面向新型智能電網(wǎng)故障告警系統(tǒng)的研究

郭玉山

摘 要：當(dāng)變電站內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，會(huì)涌現(xiàn)大量的告警信息，而由于某種原因，如信號(hào)傳輸通道受到干擾等，有可能發(fā)生信息漏報(bào)，告警中還有可能含有錯(cuò)誤的信息。在這樣的情況下，要求運(yùn)行人員在極短的時(shí)間抓住告警實(shí)質(zhì)判斷出故障設(shè)備有時(shí)是十分困難的。因此，利用人工智能的方法自動(dòng)處理大量的告警信息，診斷故障設(shè)備，對(duì)故障處理人員迅速處理故障，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有十分重要的意義。

關(guān)鍵詞：診斷；電網(wǎng)；告警

一、引言

當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障或擾動(dòng)時(shí)，調(diào)度員需面對(duì)大量連續(xù)發(fā)生的告警信息，減輕調(diào)度員處理告警的負(fù)擔(dān)一直是EMS系統(tǒng)主要關(guān)心的地方。目前EMS系統(tǒng)告警處理存在的主要問(wèn)題是線路故障導(dǎo)致的跳閘和合閘將產(chǎn)生多條告警。這些告警顯示線路上的所有開(kāi)關(guān)跳閘、重合閘和重合閘失敗，其他有的告警顯示保護(hù)信號(hào)的狀態(tài)變化，還有的告警報(bào)告跳閘線路附近的電氣狀態(tài)，比如線路過(guò)負(fù)荷、附近的母線電壓越上下限等。為了能夠找出并且了解到電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)生的故障，電網(wǎng)的調(diào)度員需要對(duì)于電網(wǎng)的告警內(nèi)容進(jìn)行閱讀并且使這些內(nèi)容能夠互相之間有所聯(lián)系，同時(shí)確認(rèn)告警和采取行動(dòng)來(lái)恢復(fù)故障。

如果由于天氣變化或者負(fù)荷的突然波動(dòng)導(dǎo)致同一時(shí)間范圍內(nèi)的多個(gè)事故，調(diào)度員需同時(shí)面對(duì)大量的告警。負(fù)責(zé)受影響區(qū)域的調(diào)度員必須立刻對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)中的故障采取故障恢復(fù)的行動(dòng)，但是如果電網(wǎng)調(diào)度員對(duì)于電網(wǎng)故障沒(méi)有能及時(shí)地采取行動(dòng)的話，那么可能會(huì)造成更加嚴(yán)重的后果和隱患，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)持續(xù)惡化的情況。甚至一些特殊的情況將可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的瓦解，更嚴(yán)重的有可能會(huì)導(dǎo)致在一個(gè)大范圍區(qū)域內(nèi)造成停電的情況。所以說(shuō)，從監(jiān)控的系統(tǒng)上來(lái)看，對(duì)于告警信息進(jìn)行研發(fā)從而設(shè)計(jì)一套更加完善的告警處理系統(tǒng)，在進(jìn)行報(bào)警真假性的識(shí)別，對(duì)于電網(wǎng)故障的報(bào)警信息進(jìn)行提取，對(duì)于故障的判斷和處理起到輔助的作用。

二、體系結(jié)構(gòu)和處理流程

電網(wǎng)智能告警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要是電網(wǎng)智能告警的信息主動(dòng)的發(fā)送給告警進(jìn)行服務(wù)，而在收到了告警通知所發(fā)出的故障信息之后告警服務(wù)對(duì)其進(jìn)行處理，同時(shí)還需要對(duì)于告警信息處理完之后的信息發(fā)送到告警客戶(hù)端，之后進(jìn)行相關(guān)的語(yǔ)音、畫(huà)面等動(dòng)作的處理，告警服務(wù)處理完成后再以告警確認(rèn)方式通知所有告警客戶(hù)端。

智能告警系統(tǒng)的體系由智能告警處理單元模塊、歷史告警查詢(xún)模塊、客戶(hù)端前臺(tái)顯示單元模塊、警定義單元模塊、告警專(zhuān)家?guī)?、客?hù)端后臺(tái)處理單元模塊構(gòu)成。其中構(gòu)成智能告警系統(tǒng)的兩個(gè)核心內(nèi)容在于客戶(hù)端前臺(tái)顯示單元模塊和只能告警處理單元模塊，前者負(fù)責(zé)告警信息與知識(shí)庫(kù)自動(dòng)匹配功能，后者負(fù)責(zé)告警信息壓縮和主動(dòng)提示功能。

1.告警信息分類(lèi)方法

告警信息系統(tǒng)主要是通過(guò)統(tǒng)一信息描述的格式來(lái)對(duì)于電網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控進(jìn)行接收和匯總，立足于電網(wǎng)實(shí)時(shí)的監(jiān)控進(jìn)行合理的告警信息的分類(lèi)。從變電站自身來(lái)看，運(yùn)行遙信的總量十分龐大，但是其最為普遍的動(dòng)作是對(duì)信息進(jìn)行提示，只需要對(duì)于故障信息和告警信息進(jìn)行注意。在傳統(tǒng)的信息告警的接受和處理時(shí)，各種信號(hào)分的不清楚，主要是按照時(shí)間的順序進(jìn)行信息的混雜，這就導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)的監(jiān)控工作量比較大。告警系統(tǒng)根據(jù)等級(jí)的程度進(jìn)行分類(lèi)的劃分，主要分為以下三種類(lèi)型：

