CN109726214A - 一种设备故障处置辅助决策方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及设备故障处置辅助决策方法和系统，其中方法包括：建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与故障诊断策略表相映射；建立设备异常诊断策略表；实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据；基于设备故障诊断策略表及与其关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果；本发明建立基于专家规则库的故障处置策略，通过对复杂故障的快速诊断、设备异常的在线分析、线路恢复送电的决策建议以及故障处理方案的匹配生成，辅助监控人员全面开展设备故障处置，缩短故障处置时间，提升故障处置效率。

Description

一种设备故障处置辅助决策方法和系统

技术领域

本发明属于电力系统智能分析与控制技术领域，尤指一种设备故障处置辅助决策方法。

背景技术

随着“大运行”体系的深化开展、集中监控业务的快速发展以及电网规模的不断扩大，对监控人员的实时监视和告警处置能力提出了极高要求，传统基于经验性的监控方式已不能适应当前集中监控业务发展的要求，迫切需要提高监控人员告警处置的智能化水平。现有智能电网调度控制系统在支撑监控业务故障处置方面存在明显不足，监控员基本还是依靠查看原始告警信号、结合运行经验进行设备异常及故障的处置，处置效率低、压力大等问题十分突出。主要体现在以下几个方面：

一是电网规模扩大带来的监控范围显著增加，以苏州电网为例，35kV及其以上电压等级厂站超过500座，每个监控人员需要同时监控100多个厂站，单纯依靠人工进行告警信号的分析和处置，极其造成对关键告警信号监视的漏监，进而影响监控员对设备异常状态的及时处置。

二是极端天气引发的电网大面积跳闸情况下，告警信号短时内将达到数千条，以盐城电网2016年度“6.23”龙卷风造成的大面积设备故障跳闸为例，短短一小时内产生告警信号2500余条，单纯依靠监控人员运行经验对原始告警信号进行分析处理，处置周期长，压力大、效率低等问题十分突出，延长了设备故障恢复时间。

三是设备大面积跳闸情况下，缺乏对故障影响范围的在线分析，监控人员需要手动切换多个画面、多个系统才能完成对负荷损失、设备停运和用户失电等信息统计分析，工作量大、计算繁杂，影响故障处置效率。

因此亟需面向集中监控的故障处置辅助决策方法，实现设备异常状态及故障的快速智能诊断、处置策略的在线搜索生成以及故障影响范围的自动分析计算，辅助监控人员进行告警处置，提升监控人员对设备异常及故障的处置效率，缩短处置时间，以支撑监控业务从经验型向决策型的转变。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种设备故障处置辅助决策方法和系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

在一个发明，本发明提供一种设备故障处置辅助决策方法，包括以下步骤：

根据设备故障信息建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与故障诊断策略表相映射；根据设备异常信息建立设备异常诊断策略表；

实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据；

基于设备故障诊断策略表、与设备故障诊断策略表关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果。

在以上技术方案中，优选地设备故障诊断策略表包括以下内容：事故名称、事故性质、设备类型、重合情况、故障包含信号特征关键字、故障不包含信号特征关键字、隔离策略索引编号以及线路强送索引编号。

进一步地，设备隔离策略信息表的内容包括隔离策略索引编号以及具体的隔离方式的内容。

进一步地，线路强送建议信息表的内容包括强送建议索引编号以及具体的强送建议的内容。

优选地，将设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表与故障诊断策略表相映射时可以同时映射一个或多个条件。

在以上技术方案中，所述设备异常诊断策略表包括以下内容：设备异常名称、异常设备类型、设备异常后果、设备异常包含信号特征关键字、设备异常不包含信号特征关键字和是否影响强送和处理方式。

在另一方面，一种设备故障处置辅助决策系统，其特征在于，包括：故障处置诊断专家库模块、实时数据收集模块和复杂故障快速诊断模块；

所述故障处置诊断专家库模块，用于根据设备故障信息建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与故障诊断策略表相映射；根据设备异常信息建立设备异常诊断策略表；

所述实时数据收集模块，用于实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据，并将收集到的设备信息及电网实时数据传送到复杂故障快速诊断模块；

