CN112600718B - 一种通信网络监控管理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通信网络监控管理系统，包括：通信管理模块、网络管理模块和网络监控模块。本发明的一种通信网络监控管理系统，更加快速、高效和智能地处理电网故障异常，提升了电网设备通信运行管理的智能化水平，并通过标准化的方式联动管理电网的网络拓扑，对电网建设提出了现实意义。
Description
技术领域
本发明涉及电网监控管理领域，具体涉及一种通信网络监控管理系统。
背景技术
当前，我国电网进入了建设统一智能电网的新的发展阶段，“大运行”体系建设的深入推进，电网规模不断扩大使得变电站向智能化无人值守方向不断发展。
接入调控机构实现集中监控的变电站、电网设备及告警信息数量持续增加，对调控专业准确掌握现场设备运行情况、管理设备之间的通信、快速响应电网设备故障、及时恢复电网运行方式提出了更高要求。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明一种通信网络监控管理系统，包括：通信管理模块、网络管理模块和网络监控模块；其中。
所述通信管理模块配置双通信网关机并列运行，与调度端数据传输通过2台通信网关机分别各通过1路通道建立通信连接。其中两台通信网关机在并列运行的情况下采集站内二次装置信号，并各自独立与调度端进行通信。调度端以其中1台通信网关机作为数据源头，并将该台通信网关机作为主设备，另一台通信网关机作为备用设备，当需要进行设备升级时，首先对作为备用设备的通信网关机进行配置，配置结束后将调控主站系统切换到该备用设备，并在进行有关信号测试、验收,确认该备用的通信网关机工作正常后才能配置另外一台作为主设备的通信网关机。
另外，所述通信管理模块既能与变电站侧的间隔层装置进行通信，也能与调度端调控主站系统通信。同事，还能与其他子系统进行通信和数据共享，所述其他子系统包括直流系统、消弧线圈控制系统、低频低压减负荷装置、在线监测系统等。所述通信管理模块根据监控信息转发表，对变电站侧的所有采集信息进行筛选，选择集中监控中心需要的信息进行上传和下达。
对于以浮点数形式上送调度端遥测数据的变电站，一旦某条线路电流互感器变比变动，通信管理模块就重新进行有关遥测点系数设置，同时，所述通信管理模块对采集到的多个遥信进行合并处理，最终以一个遥信点上送调控主站系统。所述合并处理包括对所有间隔事故总信号进行“或”处理，生成全站事故总信号；对装置故障和装置通信中断信号进行“或”处理，生成装置异常信号。全站事故总信号由通信网关机生成后，在较短的时间内应自动复归，与全站事故总信号相关联的间隔事故总信号则由调控人员远方复归或者运维人员现场复归。其中，在电压大于0时，通信网关机的遥测死区小于等于0.2%。
所述网络管理模块，用于。
初始化节点数组和支路数组，将数组内容清空；通过在内存中导入数据库中存储的所有电源、负荷节点和馈线段，得到需要查找的全部节点数；做网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注；输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成。
所述输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成，包括。
a.初始化，将所有的节点都设为未处理；从输出结果中的电源点开始进行查找，将第一个计算母线设为1；每向下查找到一个节点时，就给这个节点赋予一个初始计算母线ID。
b.循环网络关联表；将扩展堆栈清空，从网络关联表取一个节点；如果该节点未处理，则将节点存入扩展堆栈。
c.在扩展堆栈中取一个节点，将节点标记为已处理，将新的计算母线ID赋给该节点；并且计算母线ID自增。
d.在网络关联表中找到所有和该节点连接的支路，以该节点为支路的本级节点，取其中的一条支路进行节点扩展。
e.找到支路的旁路节点,如果旁路已处理，转d,否则转f。
f.判断支路属性；如果支路属于母线节点，那么将其上级节点的计算母线ID赋给该旁路节点；如果支路是母线节点，也可以将母线节点的旁路节点赋予与本机节点相同的计算母线ID；同时在开关进行合并时，对每个计算母线所合并的全部开关进行记录，以根据计算母线查找到所合并掉的开关。
g.如果支路是馈线段，则将所述新的计算母线ID赋给该旁路节点；并且计算母线ID自增。
