CN110543952A - 结合测距信息的电网故障辅助决策系统及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了结合测距信息的电网故障辅助决策系统，由EMS系统、故障录波系统、气象数据系统、输电线路视频监控、GIS中间件服务、可视化展示、数据分析服务器组成；本发明还公开了结合测距信息的电网故障辅助决策系统的实现方法，本发明中，输电网发生故障后，本系统获取综合智能告警推送信息，根据故障设备信息调取故障录波系统的测距信息，通过测距信息的数据分析服务确定故障杆塔位置，可实现杆塔视频监控信息和杆塔附近天气信息的自动调取；通过本系统，为调度运行人员故障处置提供及时准确的辅助决策信息，快速准确的开展电网故障处置工作。

Description

结合测距信息的电网故障辅助决策系统及其实现方法

技术领域

本发明属于电力故障处置技术领域，具体涉及结合测距信息的电网故障辅助决策系统及其实现方法。

背景技术

电力行业是气象高敏感性和高需求性行业，其生产运行受环境气象因素影响极大，近年来，各种因素造成台风、强对流、大雾、高低温等异常天气现象多发，造成电网故障频发，现阶段电网故障处置需要现场巡线人员实地查看故障位置，将现场巡线结果反馈电力调度控制中心，调度控制中心人员才能下达故障处置指令，耗时耗力，故障处置过程中，由于对故障现场实地环境和故障区域的天气信息无法实时准确掌握，造成处置指令错误，存在安全隐患，威胁现场故障抢修人员的人身安全，极易造成更大范围的电网故障。

随着信息技术发展和智能电网的建设，电网监测设备越来越多，信息通信方式越来越便利，采集到的电力数据越来越多，整合气象数据、电网设备运行状态、电网故障监控信息，为电网故障辅助决策提供信息支撑，提高抢修效率。

现有的输电网设备发生故障后，存在着故障位置的准确定位的不足、故障周边环境掌握不清、气象信息的实时掌握不足，不利于为故障处置提供及时准确的辅助决策信息支撑。

发明内容

本发明的目的在于提供结合测距信息的电网故障辅助决策系统，以解决上述背景技术中提出的现有的输电网设备发生故障后，存在着故障位置的准确定位的不足、故障周边环境掌握不清、气象信息的实时掌握不足，不利于为故障处置提供及时准确的辅助决策信息支撑问题。

本发明的另一目的在于提供结合测距信息的电网故障辅助决策系统，由EMS系统、故障录波系统、气象数据系统、输电线路视频监控、GIS中间件服务、可视化展示、数据分析服务器组成，其中：

EMS系统，用于实时提供主网设备综合告警信息，其中，所述主网设备综合告警信息包括故障设备名称、设备类型、厂站名称、厂站类型、故障时间；

故障录波系统，用于提供线路故障的测距信息，其中，所述线路故障的测距信息包括录波记录编号、故障时间、设备名称、厂站名称、距离两侧厂站的故障距离；

气象数据系统，用于提供监测站的气象信息，其中，所述监测站的气象信息包括详细的天气信息，实时气象信息，未来24小时预测气象信息，未来七天预报信息，预警信息；

输电线路视频监控，用于提供输电线路杆塔上监控摄像头拍摄的画面；

GIS中间件服务，用于提供查询服务、定位服务、电网拓扑分析服务、图形浏览服务、电网空间分析服务、专题图服务；

可视化展示，用于故障分析结果通过前端可视化界面展示；

数据分析服务器，用于获取设备地理位置或者故障区段位置，并查询相关天气信息。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述数据分析服务器，分别与EMS系统、故障录波系统、气象数据系统和输电线路视频监控系统相连。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述故障录波系统，用于提供线路故障的测距信息，单位为千米。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述气象数据系统中，实时气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、能见度、风力、风向、温度、气压(hPa)、湿度、风速。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述气象数据系统中，未来24小时预测气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、时间点、温度、风速、风向、风力、湿度、气压、降水、能见度。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述气象数据系统中，未来七天预报信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、发布时间、最高温度、风速、风向、最低温度、风力等级。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述气象数据系统中，预警信息：预警名称、防御指南、预警内容、发布时间、预警类型、预计解除预警时间、预警级别、影响设备、影响设备类型、影响地理范围。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述可视化展示，用于故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述EMS推送的故障设备是非线路设备。

结合测距信息的电网故障辅助决策系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤一：获取设备地理位置或者故障区段位置；

步骤二：故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)输电网发生故障后，本系统获取综合智能告警推送信息，根据故障设备信息调取故障录波系统的测距信息；

