CN113194003B - 一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块，包括，步骤S1，实时接收通信状态变化告警，并获取子站的历史状态变化记录表；步骤S2，根据所述通信状态变化告警、历史状态变化记录表对上次中断到当前时间段内的缺失的中断记录进行补齐处理，获得子站的最近中断时刻记录表、历史中断记录信息；步骤S3，获取预存的检修记录，补齐对所述历史中断记录信息存在影响的所述检修记录，并根据补齐后的历史中断记录信息进行统计处理，获得通信统计记录表；根据通信统计记录表确定子站通信统计结果。本发明充分考虑了子站检修记录的客观情况，辅助保护专业运维人员及时掌握子站通信工况，有效提升对保护设备的精益运维水平和管控效率。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，特别是涉及一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块。
背景技术
现有的判断二次设备智能运行管控系统运行状态是否良好，很大程度上有赖于二次设备智能运行管控系统与保信子站或智能录波器之间的通信情况，这是关键基础。在实际系统运行过程中，子站通信统计会面临很多复杂的情况，如：不同的通信规约、不同的子站厂家、主站软件退出运行以及子站或装置处于检修免考核状态等。由此，如何统计出客观合理的结果，辅助保护专业运行人员及时准确地掌握子站通信工况成为一大难点。
发明内容
本发明的目的在于，提出一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块，解决现有方法无法有效统计出客观合理的通信情况，无法及时准确地掌握子站通信工况的技术问题。
一方面，提供一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法，包括以下步骤：
步骤S1，实时接收通信状态变化告警，并获取子站的历史状态变化记录表；
步骤S2，根据所述通信状态变化告警、所述历史状态变化记录表对上次中断到当前时间段内的缺失的中断记录进行补齐处理，获得子站的最近中断时刻记录表、历史中断记录信息；
步骤S3，获取预存的检修记录，识别对所述历史中断记录信息存在影响的所述检修记录，将该检修记录补齐入历史中断记录信息，并根据补齐后的历史中断记录信息进行统计处理，获得通信统计记录表；以及，根据所述通信统计记录表确定子站通信统计结果。
优选地，在步骤S1中，所述获取子站的历史状态变化记录表包括：
获取通信中断信息、与所述通信中断信息对应的通信恢复信息；
将每条通信中断信息与对应的通信恢复信息记录为一条表内容；
将所有记录的表内容进行排列组成子站的历史状态变化记录表。
优选地，所述获取子站的历史状态变化记录表还包括：当记录的表内容中只记录了通信中断信息时，将其标记为不完整表内容，当记录的表内容中记录了通信中断信息且记录了对应的通信恢复信息时，将其标记为完整表内容；
当存在任一条不完整表内容时，不再新增加记录的表内容，直到该条表内容记录了对应的通信恢复信息，生成对应的完整表内容为止。
优选地，所述步骤S1还包括：周期性地检查实时库中记录的各对象的中断状态，若记录的中断状态与当前的通信状态不一致，则将当前的通信状态记录到实时库中，用于替换原有记录的中断状态。
优选地，所述步骤S2包括：当接收的通信状态变化告警为中断告警时，生成一条不完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警开始时间记为中断起始时间；其中，当已存在一个中断告警时，则不对中断起始时间进行更新；
当接收的通信状态变化告警为通信恢复正常告警时，查找匹配对应的中断记录，生成一条完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警中的时间记为通信恢复时间。
优选地，所述步骤S3中，所述预存的检修记录通过以下过程进行存储：
获取每日内的子站上传的装置检修态数据、主站端检修数据及中断发生前后录入的检修数据，生成日统计数据；
通过预设的统计规则计算所述日统计数据所对应的统计指标，将计算结果存储为日检修记录。
优选地，所述步骤S3包括：读取预设月份之后的中断记录月表，检测预设月份之后的中断记录月表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；
读取中断记录年表，检测中断记录年表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；
其中，所述中断记录年表记录起始时间在预设月份之前的中断记录且该中断记录未恢复，该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录年表中；