h.将所述旁路节点加入到下一支路的扩展堆栈中进行扩展。
i.判断扩展堆栈是否为空，如果不为空，重复c-h将一个节点连接的所有支路进行处理；如果为空，则下一步。
j.判断节点是否都已经处理完毕，如果没有，重复b-i,否则下一步。
k.网络关联表中所有的节点全部配置计算母线ID，计算母线网络形成。
所述网络监控模块，用于。
1）监控信息统计分析，通过检查统计周期内是否有相应设备检修置牌或对信号的告警抑制、封锁和人工置数，过滤无效的告警信息。对统计周期内有效告警信息，分别统计站日均告警信息量、人均告警信息量、监控告警信息正确率、监控告警信息优化率、告警信息频发率、监控信息抑制率等。
其中站日均告警信息量表征变电站的运行状态，人均监控告警信息量表征监控人员工作量，变电站监控信号优化率表征区域内变电站监控信息管理情况和电网运行状态。
通过对告警信息按时间、变电站排序统计，对告警信息超过设定阈值的时刻和变电站进行原因及处置情况分析，并按告警信息分类分别进行分析，包括。
对各变电站出现的事故类信号和变位类信号进行分析，确认是否出现误发、漏发现象，对异常类信号所反映出的设备运行缺陷提供说明；对各变电站出现的越限类信号进行分析，对超过设定阈值出现的越限类信号提供更新后的越限值。
通过在各业务系统进行数据査询或通过交互接口将数据导出，利用办公软件的数据合并、筛选排序和数据透视功能对数据进行统计分析，并编写监控运行分析报告。
2）开关远方操作情况统计，按操作原因统计开关远方操作的次数、统计开关远方操作的覆盖率、成功率和人均远方操作次数。按设备类型分别统计新增缺陷、已处理缺陷、遗留缺陷、超期缺陷等，并计算缺陷处理率和缺陷处理及时率。针对220kV及以上主变故障跳闸、llOkV及以上母线故障跳闸、发生越级故障跳闸、发生保护误动、拒动和频发信号等情况进行专项分析，并生产事故分析报告。所述报告包括事故前运行方式、电网接线方式或厂站主接线图，并根据调度运行日志和监控运行日志，生产事故概要描述，所述描述包括事故发生时间、事故范围、开关动作情况和相关保护动作情况，并对事故中发送的信号进行统计和正确性分析，确认是否漏发、误发，并生成调整建议。
优选地，所述做网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注，包括。
支路数据存入、拓扑节点数据存入、临时表数据存入和构建网络关联表进行母线节点查找。
本发明的一种通信网络监控管理系统，更加快速、高效和智能地处理电网故障异常，提升了电网设备通信运行管理的智能化水平，并通过标准化的方式联动管理电网的网络拓扑，对电网建设提出了现实意义。
附图说明
图1为本发明一种通信网络监控管理系统的结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种通信网络监控管理系统，包括：通信管理模块、网络管理模块和网络监控模块；其中。
所述通信管理模块配置双通信网关机并列运行，与调度端数据传输通过2台通信网关机分别各通过1路通道建立通信连接。设备配置较简单，调试、维护工作量大。此方式当单个通信接口设备故障或者单台通信网关机故障时，均不影响厂站监控。其中两台通信网关机在并列运行的情况下采集站内二次装置信号，并各自独立与调度端进行通信。调度端以其中1台通信网关机作为数据源头，并将该台通信网关机作为主设备，另一台通信网关机作为备用设备，当需要进行设备升级时，首先对作为备用设备的通信网关机进行配置，配置结束后将调控主站系统切换到该备用设备，并在进行有关信号测试、验收,确认该备用的通信网关机工作正常后才能配置另外一台作为主设备的通信网关机。
另外，所述通信管理模块既能与变电站侧的间隔层装置进行通信，也能与调度端调控主站系统通信。同事，还能与其他子系统进行通信和数据共享，所述其他子系统包括直流系统、消弧线圈控制系统、低频低压减负荷装置、在线监测系统等。所述通信管理模块根据监控信息转发表，对变电站侧的所有采集信息进行筛选，选择集中监控中心需要的信息进行上传和下达。
对于以浮点数形式上送调度端遥测数据的变电站，一旦某条线路电流互感器变比变动，通信管理模块就重新进行有关遥测点系数设置，同时，所述通信管理模块对采集到的多个遥信进行合并处理，最终以一个遥信点上送调控主站系统。所述合并处理包括对所有间隔事故总信号进行“或”处理，生成全站事故总信号；对装置故障和装置通信中断信号进行“或”处理，生成装置异常信号。全站事故总信号由通信网关机生成后，在较短的时间内应自动复归，与全站事故总信号相关联的间隔事故总信号则由调控人员远方复归或者运维人员现场复归。其中，在电压大于0时，通信网关机的遥测死区小于等于0.2%。
