再遍历归集信号，搜索关键字“偷跳”并记录其次数，看是否满足“偷跳≥1”，不满足则去验证下一个规则，满足则规则匹配成功，将这个开关分闸的类型识别为“偷跳”。

Claims (6)

1.变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于：
在基于EMS系统的识别系统中建立、配置规则库，规则库中包括若干识别规则，所述识别规则包括规则表达式和对应的结论；所述规则表达式由比较判断式通过逻辑运算符构成；
识别系统通过下述方法进行识别：
（1）加载识别规则；
（2）接收运行态告警信号；
（3）从告警信号中筛选出10kV线路开关分闸信号作为基准信号；
（4）获取与基准信号相关的归集信号，所述归集信号包括在基准信号时间前后的预设时间段内，基准信号所属间隔的所有事故、变位信号，以及该预设时间段内基准信号所属厂站的事故总信号、低频低压减载信号；
（5）匹配规则，如果归集信号与某条识别规则的规则表达式相匹配，则将该识别规则的结论作为识别结论；
将规则库中的识别规则按规则表达式中最高层级的逻辑运算符的数量排序，按数量由多到少的次序与归集信号匹配；
所述规则库中的识别规则包括：
规则1，规则表达式：(控分≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：遥控；
规则2，规则表达式：(分闸=1)||(跳闸=1)&&(事故总=0)&&(减载=0)&&(保护动作=0)&&(控分=0)，结论：就地操作；
规则3，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：瞬时故障；
规则4，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=2)||(跳闸=2))&&(重合≥1)&&(合闸=1)，结论：永久故障；
规则5，规则表达式：((保护动作≥1)||(事故总≥1))&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：永久故障；
规则6，规则表达式：(事故总≥0)&&(减载≥1)&&((分闸=1)||(跳闸=1))，结论：减载；
规则7，规则表达式：(事故总≥0)&&((分闸==1)||(跳闸==1))&&(偷跳≥1)，结论：偷跳；
规则表达式与归集信号匹配时，依次读取构成规则表达式的比较判断式进行判断，每判断完一条比较判断式后，判断当前规则表达式的结果是否已确定，如果确定规则表达式结果为True，则将该识别规则的结论作为识别结论，如果确定规则表达式结果为False，则进行下一条识别规则的匹配，如果当前规则表达式的结果还未确定，则继续下一条比较判断式的判断。
2.如权利要求1所述的变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于：所述的基准信号时间前后的预设时间段是指基准信号时间前5秒至基准信号时间后15秒。
3.如权利要求1所述的变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于筛选基准信号的方式为：
a)利用EMS预置的“告警类型”，滤除非“变位”信号；
b)利用EMS预置的“电压等级”，滤除非“10kV”信号；
c)利用EMS预置的“优先级”，滤除“刀闸”变位信号；
d)利用告警描述，滤除合闸信号；
e)利用告警描述，滤除10kV母联、电容器开关、主变低压侧开关、站用变/接地变/曲折变开关的变位信号。
4.如权利要求1所述的变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于：得到识别结论后存入关系型数据库。
5.如权利要求1所述的变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于：识别结论以XML文件形式发送给配网。
6.如权利要求1至5任一所述的变电站10kV出线开关分闸类型的识别方法，其特征在于：在步骤（5）中，如果所有规则表达式均不能与归集信号相匹配，识别系统生成告警，提示完善规则库。
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