CN111049266B - 一种面向调控业务的智能化秒级复电方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种面向调控业务的智能化秒级复电方法和系统，包括：1)根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别；2)根据电网故障自动识别的结果，结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现恢复供电路径的自动筛选和评估；3)进行故障影响范围和恢复供电路径的图形化展示；4)根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列并执行。本发明能实现电网故障全流程自动化、智能化处置，可以为调控人员提供更加精准的故障判断、影响范围、故障处置信息，并且通过复电控制序列的自动执行，能够显著缩短停电时间，从而提高电网的安全稳定运行水平。

Description

一种面向调控业务的智能化秒级复电方法和系统

技术领域

本发明涉及电力系统自动化领域，特别是一种面向调控业务的智能化秒级复电方法和系统。

背景技术

随着技术的发展以及智能电网的建设，调度控制系统将逐渐向云架构方向发展，调度控制系统自动化、智能化趋势明显。但目前针对调控系统电网故障及恢复的业务处置过程仍相对传统和孤立，自动化、智能化程度不高，故障处理全流程尚未形成有效的贯通。如何建设一套自动化、智能化的电网故障处置系统，更好的为电网安全稳定生产保驾护航，成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种缩短停电时间、提供更加精准的故障判断、影响范围、故障处置信息的面向调控业务的智能化秒级复电方法和系统。

本发明采用如下技术方案：

一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，其特征在于，包括如下：

1)根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别；

2)根据电网故障自动识别的结果，结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现恢复供电路径的自动筛选和评估；

3)进行故障影响范围分析，并将恢复供电路径进行图形化展示；

4)根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列并执行。

优选的，所述步骤1)中，所述Petri网预先设有报警智能规则库和故障智能判断策略。

优选的，所述报警智能规则库设有关键字库：差动、高频、距离、零序、母差、瓦斯、过流、电流、间隙、后加速、纵差、失灵、复压和电压。

优选的，所述故障智能判断策略包括失压判断、失压范围判断、转电路径检索和送电自检。

优选的，所述步骤2)中，所述恢复供电路径的自动筛选和评估包括如下

2.1)利用图形描述电网形成电网图，在电网图上进行搜索从而建立电网拓扑和计算节点模型；

2.2)对电网拓扑和计算节点模型，使用广度优先搜索和深度优先搜索，从失电子系统开始向外搜索，以失电子系统中的所有热备用开关为可选动作开关，找到所有可能的恢复供电路径；

2.3)利用潮流计算对所有可能的恢复供电路径进行转供容量校验，得到转供容量校验结果；

2.4)根据校验结果生成所有可行的恢复供电路径，而后按照送电线路长度短、操作开关数量少和整体潮流较小的路径择优判断依据进行优先级排序。

优选的，所述步骤3)中，根据故障发生后母线电压降幅超90％或者母线电压不大于0.2千伏原则，判断得到源头失压站，而后通过拓扑关联相关线路寻找变电站，根据故障前10秒母线有电压，线路和变压器等有电流，故障后母线无电压原则，判断得到所有失压变电站，从而得到故障影响范围。

优选的，所述步骤4)中，遥控控制序列包括操作对象，操作对象原始状态及目标状态，将组织好的遥控控制序列发送给前置服务进行遥控处理。

一种面向调控业务的智能化秒级复电系统，其特征在于，包括：

底层故障判断分析模块，根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别；结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现故障恢复路径的自动筛选和评估；

秒级复电数据模块，根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列；

展示界面模块，用于进行故障影响范围和恢复供电路径的图形化展示；

复电模块，用于执行遥控控制序列。

由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的方法和系统，能够实现电网故障的综合分析以及辅助决策功能，实现电网故障定位、提供可行的恢复供电路径并进行自动评价的功能。

2、本发明的方法和系统，进行故障影响范围和恢复供电路径的图形化展示，优化调控系统多窗口故障及复电信息展示方式，为监控人员提供更加方便的监控界面。

3、本发明的方法和系统，降低调控处置工作量，避免同一变电站风险检修预案重复编制问题，替代调度下令、复诵、记录、发起遥控、遥控核对、遥控、操作完成汇报等七个流程节点，有效缩短调控处置时间。