所述网络管理模块，用于。
初始化节点数组和支路数组，将数组内容清空；通过在内存中导入数据库中存储的所有电源、负荷节点和馈线段，得到需要查找的全部节点数；做网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注；输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成。
所述输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成，包括。
a.初始化，将所有的节点都设为未处理；从输出结果中的电源点开始进行查找，将第一个计算母线设为1；每向下查找到一个节点时，就给这个节点赋予一个初始计算母线ID。
b.循环网络关联表；将扩展堆栈清空，从网络关联表取一个节点；如果该节点未处理，则将节点存入扩展堆栈。
c.在扩展堆栈中取一个节点，将节点标记为已处理，将新的计算母线ID赋给该节点；并且计算母线ID自增。
d.在网络关联表中找到所有和该节点连接的支路，以该节点为支路的本级节点，取其中的一条支路进行节点扩展。
e.找到支路的旁路节点,如果旁路已处理，转d,否则转f。
f.判断支路属性；如果支路属于母线节点，那么将其上级节点的计算母线ID赋给该旁路节点；如果支路是母线节点，也可以将母线节点的旁路节点赋予与本机节点相同的计算母线ID；同时在开关进行合并时，对每个计算母线所合并的全部开关进行记录，以根据计算母线查找到所合并掉的开关。
g.如果支路是馈线段，则将所述新的计算母线ID赋给该旁路节点；并且计算母线ID自增。
h.将所述旁路节点加入到下一支路的扩展堆栈中进行扩展。
i.判断扩展堆栈是否为空，如果不为空，重复c-h将一个节点连接的所有支路进行处理；如果为空，则下一步。
j.判断节点是否都已经处理完毕，如果没有，重复b-i,否则下一步。
k.网络关联表中所有的节点全部配置计算母线ID，计算母线网络形成。
所述网络监控模块，用于。
1）监控信息统计分析，通过检查统计周期内是否有相应设备检修置牌或对信号的告警抑制、封锁和人工置数，过滤无效的告警信息。对统计周期内有效告警信息，分别统计站日均告警信息量、人均告警信息量、监控告警信息正确率、监控告警信息优化率、告警信息频发率、监控信息抑制率等。
其中站日均告警信息量表征变电站的运行状态，人均监控告警信息量表征监控人员工作量，变电站监控信号优化率表征区域内变电站监控信息管理情况和电网运行状态。
日均告警信息量高说明该站可能发生潜在的缺陷；人均监控告警信息量高，超出监控人员能力范围，则可能出现漏监情况，应及时采取相应措施。
通过对告警信息按时间、变电站排序统计，对告警信息超过设定阈值的时刻和变电站进行原因及处置情况分析，并按告警信息分类分别进行分析，包括。
对各变电站出现的事故类信号和变位类信号进行分析，确认是否出现误发、漏发现象，对异常类信号所反映出的设备运行缺陷提供说明；对各变电站出现的越限类信号进行分析，对超过设定阈值出现的越限类信号提供更新后的越限值。
通过在各业务系统进行数据査询或通过交互接口将数据导出，利用办公软件的数据合并、筛选排序和数据透视功能对数据进行统计分析，并编写监控运行分析报告。
2）开关远方操作情况统计，按操作原因统计开关远方操作的次数、统计开关远方操作的覆盖率、成功率和人均远方操作次数。按设备类型分别统计新增缺陷、已处理缺陷、遗留缺陷、超期缺陷等，并计算缺陷处理率和缺陷处理及时率。针对220kV及以上主变故障跳闸、ll0kV及以上母线故障跳闸、发生越级故障跳闸、发生保护误动、拒动和频发信号等情况进行专项分析，并生产事故分析报告。所述报告包括事故前运行方式、电网接线方式或厂站主接线图，并根据调度运行日志和监控运行日志，生产事故概要描述，所述描述包括事故发生时间、事故范围、开关动作情况和相关保护动作情况，并对事故中发送的信号进行统计和正确性分析，确认是否漏发、误发，并生成调整建议。
开展开关远方操作能够有效减少运维人员到站次数，降低电网运行成本，充分发挥变电站实施集中监控无人值守的管理优势，提高电网运行管理效率。其中开关远方操作占比率和覆盖率反映的是区域电网远方操作的应用程度和开关远方操作能力建设情况。