所述复杂故障快速诊断模块，用于基于设备故障诊断策略表、与设备故障诊断策略表关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果。

进一步优选地，还包括：故障处置综合策略推送模块，所述故障处置综合策略推送模块用于将获得的复杂故障的在线诊断结果推送至监控工作站辅助监控人员进行故障处置。

本发明所达到的有益效果：

本发明针对故障处置辅助决策手段匮乏的问题，开展复杂故障的特性分析，掌握故障隔离及恢复的处置依据，然后在此基础上研究复杂故障的诊断逻辑及算法、故障隔离和线路强送策略的判断逻辑，建立设备故障诊断策略和设备异常诊断策略，最终实现复杂故障的在线诊断、处置策略建议的在线生成，辅助监控人员全面开展设备故障处置，缩短故障处置时间，提升故障处置效率。

附图说明

图1为本发明的一个具体实施例的系统结构示意图；

图2为本发明一个具体实施例的系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种设备故障处置辅助决策方法，包括：

根据设备故障信息建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与故障诊断策略表相映射；根据设备异常信息建立设备异常诊断策略表；

实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据；

基于设备故障诊断策略表、与设备故障诊断策略表关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果。

在具体的实施例中，设备故障诊断策略表包括以下内容：

事故名称，用字符串描述的设备故障诊断结果概述；

事故性质，用字符串描述的设备跳闸的性质，如保护拒动、开关失灵等；

设备类型，用编号表示跳闸的设备类型，如主变、线路、母线、电容、电抗、串补、开关等；

重合情况，用编号描述的线路设备重合情况，如重合成功、重合失败、未重合；

故障包含信号特征关键字，用字符串描述该类型故障相关保护信号的关键字，如“SF6压力低总闭锁”、“开关弹簧未储能”等，可用逗号分割描述多个关键字；

故障不包含信号特征关键字，用字符串描述该类型故障不能保护的保护信号的关键字，如“重合闸”、“主变本体”等，可用逗号分割描述多个关键字；

设备隔离方式，即填写设备隔离策略信息表的隔离策略索引编号，与设备隔离策略信息表相关联从而关联具体隔离策略，可用逗号分割关联多条隔离策略；

线路强送建议，即填写线路强送建议信息表的索引编号，与线路强送建议信息表相关联从而关联具体强送建议，可用逗号分割关联多条强送建议；

具体实施中要维护设备故障与设备隔离策略的映射关系。

在具体实施例中设备隔离策略信息表内容包括设备隔离索引编号以及具体的隔离方式的内容；将监控日常的设备隔离方式并维护到设备隔离策略信息表中。通过在设备故障诊断策略表和设备隔离策略信息表中设置相同的设备隔离索引编号，实现将设备隔离策略信息表与故障诊断策略表相映射。优选地，在其它实施例中设备故障诊断策略表和设备隔离策略信息表也可以映射多个条件。

线路强送建议信息表的内容包括强送建议索引编号以及具体的强送建议的内容；在具体实施例中将线路强送规程中的处置策略维护到线路强送建议信息表中。通过在设备故障诊断策略表和线路强送建议信息表中设置相同的强送建议索引编号，实现将线路强送建议信息表与故障诊断策略表相映射。优选地，在其它实施例中设备故障诊断策略表和线路强送建议信息表也可以映射多个条件。

在具体的实施例中，设备异常诊断策略表的内容包括：

设备异常名称，用字符串描述的设备异常诊断结果概述，如“开关氮气泄漏”等；

异常设备类型，用编号区分是一次设备异常还是二次设备异常；

设备异常后果，用字符串描述设备异常会造成的后果，如“闭锁开关合闸”等；

异常包含信号特征关键字，用字符串描述该类型异常相关保护信号的关键字，如“SF6压力低总闭锁”、“开关弹簧未储能”等，可用逗号分割描述多个关键字；

异常不包含信号特征关键字，用字符串描述该类型异常不能保护的保护信号的关键字，如“重合闸”、“主变本体”等，可用逗号分割描述多个关键字；

是否影响强送，用0/1描述该类异常是否影响线路故障跳闸的强送，0表示不影响，1表示影响；

处理方案，用字符串描述该类异常的处理方案。

在以上实施例的基础上，为了更好地辅助监控人员进行告警处置，进一步提升监控人员对设备异常及故障的处置效率，所述方法还包括将获得的复杂故障的在线诊断结果推送至监控工作站辅助监控人员进行故障处置。