①通過(guò)告警的類(lèi)型和狀態(tài)來(lái)進(jìn)行故障信息的分類(lèi)；

②告警系統(tǒng)通過(guò)遙信和遙測(cè)信號(hào)進(jìn)行故障信息的分類(lèi)；

③通過(guò)告警的規(guī)則對(duì)于電網(wǎng)故障信息進(jìn)行分類(lèi)。

2.告警信息分類(lèi)情況

以深圳電網(wǎng)為例，深圳系統(tǒng)告警窗口故障信息、保護(hù)信號(hào)、智能輔助決策、告知信息、未復(fù)歸告警信息、實(shí)時(shí)信息、事故信息、越限信息、操作信息、AVC信息這10個(gè)頁(yè)面組成的。用戶(hù)可以根據(jù)自身的需求來(lái)對(duì)于每一個(gè)頁(yè)面進(jìn)行關(guān)閉和激活。這樣對(duì)于監(jiān)控值班員來(lái)說(shuō)只需要將工作主要放在對(duì)于故障信息的接收以及對(duì)于告警系統(tǒng)中未進(jìn)行復(fù)歸的信息進(jìn)行接收，從而導(dǎo)致監(jiān)控值班工作質(zhì)量呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。

①實(shí)時(shí)頁(yè)面：對(duì)于智能告警系統(tǒng)內(nèi)的所有告警信息按照時(shí)間的順序進(jìn)行顯示；

②未復(fù)歸告警頁(yè)面：對(duì)于智能告警系統(tǒng)內(nèi)尚未復(fù)歸的告警信息的信號(hào)按照時(shí)間的順序進(jìn)行顯示；

③事故頁(yè)面：在運(yùn)行中告警故障的分閘和重合閘，對(duì)于重要的告警信號(hào)進(jìn)行保護(hù)；

④故障信息頁(yè)面：通常用以告警電網(wǎng)系統(tǒng)中的一般的保護(hù)信號(hào)以及遙信變位；

⑤越限信息：對(duì)于系統(tǒng)中越限的所有告警信號(hào)進(jìn)行高警；

⑥操作信息：系統(tǒng)中用戶(hù)進(jìn)行的包括遙信操作、設(shè)備置牌操作和遙測(cè)操作等所有的操作的信息；

⑦告知信息：指的是智能告警系統(tǒng)中較為普遍和一般性的告警的信息；

⑧保護(hù)信息：主要是指RTU上所傳送的相關(guān)的保護(hù)報(bào)文的信息；

⑨AVC信息：指的是主要是由AVC系統(tǒng)所產(chǎn)生出來(lái)的告警信息。

⑩智能輔助決策：有故障診斷模塊產(chǎn)生的診斷結(jié)果信息，專(zhuān)家系統(tǒng)推理出的結(jié)果摘要信息。

3.專(zhuān)家系統(tǒng)知識(shí)庫(kù)的生成

專(zhuān)家系統(tǒng)的建立是為了能夠?qū)τ诠收闲盘?hào)進(jìn)行及時(shí)地處理，從而對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行有效保障，并且保障電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全運(yùn)行，當(dāng)變電站出現(xiàn)的故障信號(hào)能夠及時(shí)地傳遞給專(zhuān)家系統(tǒng)并進(jìn)行判斷和給出準(zhǔn)確的處理方案。

三、結(jié)語(yǔ)

智能告警在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，可以通過(guò)對(duì)海量告警信息進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)誤告警有效處理，利用告警壓縮及綜合處理實(shí)現(xiàn)告警優(yōu)先級(jí)分類(lèi)展示、并通過(guò)告警自動(dòng)匹配專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)告警處理信息主動(dòng)提示，并可以與故障診斷有機(jī)結(jié)合將故障診斷簡(jiǎn)報(bào)及時(shí)展示給調(diào)度員，能夠提供更加合理、科學(xué)的告警處理措施給電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度員，對(duì)于智能告警系統(tǒng)的調(diào)度端的數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)對(duì)于故障的進(jìn)程進(jìn)行自動(dòng)的判斷和處理，能夠?qū)τ谠O(shè)備中故障的出現(xiàn)進(jìn)行迅速準(zhǔn)確的判斷，同時(shí)還能夠減輕電網(wǎng)協(xié)助調(diào)度員的告警壓力進(jìn)行處理，促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)的調(diào)度員能夠?qū)τ诔霈F(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的處理和恢復(fù)，保障電網(wǎng)系統(tǒng)能夠安全的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]嚴(yán)海寬.遺傳算法在配電網(wǎng)故障診斷、故障隔離和供電恢復(fù)的應(yīng)用.長(zhǎng)春：吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文，2005.

[2]肖世杰.構(gòu)建中國(guó)智能電網(wǎng)的技術(shù)思考[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009，33（9）：1-4.endprint