4、本发明实现电网故障全流程自动化、智能化处置，可以为调控人员提供更加精准的故障判断、影响范围、故障处置信息，并且通过复电控制序列的自动执行，能够显著缩短停电时间，从而提高电网的安全稳定运行水平。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为图形化展示示意图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的描述。

参照图1，一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，包括如下步骤：

1)根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别。Petri网预先设有报警智能规则库和故障智能判断策略。报警智能规则库设有关键字库：差动、高频、距离、零序、母差、瓦斯、过流、电流、间隙、后加速、纵差、失灵、复压、电压等。故障智能判断策略包括失压判断、失压范围判断、转电路径检索、送电自检等。

网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息作为电网中的多源数据，例如开关变位信号、设备保护信号、遥测变化数据、开关遥信变位、SOE信息、保护动作信号和微机保护软报文信息等，共同构成了Petri网的输入源。当发生开关变位，伴随有保护信号动作、遥测数据变化等，触发启动推理过程，根据预先设定的智能规则库，结合报警智能规则库进行逻辑化、条理化、有效化分析，判断得到触发条件的库所，从而定位出事故点和故障设备。

2)根据电网故障自动识别的结果，结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现恢复供电路径的自动筛选和评估。

结合图的遍历和搜索以及潮流计算技术故障恢复路径自动筛选及评估技术，可充分考虑复电路径安全检索(路径中主变、线路过载判断；路径中主变、线路无异常信号；路径变电站所有设备在热备用状态；复电路径接地刀闸应均断开(且无检修牌))、复电路径择优判断(送电线路长度短；操作开关数量少；整体潮流较小)和送电安全自检闭锁(水电线路未断开，列入人工送电范畴；中性点不接地变各侧开关未断开；区域内有I类保护动作信号；区域内有接地刀闸在合闸状态)，生成最优复电预案即恢复供电路径。

具体的，可采用电网高级应用软件系统通过电网模型建立电网拓扑为电网着色和各种电网计算服务。

2.1)利用图形描述电网形成电网图，在电网图上进行搜索从而建立电网拓扑和计算节点模型。通过图论的方法建立电网数据库，从而方便地建立电网模型和电网分析计算。

2.2)对电网拓扑和计算节点模型，使用广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)，从失电子系统开始向外搜索，以失电子系统中的所有热备用开关为可选动作开关，找到所有可能的恢复供电路径。

2.3)利用潮流计算对所有可能的恢复供电路径进行转供容量校验，得到转供容量校验结果；

2.4)根据校验结果生成所有可行的恢复供电路径,而后按照送电线路长度短、操作开关数量少和整体潮流较小的路径择优判断依据进行优先级排序。

如果所有的恢复供电路径不能通过转供容量校验，则在保障预定义的重要用户情况下通过通用策略切除部分负荷后，再给出恢复供电路径。也可以使用遗传算法对现有的供电路径进行优化，提供对转供路径策略的二次调整。

3)进行故障影响范围分析，并将恢复供电路径进行图形化展示。具体的，根据故障发生后母线电压降幅超90％或者母线电压不大于0.2千伏原则，判断得到源头失压站，而后通过拓扑关联相关线路寻找变电站，根据故障前10秒母线有电压，线路和变压器等有电流，故障后母线无电压原则，判断得到所有失压变电站，从而得到故障影响范围，参见图2，图中圈出的为恢复供电变电站，直线代表恢复供电路径。

恢复供电路径的图形化展示主要是通过渲染加粗潮流图上的相关线路，更加直观地在220kV潮流图中体现所有涉及的复电线路，从而能够清晰地展示整个复电过程。

4)根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列并执行。遥控控制序列包括操作对象，操作对象原始状态及目标状态，将组织好的遥控控制序列发送给前置服务进行遥控处理。