优选地，监控工作站对于接收到的在线诊断结果在人机界面上显示并推送至客户端。在具体实施方式中还可包括部署客户端服务进程，通过消息总线接收来自于复杂故障在线诊断的结果报文，报文的内容包括故障设备、故障时间、故障跳闸性质等；

推送预案人机界面：通过解析复杂故障在线诊断结果报文通过故障设备、故障时间去本地的数据库中去匹配设备隔离策略、线路强送建议(仅限线路故障)、故障跳闸中是否有设备异常情况以及异常情况如何处置等，并将上述信息展示在人机界面上推送至客户端。

在该实施例的基础上，优选地还可包括以下步骤：

故障信息展示：展示故障概要信息，包括故障时间、故障设备名称、故障性质、故障相位、重合情况、故障测距、短路电力、设备所连开关状态等信息；

设备隔离方式：提供按钮的方式调用，查看故障需不需要隔离设备，以及具体的隔离方式等信息；

线路强送建议：提供按钮的方式调用，查看线路故障的强送建议，不能强送的原因，影响强送的设备等；

异常告警信息：提供按钮的方式调用，查看故障跳闸下是否有一次设备以及二次设备的异常、异常造成的后果、如果处理设备异常等信息。

图1为本发明的一个具体实施例的系统结构示意图；图1示出了设备故障处置辅助决策系统，包括三个模块即实时数据收集模块、故障处置诊断专家库模块(即图中诊断专家库模块)、复杂故障快速诊断模块。

其中实时数据收集模块：用于收集智能电网调度控制系统中的开关动作、保护动作、电网设备模型、电网设备状态等信息，为复杂故障快速诊断模块提供数据支撑。

故障处置诊断专家库模块，包含设备故障诊断规则以及设备异常诊断规则。其中设备故障诊断规则即设备故障诊断策略，其通过设备故障诊断策略表体现。设备故障诊断策略表的内容包括：事故名称，用字符串描述的设备故障诊断结果概述；事故性质，用字符串描述的设备跳闸的性质，如保护拒动、开关失灵等；设备类型，用编号表示跳闸的设备类型，如主变、线路、母线、电容、电抗、串补、开关等；重合情况，用编号描述的线路设备重合情况，如重合成功、重合失败、未重合；故障包含信号特征关键字，用字符串描述该类型故障相关保护信号的关键字，如“SF6压力低总闭锁”、“开关弹簧未储能”等，可用逗号分割描述多个关键字；故障不包含信号特征关键字，用字符串描述该类型故障不能保护的保护信号的关键字，如“重合闸”、“主变本体”等，可用逗号分割描述多个关键字；设备隔离方式，即填写设备隔离策略信息表的设备隔离索引编号，该编号与设备隔离策略信息表中设备隔离策略索引编号对应实现关联具体隔离策略，可用逗号分割关联多条隔离策略；在所述设备隔离策略信息表中存储设备隔离策略索引编号及对应的具体的隔离方式；

线路强送建议，即填写线路强送建议信息表的强送建议索引编号，该编号与设备隔离策略信息表中强送建议索引编号对应实现关联具体强送建议，可用逗号分割关联多条强送建议；在所述线路强送建议信息表中存储设备线路强送建议索引编号及对应的具体的强送建议的内容。

设备异常诊断规则的内容包括：设备异常名称，用字符串描述的设备异常诊断结果概述，如“开关氮气泄漏”等；异常设备类型，用编号区分是一次设备异常还是二次设备异常；设备异常后果，用字符串描述设备异常会造成的后果，如“闭锁开关合闸”等；异常包含信号特征关键字，用字符串描述该类型异常相关保护信号的关键字，如“SF6压力低总闭锁”、“开关弹簧未储能”等，可用逗号分割描述多个关键字；异常不包含信号特征关键字，用字符串描述该类型异常不能保护的保护信号的关键字，如“重合闸”、“主变本体”等，可用逗号分割描述多个关键字；是否影响强送，用0/1描述该类异常是否影响线路故障跳闸的强送，0表示不影响，1表示影响；处理方案，用字符串描述该类异常的处理方案。通过分析故障下的实时信号的时序以及特征，得到设备异常分析结果。故障处置专家规则库为复杂故障快速诊断模块提供处置依据。

