CN111969709A - 基于电力系统备自投分析的智能告警方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于电力系统备自投分析的智能告警方法和系统，包括根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型，确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型，判断各故障事件下备自投当前动作状态；综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。本发明可以确定备自投是由人为或者设备损坏引起的备自投误动还是由于主供电源故障实际故障引起的正确动作，不需要运维人员到子站端确认，判定可以减少对现场人员经验的依赖，可大大缩短方式恢复时间。

Description

基于电力系统备自投分析的智能告警方法和系统
技术领域
本发明涉及电力系统供电的技术领域，具体涉及基于电力系统备自投分析的智能告警方法和系统。
背景技术
随着我国经济的高速发展，对整个电力工业提出了更高的要求，供电可靠也成为了所有电力企业追求的目标。对于供电网架比较薄弱的110kV及以下电压等级地区，都配备了大量的备用电源自动投入装置，由于备自投动作后会对地区电网的运行方式产生改变，常常会造成主变或者供电线路的过载，也会给运维带来难度，因此对备自投装置的可靠动作和故障引起备自投动作后及时恢复原供电方式供电提出了很高的要求。
现有的实现方案是当故障发生，通过综合智能告警系统将子站端上送的备自投动作信息展示入库，调控人员通过上送的备自投动作信息自行进行故障分析，其流程如图1所述。
现有方案的流程如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
采集系统接收到跳闸、合闸、保护动作信号，处理后将数据发送至数据采集与监视控制系统；
Figure 576260DEST_PATH_IMAGE002
综合智能告警与分析模块接收到跳闸、合闸以及保护信号，综合判断出故障事件，将备自投动作信息和动作断路器写入库；
Figure DEST_PATH_IMAGE003
调控人员通过故障简报展示的备自投信息及动作断路器，及时联系运维人员去现场检查，定位故障点，并恢复电网运行方式。
现有的处理方案有如下缺陷：
（1）只能如实反映子站端上送的故障信息，无法确定备自投动作是否按照设定的动作逻辑正确动作，只能通过调控人员或者运维人员查看定值信息确定，确定时间相对较长。
（2）无法判定备自投是否误动，无法确定备自投是由人为或者设备损坏引起的备自投误动还是由于保护范围外故障引起的误动作，现有方式需要运维人员到子站端确认，一方面时间过长，一方面误动判定完全依靠现场人员的经验，对运维人员水平要求高，且不够智能化，大大延误运行方式恢复时间。
（3）无法判断备自投是否拒动，不能为调控人员快速恢复供电提供策略支持。
（4）无法提供主站端备自投事故分析，无法为事故追忆及事故追责提供依据。
发明内容
本发明旨在确定备自投动作是否按照设定的动作逻辑正确动作，判定备自投是否正确动作，是否误动或者拒动，提供基于电力系统备自投分析的智能告警方法和系统，无需通过调控人员或者运维人员查看定值信息确定，提高了电力系统备自投分析效率。
为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案。
一方面，本发明提供基于电力系统备自投分析的智能告警方法，包括以下步骤：根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型，确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型，判断各故障事件下备自投当前动作状态；综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
进一步地，所述方法具体包括以下步骤：
根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型，确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作；
根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型，判断各故障事件下备自投当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；
综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态确定备自投是正确动作、误动作还是拒动，获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
进一步地，采集到电气量信息包括全网母线电压、零序电压、各母线关联的主供电源的电流值、各主供电源保护动作信息和遥控动作信息以及断路器的位置。
再进一步地，根据采集到电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作的具体方法包括：
（1）采集到的电气量包括母线电压和零序电压，当有母线电压降低到设定阈值或者零序电压升高到设定阈值，筛选出该母线，将该母线与备自投模型库匹配，若匹配不到备自投配置则不应有备自投动作；
（2）当某母线电压为零则判定其为失压母线，将失压母线与备自投模型库匹配，若失压母线匹配到备自投模型，继续根据备自投模型匹配到相应的主供电源，若获取的主供电源的电流值高于设定的正常负荷时主供电源的电流值，则判定为PT（Potential Transformer简称PT，电压互感器）二次断线，此时不应有备自投动作；