所述中断记录月表记录起始时间在预设月份之后的中断记录且该中断记录未恢复，将该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录月表中。
优选地，所述步骤S3还包括：确定统计处理时间；根据统计处理时间调取对应的日检修记录；
根据对应的日检修记录、最近中断时刻记录表及历史中断记录信息，统计系统各对象的中断时长、中断次数，通信率、运行率，获得每日的通信统计记录表；
根据每日的通信统计记录表通过数据积累生成每周/月/季/年的通信统计记录表，获得子站通信统计结果。
优选地，所述步骤S3中，中断时长通过以下公式进行计算：
其中，TTCE为中断时长；n为统计周期内通信中断次数；TCEi为第i次通信中断的时长；MTCEi为与检修时间重叠的中断时长；BTCE指上一周期的最后一次中断，延续到本周期内的中断时长。
优选地，所述步骤S3中，所述中断次数为统计区间中通信中断次数与落在检修时间内的中断次数之差；通信率为时间段内未考虑检修情况的正常通信时长与总的时长之比；所述运行率为时间段内进行了检修滤除的正常通信时长与总的时长之比。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块，充分考虑了子站检修记录的客观情况，统计结果客观公正，辅助保护专业运维人员及时掌握子站通信工况，有效提升对保护设备的精益运维水平和管控效率。针对二次设备智能运行管控系统与保信子站或智能录波器之间的通信中断情况进行统计，按照检修状态标记剔除相应中断记录按照中断记录形成变电站级、通道级和装置级的统计结果，形成每天、周、月、季和年的KPI(关键绩效指标，Key Performance Indicator)报表。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例中子站通信统计模块与二次设备智能运行管控系统的关系图。
图2为本发明实施例中一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法的主流程示意图。
图3为本发明实施例中一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法的逻辑图。
图4为本发明实施例中子站通信统计主要表结构图。
图5为本发明实施例中子人机界面图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
如图1所示，为本发明提供的一种子站通信统计模块的一个实施例的通信环境示意图，该模块通过所述的用于二次设备智能管控的子站通信统计方法进行通信统计。其中，子站通信统计模块与二次设备智能运行管控系统、智能录波器、保信子站等之间的关系，即智能录波器或保信子站上送各类数据信息给二次设备智能管控系统，可以理解的，除了本专利实现的子站通信统计模块之外，还有故障报告、波形分析和二次回路可视化等功能模块。具体的统计过程参考如下用于二次设备智能管控的子站通信统计方法的具体过程，在此不再赘述。
如图2和图3所示，为本发明提供的一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法的一个实施例的示意图。在该实施例中，所述方法包括以下步骤：
步骤S1，实时接收通信状态变化告警，并获取子站的历史状态变化记录表；如图4所示，为子站通信统计主要的表结构，包括：历史状态变化记录表(通信中断统计表)、通信中断记录表、最近中断时刻表、检修记录表。可以理解的是，一般情况下，通信状态变化记录的数据并不完备，会存在以下两种问题：(a)通信状态变化记录可能会出现连续两次或多次中断的情况，也可能会出现连续两次或多次连通的情况。(b)由于通信状态变化记录只有在检测到状态变化才会进行记录，容易漏掉状态变化点，造成实际状态变化与记录的状态变化不完全一致。由此，通过记录每一次中断的情况(中断开始时刻、恢复时刻、持续时间等)，来记录中断的原始数据信息，便于进一步的统计分析。其中“最大连续中断时长”主要依赖于对通信中断记录表的排序统计。
具体一个实施例中，子站的历史状态变化记录表通过以下过程获取：获取通信中断信息、与所述通信中断信息对应的通信恢复信息；将每条通信中断信息与对应的通信恢复信息记录为一条表内容，即，在生产中断记录表时，尽可能跟踪通信中断、通信恢复的状态变化，采用每一个“中断——恢复”记一条记录的方式详细记录；其中，考虑程序处理逻辑需要，只有“中断”没有“恢复”的记录(表示当前还是中断状态)，归为不完整记录，既有“中断”也有“恢复”的记录归为完整记录；当记录的表内容中只记录了通信中断信息时，将其标记为不完整表内容，当记录的表内容中记录了通信中断信息且记录了对应的通信恢复信息时，将其标记为完整表内容。