辅助决策服务生成的恢复供电路径操作对象是开关和压板，根据恢复供电路径生成的预案自动推送复电数据服务，而后复电数据服务将预案解析为操作序列并提供读写操作序列历史数据的功能。

一种面向调控业务的智能化秒级复电系统，其特征在于，包括：

底层故障判断分析模块，根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别；结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现恢复供电路径的自动筛选和评估；

秒级复电数据模块，根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列；

展示界面模块，用于进行故障影响范围和恢复供电路径的图形化展示。实际应用中，由事故定位人机插件，实现在人机界面中故障设备定位信息以及辅助决策信息数据的推送、展示、查询，构成与原有人机界面一体化的展示界面功能。

复电模块，用于执行遥控控制序列。

本发明系统还包括维护工具，即为完成Petri网推理规则维护及保护信号定义功能的Petri规则维护插件，实现在绘图工具中对Petri网规则的编辑、维护，以及支持的保护信号的子类型定义，构成系统的扩展模型维护工具。

本发明还包括基于连续事件记录的故障处理过程的追忆反演。系统支持历史追忆，可以查询任一时刻的历史断面，方便追忆当时的电网运行情况。

本发明将实现电网故障全流程自动化、智能化处置，可以为调控人员提供更加精准的故障判断、影响范围、故障处置信息，并且通过复电控制序列的自动执行，能够显著缩短停电时间，从而提高电网的安全稳定运行水平。

上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (4)

1.一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，其特征在于，包括如下：

1）根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别，所述Petri网预先设有报警智能规则库和故障智能判断策略，所述报警智能规则库设有关键字库：差动、高频、距离、零序、母差、瓦斯、过流、电流、间隙、后加速、纵差、失灵、复压和电压，所述故障智能判断策略包括失压判断、失压范围判断、转电路径检索和送电自检；

2）根据电网故障自动识别的结果，结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现恢复供电路径的自动筛选和评估，具体如下：

2.1）利用图形描述电网形成电网图，在电网图上进行搜索从而建立电网拓扑和计算节点模型；

2.2）对电网拓扑和计算节点模型，使用广度优先搜索和深度优先搜索，从失电子系统开始向外搜索，以失电子系统中的所有热备用开关为可选动作开关，找到所有可能的恢复供电路径；

2.3）利用潮流计算对所有可能的恢复供电路径进行转供容量校验，得到转供容量校验结果；

2.4）根据校验结果生成所有可行的恢复供电路径，而后按照送电线路长度短、操作开关数量少和整体潮流较小的路径择优判断依据进行优先级排序；

3）进行故障影响范围分析，并将恢复供电路径进行图形化展示，恢复供电路径的图形化展示是通过渲染加粗潮流图上的相关线路，更加直观地在220kV潮流图中体现所有涉及的复电线路，从而能够清晰地展示整个复电过程；

4）根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列并执行。

2.如权利要求1所述的一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，其特征在于，所述步骤3）中，根据故障发生后母线电压降幅超90%或者母线电压不大于0.2千伏原则，判断得到源头失压站，而后通过拓扑关联相关线路寻找变电站，根据故障前10秒母线有电压，线路和变压器有电流，故障后母线无电压原则，判断得到所有失压变电站，从而得到故障影响范围。

3.如权利要求1所述的一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，其特征在于，所述步骤4）中，遥控控制序列包括操作对象，操作对象原始状态及目标状态，将组织好的遥控控制序列发送给前置服务进行遥控处理。

4.一种面向调控业务的智能化秒级复电系统，其特征在于，用于执行权利要求1至3中任一项所述的一种面向调控业务的智能化秒级复电方法，包括：

底层故障判断分析模块，根据电网稳态数据、监控告警信息、保护动作信息结合Petri网实现电网故障自动识别；结合图的遍历和搜索，以及潮流计算技术，实现故障恢复路径的自动筛选和评估；

秒级复电数据模块，根据恢复供电路径自动生成遥控控制序列；

展示界面模块，用于进行故障影响范围和恢复供电路径的图形化展示；

复电模块，用于执行遥控控制序列。

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