优选地，所述做网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注，包括。
支路数据存入、拓扑节点数据存入、临时表数据存入和构建网络关联表进行母线节点查找。
所述做网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注，具体包括。
（1）支路数据存入；使用数据库选择语句将所有的支路选择出来。
将全部拓扑信息读入支路管理表中；通过去重将所连接的节点相关记录读入，同时滤掉重复的记录，如果要连接其他设备，则在所述数据库选择语句中结合关键字进行多次过滤；将全部支路数据选出后，插入支路管理表中。
（2）拓扑节点数据存入；将所述支路管理表写入节点管理表，或者利用去重关键字，将所有的节点读入节点管理表中；所述节点管理表中还包括电源点、母线、负荷等设备信息。
当节点管理表写入完成后，通过整型字段对所有的节点进行排序，用整型ID号进行快速查找，包括先做临时矩阵处理整型字段，再插入全部内容进行排序。
（3）临时表数据存入；建立相关矩阵，如果节点之间有支路关联，则在相关矩阵中存入1,否则存入0；然后，在相关矩阵中，提取上或下三角的非零和非对角元素存入临时表，同时将节点管理表的数据插入临时表。
（4）构建网络关联表；通过执行数据库语句给临时表加上整型的ID号形成网络关联表；基于网络关联表进行母线节点查找，直接搜索网络关联表,通过支路进行驱动，找到对应的母线节点，母线节点为承载了母线负荷的节点。
所述母线节点查找，包括。
A.给定查找起始节点和全部的查找节点，其中全部查找节点已经进行了初始化，也就是全部置为0。
B.初始化前向变量和后向变量,这两个变量表示节点查找的前向链接和后向链接。
C.将起始节点设为已处理，并将其压入查找到的扩展队列中，将后向变量累加，查找进程向前驱动。
D.判断是否已到末端，也就是前向变量和后向变量相等，是则结束整个查找过程，否则继续向下查找。
E.前向变量进行累加,从查找到的扩展队列中取出这个前向节点。
F.以取出的这个前向节点为起点，通过相关矩阵找到前向节点的所有连接节点，如果前向节点没有处理，那么将这个前向节点标为已处理。
G.后向变量进行累加，将与连接节点相关的未处理旁路节点作为母线节点加入到扩展队列中。
H.重复上述E-G,直到前向变量和后向变量相等。
其中，上述通信管理模块、网络管理模块和网络监控模块通过对应的进程和线程实现模块功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。
本发明的一种通信网络监控管理系统，更加快速、高效和智能地处理电网故障异常，提升了电网设备通信运行管理的智能化水平，并通过标准化的方式联动管理电网的网络拓扑，对电网建设提出了现实意义。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (2)
1.一种电力网络信号控制系统，其特征在于，包括：通信管理模块、网络管理模块和网络监控模块；其中，
所述通信管理模块配置双通信网关机并列运行，2台通信网关机与其进行数据传输的调度端分别各通过1路通道建立通信连接；其中两台通信网关机在并列运行的情况下采集站内二次装置信号，并各自独立与调度端进行通信；调度端以其中1台通信网关机作为数据源头，并将该台通信网关机作为主设备，另一台通信网关机作为备用设备，当需要进行设备升级时，首先对作为备用设备的通信网关机进行配置，配置结束后将调控主站系统切换到该备用设备，并在进行有关信号测试、验收,确认该备用的通信网关机工作正常后才能配置另外一台作为主设备的通信网关机；
另外，所述通信管理模块既能与变电站侧的间隔层装置进行通信，也能与调度端调控主站系统通信；同时，还能与其他子系统进行通信和数据共享，所述其他子系统包括直流系统、消弧线圈控制系统、低频低压减负荷装置、在线监测系统；所述通信管理模块根据监控信息转发表，对变电站侧的所有采集信息进行筛选，选择集中监控中心需要的信息进行上传和下达；