由上述的对表内容的区分方式可以得到对应的处理方式，当存在任一条不完整表内容时，不再新增加记录的表内容，直到该条表内容记录了对应的通信恢复信息，生成对应的完整表内容为止。也就是说，每次处理时，先生成不完整记录，再生成完整记录；如果当前存在不完整记录，则不能再新增加记录，直到不完整记录变成完整记录；周期性地检查实时库各对象中断状态，如跟当前的通信状态不一致，则补一个状态，最后，将所有记录的表内容进行排列组成子站的历史状态变化记录表，如下所示，装置级历史状态变化记录表：
通道级历史状态变化记录表：
子站级历史状态变化记录表：
变电站级通信中断统计表：
一个实施例中，实时接收处理通信状态变化告警的过程中，还要定时检查实时库中的各对象的通信状态，以防漏掉的一些告警点；周期检查实时库中记录的各对象的中断状态，若记录的中断状态与当前的通信状态不一致，则将当前的通信状态记录到实时库中，用于替换原有记录的中断状态。
步骤S2，根据历史状态变化记录表对上次中断到当前时间段内的中断记录进行补齐处理，获得子站的最近中断时刻记录表、历史中断记录信息；其中，最近中断时刻记录表负责记录的是各对象一段时间内的通信通断情况，而用户一般希望知道每个对象最近的中断时刻信息，因此在统计中断记录的基础上形成最近中断时刻记录表，统计的对象有装置、通道、子站和变电站这四级。程序初次启动时，需要根据过去一段时间内的状态变化记录表形成各对象最近中断时刻记录表；初始化的状态形成后，需要在接收实时告警以及周期补齐的过程中，实时更新各对象的最近中断时刻，如下表所示，
可以理解的是，程序开始运行初始阶段，需要根据历史的状态变化记录表，补齐上次中断到当前时间段内的中断记录，根据中断记录匹配规则形成完整的中断记录，补齐完成后，才能根据突发告警产生的中断记录进行实时更新。在进行初始化补齐过程中，也会接收统计对象的通信状态变化告警，但未完成补齐时，各对象上次中断时的通信状态还是未知的，因此接收到的实时中断记录无法立即入库，必须先缓存起来，等待补齐完成后，再将补齐过程中缓存的记录入库，且缓存的记录入库后，需要读取实时库的通信状态，进一步补齐中断记录，确保初始化补齐完成后，内存中各对象的通信状态和实时库一致。
具体一个实施例中，当接收的通信状态变化告警为中断告警时，生成一条不完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警开始时间记为中断起始时间；其中，当已存在一个中断告警时，则不对中断起始时间进行更新；可以理解的是，收到通信中断告警，生成一条记录(称为不完整记录)，中断起始时间为告警中的时间；需要注意的是，如果前一个状态已是中断，则该条记录不能更新，即连续两个中断的告警，后一条作废。
当接收的通信状态变化告警为通信恢复正常告警时，查找匹配对应的中断记录，生成一条完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警中的时间记为通信恢复时间。可以理解的是，收到通信恢复正常告警，查找匹配对应的中断记录并填写，完成一条完整的通信中断记录(称为完整记录)，恢复时间为告警中的时间。
步骤S3，获取预存的检修记录，根据检修记录对历史中断记录信息进行初始化补齐，并根据补齐后的历史中断记录信息进行统计处理，获得通信统计记录表；根据通信统计记录表确定子站通信统计结果。可以理解的是，为方便获取统计对象最近一年的中断记录，还引入了辅助中断记录年表。即考虑到可能有长时间中断的记录，比如：有的中断了6个月，还是一直未恢复，而初始化补齐时，为获取各个对象当前的通信状态，不能一直无限制的向前读取中断记录月表。
具体一个实施例中，在进行统计时，首选需要进行补齐处理，读取预设月份之后的中断记录月表，检测预设月份之后的中断记录月表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；读取中断记录年表，检测中断记录年表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；可以理解的是，例如预设的月份为6个月，需要将超过6个月还未恢复的中断记录，移入中断记录年表中存储，这样每次初始化补齐时，首先读取最近6个月的中断记录月表，再读取中断记录年表，即可获取最近一年该对象的最新的通信状态，再在此基础上，进行实时中断记录统计。
其中，所述中断记录年表记录起始时间在预设月份之前的中断记录且该中断记录未恢复，该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录年表中；所述中断记录月表记录起始时间在预设月份之后的中断记录且该中断记录未恢复，将该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录月表中。