（3）根据获取的主供电源保护动作信息，以及与主供电源相连的母线的保护动作信息，判断若主供电源为主变，则当获取到主变相应侧后备保护动作信息时，应闭锁备自投动作，当与主供电源相连接的母线保护动作时，应闭锁备自投动作，当主供电源保护动作时，获取相应断路器实际位置，断路器未跳开时，应闭锁备自投，备自投不应动作；
（4）根据获取的遥控动作信息表，判断若母线电压降低时伴随相应开关的遥控动作已经执行，应闭锁备自投动作，备自投不应动作。
进一步地，采集的监控信息包括备自投动作保护信号和备自投所对应开关合闸信号。
再根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作的具体方法包括以下步骤：
（1）采集到的监控信息包括备自投动作信号和开关合闸信号；判断故障事件第一设定时间内是否存在备自投动作保护信号，若无备自投动作信号，则判定无对应备自投动作；
（2）若有备自投动作信号，判断此信号在第二设定时间内是否有备自投所对应开关合闸，若无对应开关合闸，则判定备自投失败；
（3）若有对应开关合闸且与相匹配的备自投模型一致，则判定备自投正确动作；
（4）若有对应开关合闸但与相匹配的备自投模型不一致，则判定备自投不正确动作。
进一步地，根据以上判定结果综合判定备自投是正确动作、误动作还是拒动的具体方法为：
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投误正确动作；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为拒动；
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是不应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为误动。
第二方面，本发明提供基于电力系统备自投分析的智能告警系统，包括：电气量分析诊断模块、监控信息分析诊断和综合判定模块，
所述电气量分析诊断模块，用于根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；
所述监控信息分析诊断，用于根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的当前工作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；
所述综合判定模块，用于综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前工作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
有益技术效果：
本发明通过实时监视是否有新故障发生，根据开关信息以及保护信息，加载备自投预设动作逻辑与预先确定的备自投模型，逻辑判断是否存在备自投信息及备自投是否正确动作，可以确定备自投是由人为或者设备损坏引起的备自投误动还是由于主供电源故障实际故障引起的正确动作，不需要运维人员到子站端确认，判定可以减少对现场人员经验的依赖，可大大缩短方式恢复时间。本发明监视判定母线电压突变、匹配备自投模型判断主供电源电流是否突变、匹配可能闭锁该备自投动作的保护动作信号、判定主供电源保护动作后断路器是否拒动，可以给监控人员提供诊断参考，便于处理故障及时恢复供电。本发明提供主站端备自投事故分析，使备自投动作分析不再完全依赖子站端运维人员的判定，可以为事故追忆及事故追责提供依据。
附图说明
图1为现有备自投分析方案；
图2为本发明具体实施例提供的基于电力系统备自投分析的智能告警方法整体流程图；
图3为本发明具体实施例基于电力系统备自投分析的智能告警方法中电气量判断流程图；
图4为本发明具体实施例基于电力系统备自投分析的智能告警方法中监控信号分析诊断流程图；
图5为本发明具体实施例基于电力系统备自投分析的智能告警方法中可视化展示流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图以及具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一、基于电力系统备自投分析的智能告警方法，包括以下步骤（如图2所示）：根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作；根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前工作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态确定备自投是正确动作、误动作还是拒动，获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
本实施例中采集到的采集到的电气量信息包括全网母线电压和零序电压、各母线关联的主供电源的电流值、各主供电源保护动作信息和遥控动作信息以及断路器的位置。采集的监控信息包括备自投动作保护信号和备自投所对应开关合闸信号。需要说明的是，采集电气量信息和监控信息采用现有技术实现，本申请中不做详细介绍。
本发明中备自投模型是这些是厂站投运时，由供电公司配置维护，此为本领域的公知常识，就是人为配置的备自投相关信息。备自投模型主要是记录厂站备自投设备运行的一些配置信息，包括厂站，备自投名称，关联设备（主供电源、备用电源、方式开关、动作开关）。
如图3所示，本实施例中根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作的具体方法包括：