(2)通过数据分析服务，获取设备地理位置或者故障区段位置，可实现杆塔视频监控信息的自动调取，并查询相关天气信息，再通过GIS可视化组件，进行前端展示；

(3)通过本系统，为调度运行人员故障处置提供及时准确的辅助决策信息，快速准确的开展电网故障处置工作。

附图说明

图1为本发明的系统连接关系图；

图2为本发明的非线路故障分析流程图；

图3为本发明的线路故障分析流程图；

图4为本发明的测距分析流程图；

图5为本发明的线路杆塔故障定位示意图；

具体实施方式

结合测距信息的电网故障辅助决策系统，由EMS系统、故障录波系统、气象数据系统、输电线路视频监控、GIS中间件服务、可视化展示、数据分析服务器组成，其中：

EMS系统，用于实时提供主网设备综合告警信息，其中，所述主网设备综合告警信息包括故障设备名称、设备类型、厂站名称、厂站类型、故障时间；

故障录波系统，用于提供线路故障的测距信息，其中，所述线路故障的测距信息包括录波记录编号、故障时间、设备名称、厂站名称、距离两侧厂站的故障距离，单位为千米；

气象数据系统，用于提供监测站的气象信息，其中，所述监测站的气象信息包括详细的天气信息，实时气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、能见度、风力、风向、温度、气压(hPa)、湿度、风速；未来24小时预测气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、时间点、温度、风速、风向、风力、湿度、气压、降水、能见度；未来七天预报信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、发布时间、最高温度、风速、风向、最低温度、风力等级；预警信息：预警名称、防御指南、预警内容、发布时间、预警类型、预计解除预警时间、预警级别、影响设备、影响设备类型、影响地理范围；

输电线路视频监控，用于提供输电线路杆塔上监控摄像头拍摄的画面；

GIS中间件服务，用于提供查询服务、定位服务、电网拓扑分析服务、图形浏览服务、电网空间分析服务、专题图服务；

可视化展示，用于故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息；

数据分析服务器，用于获取设备地理位置或者故障区段位置，并查询相关天气信息，分别与EMS系统、故障录波系统、气象数据系统和输电线路视频监控系统相连，如系统连接关系图所示。

结合测距信息的电网故障辅助决策系统的实现方法，包括以下步骤：

步骤一：获取设备地理位置或者故障区段位置；

步骤二：故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息。

EMS推送的故障设备是非线路设备，例如母线段、主变、开关等这类单个设备，故障信息存入数据库，触发数据分析服务器中的非线路故障分析服务，流程如非线路故障分析流程图所示；提取故障设备名称、设备类型，通过数据接口与PMS系统设备台账信息进行比对，查询设备在PMS系统的设备id、设备类型id，分两种情况：

在PMS中查询不到对应的设备id或者设备类型id，则分析服务结束，该条故障设备标注无法查询定位；

在PMS中查询到对应的设备id和设备类型id，将设备id、设备类型id存入数据库，根据PMS查询出的设备id、设备类型id通过定位服务从国网GIS系统中查询设备位置坐标值，分两种情况，1)从国网GIS系统中查询不到设备位置坐标值，则分析服务结束，该条故障设备标注无法查询定位；2)从国网GIS系统查询到设备位置坐标值，启动设备气象信息查询服务，通过数据分析服务，从气象数据系统查询该设备的气象数据，利用勾股定理原理计算设备坐标值与气象监测站坐标值间的距离，设备坐标为(x1,y1)，监测站坐标为(x2,y2)，则两者之间的距离再通过距离数据排序，确定与设备位置最近的监测站位置，该监测站的气象数据作为该设备的气象数据，返回气象数据存入数据库中；把故障点位置信息坐标值、故障设备信息、故障点的气象信息进行关联匹配，通过前端可视化组件在GIS地图上展示；

EMS系统推送的故障设备是输电线路，故障信息存入数据库，触发数据分析服务器中的线路故障分析服务，流程如线路故障分析流程图所示。提取设备名称、设备类型、故障时间、厂站名称、厂站类型，通过weblogic服务召取故障录波联网系统中对应的该条线路故障测距信息，分两种情况，

匹配不上，则分析服务结束，该条故障设备标注无法查询定位；

匹配上，将录波信息包括录波记录编号、故障时间、设备名称、厂站名称、距离两侧厂站的故障距离，单位千米，将测距信息存入数据库；PMS查询服务提取故障信息中的设备名称、设备类型、厂站名称、厂站类型，与PMS系统设备台账信息进行比对，分两种情况，1)在PMS中查询不到对应的设备id或者设备类型id，则分析服务结束，该条故障设备标注无法查询定位；2)在PMS中查询到对应的设备id和设备类型id，将PMS查询出的设备id、设备类型id、厂站id、厂站类型id存入数据库；触发测距信息分析服务，提取PMS设备id、设备类型id、厂站id、厂站类型id进行测距分析服务流程，分两种情况，a)测距服务分析不出结果，则分析服务结束，该条故障设备标注无法查询定位；b)测距服务分析出结果，从国网GIS系统中查询设备位置坐标值，根据电网“站-线”拓扑关系计算并匹配该设备位置即故障点杆塔信息，包括杆塔编号、所属线路；根据杆塔编号、所属线路调取输电线路视频监控系统中对应的杆塔视频监控信息，存入数据库；通过数据分析服务，从气象数据系统查询该杆塔的气象数据，利用勾股定理原理计算杆塔坐标值与气象监测站坐标值间的距离，杆塔坐标为(x1,y1)，监测站坐标为(x2,y2)，则两者之间的距离再通过距离数据排序，确定与杆塔位置最近的监测站位置，该监测站的气象数据作为该杆塔的气象数据，返回气象数据存入数据库中；把杆塔位置信息坐标值、杆塔设备信息、故障点的气象信息进行关联匹配，通过前端可视化组件在GIS地图上展示。