对于以浮点数形式上送调度端遥测数据的变电站，一旦某条线路电流互感器变比变动，通信管理模块就重新进行有关遥测点系数设置，同时，所述通信管理模块对采集到的多个遥信进行合并处理，最终以一个遥信点上送调控主站系统；所述合并处理包括对所有间隔事故总信号进行“或”处理，生成全站事故总信号；对装置故障和装置通信中断信号进行“或”处理，生成装置异常信号；全站事故总信号由通信网关机生成后，在较短的时间内应自动复归，与全站事故总信号相关联的间隔事故总信号则由调控人员远方复归或者运维人员现场复归；其中，在电压大于0时，通信网关机的遥测死区小于等于0.2%；
所述网络管理模块，用于：
初始化节点数组和支路数组，将数组内容清空；通过在内存中导入数据库中存储的所有电源、负荷节点和馈线段，得到需要查找的全部节点数；网络关联表存入拓扑元素,并将网络关联表读入内存数组进行标注；输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成；
所述输出标注后的网络关联表，并根据标注后的网络关联表计算母线形成，包括：
a.初始化，将所有的节点都设为未处理；从输出结果中的电源点开始进行查找，将第一个计算母线设为1；每向下查找到一个节点时，就给这个节点赋予一个初始计算母线ID；
b.循环网络关联表；将扩展堆栈清空，从网络关联表取一个节点；如果该节点未处理，则将节点存入扩展堆栈；
c.在扩展堆栈中取一个节点，将节点标记为已处理，将新的计算母线ID赋给该节点；并且计算母线ID自增；
d.在网络关联表中找到所有和该节点连接的支路，以该节点为支路的本级节点，取其中的一条支路进行节点扩展；
e.找到支路的旁路节点,如果旁路已处理，转d,否则转f；
f.判断支路属性；如果支路属于母线节点，那么将其上级节点的计算母线ID赋给该旁路节点；如果支路是母线节点，则将母线节点的旁路节点赋予与本机节点相同的计算母线ID；同时在开关进行合并时，对每个计算母线所合并的全部开关进行记录，以根据计算母线查找到所合并掉的开关；
g.如果支路是馈线段，则将所述新的计算母线ID赋给该旁路节点；并且计算母线ID自增；
h.将所述旁路节点加入到下一支路的扩展堆栈中进行扩展；
i.判断扩展堆栈是否为空，如果不为空，重复c-h将一个节点连接的所有支路进行处理；如果为空，则下一步；
j.判断节点是否都已经处理完毕，如果没有，重复b-i,否则下一步；
k.网络关联表中所有的节点全部配置计算母线ID，计算母线网络形成；
所述网络监控模块，用于：
1）监控信息统计分析，通过检查统计周期内是否有相应设备检修置牌或对信号的告警抑制、封锁和人工置数，过滤无效的告警信息；对统计周期内有效告警信息，分别统计站日均告警信息量、人均告警信息量、监控告警信息正确率、监控告警信息优化率、告警信息频发率、监控信息抑制率；
其中站日均告警信息量表征变电站的运行状态，人均监控告警信息量表征监控人员工作量，变电站监控信号优化率表征区域内变电站监控信息管理情况和电网运行状态；
通过对告警信息按时间、变电站排序统计，对告警信息超过设定阈值的时刻和变电站进行原因及处置情况分析，并按告警信息分类分别进行分析，包括：
对各变电站出现的事故类信号和变位类信号进行分析，确认是否出现误发、漏发现象，对异常类信号所反映出的设备运行缺陷提供说明；对各变电站出现的越限类信号进行分析，对超过设定阈值出现的越限类信号提供更新后的越限值；
通过在各业务系统进行数据査询或通过交互接口将数据导出，利用办公软件的数据合并、筛选排序和数据透视功能对数据进行统计分析，并编写监控运行分析报告；
2）开关远方操作情况统计，按操作原因统计开关远方操作的次数、统计开关远方操作的覆盖率、成功率和人均远方操作次数；按设备类型分别统计新增缺陷、已处理缺陷、遗留缺陷、超期缺陷，并计算缺陷处理率和缺陷处理及时率；针对220kV及以上主变故障跳闸、llOkV及以上母线故障跳闸、发生越级故障跳闸、发生保护误动、拒动和频发信号情况进行专项分析，并生产事故分析报告；所述报告包括事故前运行方式、电网接线方式或厂站主接线图，并根据调度运行日志和监控运行日志，生产事故概要描述，所述描述包括事故发生时间、事故范围、开关动作情况和相关保护动作情况，并对事故中发送的信号进行统计和正确性分析，确认是否漏发、误发，并生成调整建议。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述网络关联表存入拓扑元素，并将网络关联表读入内存数组进行标注，包括：
支路数据存入、拓扑节点数据存入、临时表数据存入和构建网络关联表进行母线节点查找。
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