一个实施例中，在进行统计之前，还要获取检修记录，预存的检修记录通过以下过程进行存储：获取每日内的子站上传的装置检修态数据、主站端检修数据及中断发生前后录入的检修数据，生成日统计数据；可以理解的是，检修状态信息有几个来源：(a)子站上送的装置检修态数据，如103主子站规约中的装置检修数据，61850中的装置检修压板。(b)主站端人工置检修，如ied挂检修牌、摘牌。(c)事前/事后手工录入检修数据，包括跟检修系统接口自动导入的检修数据。从信息来源分析，检修状态信息具有以下特点：检修数据可能与实际存在一些偏差，检修数据来自检修计划或事后补录，提供的数据很可能是整点数据，实际执行跟计划时间可能存在一定差异，现场检修时记录的时间跟实际操作的时间也可能存在一定的差异，因此在对检修态的数据应能容许这样的差异。获取检修数据的时间具有随机性，可能跟检修的时间存在差异，既可能超前(依据检修计划)，也可能滞后(检修事后备案)。
由上述特点出发，在滞后获取检修数据时，应能够根据补录的检修数据，对相关统计数据进行重新计算，以修正统计指标；而超前的数据可以暂不处理，等到时间到了再处理。所以通过预设的统计规则对日统计数据中相应的统计指标进行重新计算，将计算结果存储为日检修记录。可以理解的是，采用定期补充计算的方式来处理检修数据的影响，即统计程序每天会生成日统计数据，可在每天结束后对相应的统计指标进行重新计算，并在计算时考虑检修数据影响。这样可以以自然日为单位将检修数据分割为多段数据，每次计算仅需要考虑到上一天为止的检修数据。
一个实施例中，具体统计过程为，确定统计处理时间；根据统计处理时间调取对应的日检修记录(检修记录表)；如下表所示
可以理解的是，依据检修时间段与当前时间点的关系，可分为如下几种情况：(a)检修时间段整体早于计算时间点(事后补录的情况)，直接计算该时段所有的日统计数据，在此基础上计算相关的周、月、季、年统计数据。在计算完成后，删除STAT_PROCESS_MAINYYYY的对应记录；(b)检修时间段整体晚于计算时间点(预先录入的情况)，暂不计算；(c)检修时间段包含计算时间点，则对ProcessedTime到计算时间点前一天结束之间的时间进行重新计算，并更新STAT_PROCESS_MAINYYYY的ProcessedTime。
根据对应的日检修记录、最近中断时刻记录表及历史中断记录信息，统计系统各对象的中断时长、中断次数，通信率、运行率，获得每日的通信统计记录表；通信统计记录表包括装置级、通道级、子站级和变电站级通信中断记录表(通信统计记录表)，如下所示，装置级通信中断记录表：
通道级通信中断记录表：
子站级通信中断记录表：
变电站级通信中断记录表：
其中：中断时长通过以下公式进行计算：
其中，TTCE为中断时长；n为统计周期内通信中断次数；TCEi为第i次通信中断的时长；MTCEi为与检修时间重叠的中断时长；BTCE指上一周期的最后一次中断，延续到本周期内的中断时长；
所述中断次数为统计区间中通信中断次数与落在检修时间内的中断次数之差；所述通信率为时间段内未考虑检修情况的正常通信时长与总的时长之比；所述运行率为时间段内进行了检修滤除的正常通信时长与总的时长之比。
根据每日的通信统计记录表通过数据积累生成每周/月/季/年的通信统计记录表，获得子站通信统计结果。可以理解的是，在中断记录形成的基础上，进一步根据中断记录，统计系统各对象的中断时长、中断次数，通信率、运行率等指标，有助于用户更加直观的了解当前系统的通信情况。和中断记录类似，完成中断记录的补齐后，需要根据中断记录形成每天、周、月、季和年的统计记录，并每天定点(时间可配)完成头一天数据的统计，同时更新周、月、季、年数据，输出每天、周、月、季和年的统计报表，如图5所示，为子站通信人机界面，左侧是可视化统计展示，右侧是按照变电站级、通道级和装置级的详细信息。其中左侧可视化展示内容有发生中断的变电站数、发生中断的变电站数、发生中断的变电站数、发生中断的变电站数、二次设备运行率以及运行率趋势、地区运行率、地区变电站平均中断次数和地区变电站平均中断时长等。右侧变电站级详细记录是区域、变电站、调管机构、运维单位、厂家、最近中断时间、当前状态和中断次数等；右侧通道级详细记录是区域、变电站、通道、最近中断时间、当前状态、链路状态等；右侧装置级详细记录是区域、变电站、通道、最近中断时间、当前状态和中断次数。
综上，实施本发明的实施例，具有如下的有益效果：
本发明提供的用于二次设备智能管控的子站通信统计方法及模块，充分考虑了子站检修记录的客观情况，统计结果客观公正，辅助保护专业运维人员及时掌握子站通信工况，有效提升对保护设备的精益运维水平和管控效率。针对二次设备智能运行管控系统与保信子站或智能录波器之间的通信中断情况进行统计，按照检修状态标记剔除相应中断记录按照中断记录形成变电站级、通道级和装置级的统计结果，形成每天、周、月、季和年的KPI(关键绩效指标，Key Performance Indicator)报表。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