（1）实时监视全网母线电压，当有母线电压降低到设定阈值（本实施例中设定阈值设为相电压低于额定线电压的30%）或者零序电压升高到设定阈值（本实施例中设定阈值设为二次零序电压高于30V）时，筛选出该母线，与备自投模型库匹配，若匹配不到备自投配置则不应有备自投动作。
（2）若失压母线匹配到备自投模型，继续根据备自投模型匹配到相应的主供电源，获取主供电源的电流值，若电流值高于正常负荷时主供电源的电流值，则判定为PT二次断线，此时不应有备自投动作。母线失压是指在电力系统中因故障而导致母线电压为零，母线失压是重大电力生产事故，会引起一系列后果。
（3）获取主供电源保护动作信息，以及与主供电源相连的母线的保护动作信息，若主供电源为主变，则当获取到主变相应侧后备保护动作信息时，应闭锁备自投动作，当主供电源相连接的母线保护动作时，应闭锁备自投动作，当主供电源保护动作时，获取相应断路器实际位置，断路器未跳开时，应闭锁备自投，备自投不应动作。
（4）获取遥控动作信息表，若母线电压降低时伴随相应开关的遥控动作是，应闭锁备自投动作，备自投不应动作。
如图4所示，本实施例根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前工作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作的具体方法包括以下步骤：
（1）判断故障事件第一设定时间（本实施例设定为20s）内是否存在备自投动作保护信号，若无备自投动作信号，则无对应备自投动作。
（2）若有备自投动作信号，判断此信号第二设定时间（本实施例设定为5s）内是否有备自投所对应开关合闸，若无对应开关合闸，则备自投失败。
（3）若有对应开关合闸且与相匹配的备自投模型一致，则备自投正确动作。
（4）若有对应开关合闸但与相匹配的备自投模型不一致，则备自投不正确动作。
本实施例中，根据以上判定结果综合判定备自投是正确动作、误动作还是拒动的具体方法如下（如表1所示）：
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投为正确动作；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为拒动；
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是不应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为误动。
表1 整合判定逻辑
Figure 618034DEST_PATH_IMAGE004
实施例二、在实施例一的基础上，本实施例提供的基于电力系统备自投分析的智能告警方法还包括：对获得各故障事件对应的最终备自投动作信息进行展示（如图5所示），具体包括：
①可视化方法实现故障简报界面，在所述故障简报界面点击备自投动作信息可以查看故障对应备自投动作情况；
②备自投动作信息界面支持信息导出与历史备自投动作记录查询；
③历史查询界面支持信息导出与按照时间周期、电压等级查询和导出。
本发明通过监控信号诊断分析模块进行整合分析可以自动确定备自投动作是否按照设定的动作逻辑正确动作，可以给监控人员提供诊断参考，便于处理故障及时恢复供电；通过电气量分析诊断可以判定备自投是否误动拒动，可以确定备自投是由人为或者设备损坏引起的备自投误动还是由于主供电源故障实际故障引起的正确动作，不需要运维人员到子站端确认，判定可以减少对现场人员经验的依赖，可大大缩短方式恢复时间；提供主站端备自投事故分析，使备自投动作分析不再完全依赖子站端运维人员的判定，可以为事故追忆及事故追责提供依据。
实施例三，与实施例一相对应，本实施例提供基于电力系统备自投分析的智能告警系统，包括：电气量分析诊断模块、监控信息分析诊断和综合判定模块，
所述电气量分析诊断模块，用于根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；
所述监控信息分析诊断，用于根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；
所述综合判定模块，用于综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
所述电气量分析诊断模块还包括电压突变监视模块、备自投模型匹配模块、主供电源电流监视模块、主供电源保护动作监视模块；所述监控信息分析诊断包括备自投保护动作监视模块、备自投开关动作监视模块、备自投动作逻辑匹配模块。
本实施例中各模块的实现方法与上述实施例中一一对应。通过该实施例，本发明解决的问题是通过对电气量的计算分析并结合监控系统信号分析、备自投的配置方式等判定备自投是否正确动作，是否误动拒动等。为调控人员提供故障判定支持，从而快速的恢复电网运行方式，降低电网运行风险。
实施例四，在实施例三基础上，本实施例提供了基于电力系统备自投分析的智能告警系统，所述系统还包括可视化展示模块，所述可视化展示模块，用于对获得各故障事件对应的最终备自投动作信息进行展示，具体包括：
①可视化方法实现故障简报界面，在所述故障简报界面点击备自投动作信息可以查看故障对应备自投动作情况；
②备自投动作信息界面支持信息导出与历史备自投动作记录查询；
③历史查询界面支持信息导出与按照时间周期、电压等级查询和导出。
通过人机交互界面（即可视化展示模块）可以清晰的展示分析结果，且具备历史查询和导出功能。
本发明方法周期性获取新动作事件并判断备自投是否正确动作的逻辑框架；监视判定母线电压突变、匹配备自投模型判断主供电源电流突变、匹配可能闭锁该备自投动作的保护动作信号及遥控断路器开入；判定主供电源保护动作后断路器是否拒动。本发明可以正确分析出备自投是否正确动作，对备自投动作的误动及拒动都可以正确的判断出来。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型，确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；