受杆塔安装实际地理位置的影响，输电线路每两级杆塔间的距离非相等长度，确定故障位置所在的具体杆塔位置，需要根据故障测距信息进行分析；在EMS推送的故障信息查询到对应PMS设备信息并存库后触发测距信息分析服务，流程如测距分析流程图所示，线路杆塔故障位置分析过程如下：

EMS推送的线路故障信息获取对应的测距信息、经PMS查询有对应PMS设备信息，触发测距分析服务；

根据PMS设备id、设备类型id从国网GIS系统中按照“站-线”拓扑关系，查找对应的线路信息，分两种情况，1)设备id、设备类型id在国网GIS系统中查询到对应线路，该线路的首端厂站、末端厂站与国网GIS系统中该线路出线点、末端点不对应，则分析过程结束，标注故障位置无法定位；2)设备id、设备类型id在国网GIS系统中查询到对应线路，该线路的首端厂站、末端厂站与国网GIS系统中该线路出线点、末端点对应上，则可进行下一步的杆塔间距分计算；

将国网GIS中该条线路下的所有杆塔查询出，按照杆塔编号进行排序并计算每两级杆塔间的距离，在这个数据处理的过程中，要遍历重复的线路和分叉的线路，并对每条线路标记；

根据故障线路测距信息，该条线路上出线点、末端点作为杆塔起始点、终结点，分别结算杆塔之间距离和与两端测距信息对比，确定具体故障区段，并将确定杆塔编号、线路信息进行存库。

具体计算过程如线路杆塔故障定位示意图所示，故障测距为距出线点m千米，距末端点k千米，由出线点累加杆塔间长度，当计算A+B+C<m且A+B+C+D>m时，确定线路故障位置位于#3塔与#4塔之间，把杆塔#3作为故障一端，由末端点累加杆塔间长度，当N<k且N+(N-1)>k时，确定故障位置位于#n-2塔与#n-1塔之间，把#n-1塔作为故障另一端，将线路名称、杆塔#3、杆塔n-1编号进行存库。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：由EMS系统、故障录波系统、气象数据系统、输电线路视频监控、GIS中间件服务、可视化展示、数据分析服务器组成，其中：

EMS系统，用于实时提供主网设备综合告警信息，其中，所述主网设备综合告警信息包括故障设备名称、设备类型、厂站名称、厂站类型、故障时间；

故障录波系统，用于提供线路故障的测距信息，其中，所述线路故障的测距信息包括录波记录编号、故障时间、设备名称、厂站名称、距离两侧厂站的故障距离；

气象数据系统，用于提供监测站的气象信息，其中，所述监测站的气象信息包括详细的天气信息，实时气象信息，未来24小时预测气象信息，未来七天预报信息，预警信息；

输电线路视频监控，用于提供输电线路杆塔上监控摄像头拍摄的画面；

GIS中间件服务，用于提供查询服务、定位服务、电网拓扑分析服务、图形浏览服务、电网空间分析服务、专题图服务；

可视化展示，用于故障分析结果通过前端可视化界面展示；

数据分析服务器，用于获取设备地理位置或者故障区段位置，并查询相关天气信息。

2.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述数据分析服务器，分别与EMS系统、故障录波系统、气象数据系统和输电线路视频监控系统相连。

3.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述故障录波系统，用于提供线路故障的测距信息，单位为千米。

4.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述气象数据系统中，实时气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、能见度、风力、风向、温度、气压(hPa)、湿度、风速。

5.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述气象数据系统中，未来24小时预测气象信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、时间点、温度、风速、风向、风力、湿度、气压、降水、能见度。

6.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述气象数据系统中，未来七天预报信息：天气情况(晴、阴、雨雪等)、发布时间、最高温度、风速、风向、最低温度、风力等级。

7.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述气象数据系统中，预警信息：预警名称、防御指南、预警内容、发布时间、预警类型、预计解除预警时间、预警级别、影响设备、影响设备类型、影响地理范围。

8.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述可视化展示，用于故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息。

9.根据权利要求1所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统，其特征在于：所述EMS推送的故障设备是非线路设备。

10.根据权利要求1-9任一项所述的结合测距信息的电网故障辅助决策系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：获取设备地理位置或者故障区段位置；

步骤二：故障分析结果通过前端可视化界面展示，为调度人员故障处置提供辅助决策信息。