Claims (8)
1.一种用于二次设备智能管控的子站通信统计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，实时接收通信状态变化告警，并获取子站的历史状态变化记录表；
其中，所述获取子站的历史状态变化记录表包括：
获取通信中断信息、与所述通信中断信息对应的通信恢复信息；将每条通信中断信息与对应的通信恢复信息记录为一条表内容；
当记录的表内容中只记录了通信中断信息时，将其标记为不完整表内容；当记录的表内容中记录了通信中断信息且记录了对应的通信恢复信息时，将其标记为完整表内容；
当存在任一条不完整表内容时，不再新增加记录的表内容，直到该条表内容记录了对应的通信恢复信息，生成对应的完整表内容为止；
将所有记录的表内容进行排列组成子站的历史状态变化记录表；
步骤S2，根据所述通信状态变化告警、所述历史状态变化记录表对上次中断到当前时间段内的缺失的中断记录进行补齐处理，获得子站的最近中断时刻记录表、历史中断记录信息；
步骤S3，获取预存的检修记录，识别对所述历史中断记录信息存在影响的所述检修记录，将该检修记录补齐入历史中断记录信息，并根据补齐后的历史中断记录信息进行统计处理，获得通信统计记录表；以及，根据所述通信统计记录表确定子站通信统计结果。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1还包括：
周期性地检查实时库中记录的各对象的中断状态，若记录的中断状态与当前的通信状态不一致，则将当前的通信状态记录到实时库中，用于替换原有记录的中断状态。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
当接收的通信状态变化告警为中断告警时，生成一条不完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警开始时间记为中断起始时间；其中，当已存在一个中断告警时，则不对中断起始时间进行更新；
当接收的通信状态变化告警为通信恢复正常告警时，查找匹配对应的中断记录，生成一条完整表内容，根据生成的不完整表内容对表内容进行补充，并将告警中的时间记为通信恢复时间。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述预存的检修记录通过以下过程进行存储：
获取每日内的子站上传的装置检修态数据、主站端检修数据及中断发生前后录入的检修数据，生成日统计数据；
通过预设的统计规则计算所述日统计数据所对应的统计指标，将计算结果存储为日检修记录。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
读取预设月份之后的中断记录月表，检测预设月份之后的中断记录月表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；
读取中断记录年表，检测中断记录年表中是否存在中断记录，若存在中断记录，则对该记录进行初始化补齐处理；
其中，所述中断记录年表记录起始时间在预设月份之前的中断记录且该中断记录未恢复，该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录年表中；
所述中断记录月表记录起始时间在预设月份之后的中断记录且该中断记录未恢复，将该中断记录的信息作为一条表内容存入中断记录月表中。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S3还包括：
确定统计处理时间；根据统计处理时间调取对应的日检修记录；
根据对应的日检修记录、最近中断时刻记录表及历史中断记录信息，统计系统各对象的中断时长、中断次数，通信率、运行率，获得每日的通信统计记录表；
根据每日的通信统计记录表通过数据积累生成每周/月/季/年的通信统计记录表，获得子站通信统计结果。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中，中断时长通过以下公式进行计算：
其中，为中断时长；n为统计周期内通信中断次数；/>为第i次通信中断的时长；为与检修时间重叠的中断时长；/>指上一周期的最后一次中断，延续到本周期内的中断时长；
所述中断次数为统计区间中通信中断次数与落在检修时间内的中断次数之差；所述通信率为时间段内未考虑检修情况的正常通信时长与总的时长之比；所述运行率为时间段内进行了检修滤除的正常通信时长与总的时长之比。
8.一种子站通信统计装置，用于统计二次设备智能运行管控系统与保信子站或智能录波器之间的通信中断情况，其特征在于，通过如权利要求1-7任一项所述的方法进行统计。
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