根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型，判断各故障事件下备自投当前动作状态；
综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
2.根据权利要求1所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，所述方法具体包括以下步骤：
根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型，确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作；
根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型，判断各故障事件下备自投当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；
综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态确定备自投是正确动作、误动作还是拒动，获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
3.根据权利要求1所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，采集到的电气量信息包括全网母线电压、零序电压、各母线关联的主供电源的电流值、各主供电源保护动作信息、遥控动作信息以及断路器的位置。
4.根据权利要求2所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑是应该动作或者不应该动作的具体方法包括：
（1）采集到的电气量包括母线电压和零序电压，当某母线电压降低到设定阈值或者零序电压升高到设定阈值，筛选出该母线，将该母线与备自投模型库匹配，若匹配不到备自投配置则不应有备自投动作；
（2）当某母线电压为零则判定其为失压母线，将失压母线与备自投模型库匹配，若失压母线匹配到备自投模型，继续根据备自投模型匹配到相应的主供电源，若该主供电源的电流值高于设定的正常负荷时主供电源的电流值，则判定为PT二次断线，此时不应有备自投动作；
（3）根据获取的主供电源保护动作信息，以及与主供电源相连的母线的保护动作信息，判断若主供电源为主变，则当获取到主变相应侧后备保护动作信息时，应闭锁备自投动作，当与主供电源相连接的母线保护动作时，应闭锁备自投动作，当主供电源保护动作时，获取相应断路器实际位置，断路器未跳开时，应闭锁备自投，备自投不应动作；
（4）根据获取的遥控动作信息表，判断若母线电压降低时伴随相应开关的遥控动作已经执行，则应闭锁备自投动作，备自投不应动作。
5.根据权利要求1所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，采集的监控信息包括备自投动作保护信号和备自投所对应开关合闸信号。
6.根据权利要求2所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作的具体方法包括以下步骤：
（1）采集到的监控信息包括备自投动作信号和开关合闸信号；
判断故障事件第一设定时间内是否存在备自投动作保护信号，若无备自投动作信号，则判定无对应备自投动作；
（2）若有备自投动作信号，判断此信号在第二设定时间内是否有备自投所对应开关合闸，若无对应开关合闸，则判定备自投动作失败；
（3）若有对应开关合闸且与相匹配的备自投模型一致，则判定备自投正确动作；
（4）若有对应开关合闸但与相匹配的备自投模型不一致，则判定备自投不正确动作。
7.根据权利要求1所述的基于电力系统备自投分析的智能告警方法，其特征在于，综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态确定备自投是正确动作、误动作还是拒动的具体方法为：
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投为正确动作；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为拒动；
根据采集的电气量信息判定备自投的预设动作逻辑是不应该动作的情况下：
若根据采集的监控信息判定备自投为正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为不正确动作，则备自投为误动；
若根据采集的监控信息判定备自投为动作失败，则备自投为误动。
8.基于电力系统备自投分析的智能告警系统，其特征在于，包括：
电气量分析诊断模块、监控信息分析诊断和综合判定模块，
所述电气量分析诊断模块，用于根据采集到的电气量信息以及预先确定的备自投模型确定各故障事件下备自投的预设动作逻辑；
所述监控信息分析诊断，用于根据采集到的监控信息以及预先确定的备自投模型判断各故障事件下备自投的当前动作状态是正确动作、动作失败或者不正确动作；
所述综合判定模块，用于综合备自投的预设动作逻辑和判断获得的当前动作状态获得各故障事件对应的最终备自投动作信息。
9.根据权利要求8所述的基于电力系统备自投分析的智能告警系统，其特征在于，所述系统还包括可视化展示模块，所述可视化展示模块，用于对获得各故障事件对应的最终备自投动作信息进行展示。
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