复杂故障快速诊断模块：综合处理电网实时数据，根据设备实际故障情况对专家规则库中的处置策略进行在线搜索与匹配。得到设备故障诊断结果、设备异常诊断结果、设备隔离方式、线路强送建议等故障信息从而确定复杂故障的在线诊断结果。

在以上实施例的基础上，为了更好地辅助监控人员进行告警处置，进一步提升监控人员对设备异常及故障的处置效率，所述方法还包括将获得的复杂故障的在线诊断结果推送至监控工作站辅助监控人员进行故障处置，优选地，在具体实施例中，还包括故障处置辅助决策推送模块，其用于监视复杂故障在线诊断模块推送的报文，通过解析复杂故障在线诊断结果报文通过故障设备、故障时间去本地的数据库中去匹配设备隔离策略、线路强送建议、故障跳闸中是否有设备异常情况以及异常情况如何处置等，并将上述信息展示在人机界面上推送至客户端，辅助监控人员进行故障处置。

本发明针对设备异常状态及故障的快速智能诊断、处置策略的在线搜索生成以及故障影响范围的自动分析计算，辅助监控人员进行告警处置，提升监控人员对设备异常及故障的处置效率，缩短处置时间，以支撑监控业务从经验型向决策型的转变。

本发明按照优选实施例进行了说明，应当理解，上述实施例不以任何形式限定本发明，凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据设备故障信息建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与设备故障诊断策略表相映射；根据设备异常信息建立设备异常诊断策略表；

实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据；

基于设备故障诊断策略表、与设备故障诊断策略表关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果。

2.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，设备故障诊断策略表包括以下内容：事故名称、事故性质、设备类型、重合情况、故障包含信号特征关键字、故障不包含信号特征关键字、隔离策略索引编号以及线路强送索引编号。

3.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，设备隔离策略信息表的内容包括隔离策略索引编号以及具体的隔离方式的内容。

4.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，线路强送建议信息表的内容包括强送建议索引编号以及具体的强送建议的内容。

5.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，将设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表与故障诊断策略表相映射时映射一个或多个条件。

6.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，所述设备异常诊断策略表包括以下内容：设备异常名称、异常设备类型、设备异常后果、设备异常包含信号特征关键字、设备异常不包含信号特征关键字和是否影响强送和处理方式。

7.根据权利要求1所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，所述方法还包括将获得的复杂故障的在线诊断结果推送至监控工作站辅助监控人员进行故障处置。

8.根据权利要求7所述的设备故障处置辅助决策方法，其特征在于，监控工作站对于接收到的在线诊断结果在人机界面上显示并推送至客户端。

9.一种设备故障处置辅助决策系统，其特征在于，包括：故障处置诊断专家库模块、实时数据收集模块和复杂故障快速诊断模块；

所述故障处置诊断专家库模块，用于根据设备故障信息建立设备故障诊断策略表；建立设备隔离策略信息表和线路强送建议信息表并将二者与故障诊断策略表相映射；根据设备异常信息建立设备异常诊断策略表；

所述实时数据收集模块，用于实实时收集智能电网调度控制系统中的设备信息及电网实时数据，并将收集到的设备信息及电网实时数据传送到复杂故障快速诊断模块；

所述复杂故障快速诊断模块，用于基于设备故障诊断策略表、与设备故障诊断策略表关联的设备隔离策略信息表和设备异常诊断策略表对故障的处置策略进行在线搜索与匹配，获得复杂故障的在线诊断结果。

10.根据权利要求9所述的设备故障处置辅助决策系统，其特征在于，还包括：故障处置综合策略推送模块，所述故障处置综合策略推送模块用于将获得的复杂故障的在线诊断结果推送至监控工作站辅助监控人员进行故障处置。