基于設(shè)備智能邏輯模型建模的電網(wǎng)監(jiān)控信號分析研究

寧波++彭嘉寧++常鵬++李桐++張舒麗

摘 要本文在電網(wǎng)一次、二次設(shè)備關(guān)系建模技術(shù)基礎(chǔ)之上，利用邏輯組態(tài)方式建立電網(wǎng)設(shè)備和信號的關(guān)聯(lián)性關(guān)系模型，采用軟集成塊設(shè)計思想、拓?fù)浞治黾夹g(shù)實(shí)現(xiàn)對各類電網(wǎng)信號分析，提出了一種基于設(shè)備智能邏輯模型的電網(wǎng)監(jiān)控信號分析技術(shù)，可良好的解決信號繁多和關(guān)系復(fù)雜性問題，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實(shí)時信號信息進(jìn)行智能分析，解決了監(jiān)控人員故障判別和分析問題，具有先進(jìn)的技術(shù)創(chuàng)新和實(shí)際應(yīng)用性。

【關(guān)鍵詞】智能邏輯模型 關(guān)聯(lián) 軟集成塊 邏輯分析 信號智能分析

電網(wǎng)自動化技術(shù)的發(fā)展和變電站綜合自動化應(yīng)用，及站端各種測控裝置、保護(hù)裝置和智能化裝置分布配置，高速網(wǎng)絡(luò)通信的應(yīng)用，使一次、二次設(shè)備間的各種報警信號、狀態(tài)信號、內(nèi)部信號在主站系統(tǒng)中均得以體現(xiàn)，這些信號監(jiān)視著電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀況。且隨著“大運(yùn)行”和“調(diào)控一體”管理模式的實(shí)行，各類電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)支持系統(tǒng)，遵照“告警直傳，遠(yuǎn)程瀏覽，數(shù)據(jù)優(yōu)化，認(rèn)證安全”原則，通過技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)調(diào)控中心對變電站設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)控，在“調(diào)控一體”運(yùn)行模式下，電網(wǎng)調(diào)度與變電監(jiān)控一體化設(shè)置，全部信息匯總到監(jiān)控中心，使得監(jiān)控中心接收到的報警信息大大增加，各種信號動作頻繁，特別是在電網(wǎng)故障時，監(jiān)控員眼花繚亂，容易遺漏重要信號，延誤處理。

本文結(jié)合目前大量的信號集中發(fā)生導(dǎo)致監(jiān)控人員難以準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)故障故障發(fā)生的真正原因的現(xiàn)狀，提出了一種基于設(shè)備智能邏輯模型的電網(wǎng)監(jiān)控信號分析技術(shù)。本技術(shù)首先通過對一次、二次設(shè)備的關(guān)聯(lián)關(guān)系模型、信號信息模型進(jìn)行研究，利用電網(wǎng)一次、二次關(guān)系建模技術(shù)，采用邏輯組態(tài)方式建立電網(wǎng)設(shè)備和信號的關(guān)聯(lián)性關(guān)系模型；然后基于設(shè)備智能邏輯模型設(shè)計信號分析軟集成塊，對電網(wǎng)各類實(shí)時信號信息進(jìn)行分析；最后根據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合電網(wǎng)實(shí)時信號信息進(jìn)行拓?fù)浞治觯瑢?shí)現(xiàn)信號智能分析，有效判別定位電網(wǎng)故障并進(jìn)行信息提示，良好的解決了電網(wǎng)信號繁多和關(guān)系復(fù)雜性問題。

1 設(shè)備智能邏輯模型建模

本技術(shù)在進(jìn)行準(zhǔn)確的信號分析分析之前，首先需要建立描述真實(shí)電網(wǎng)的一次設(shè)備和二次設(shè)備智能邏輯模型。一次設(shè)備智能邏輯模型是通過對設(shè)備的拓?fù)潢P(guān)系信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)性關(guān)系分析，實(shí)現(xiàn)設(shè)備相關(guān)關(guān)聯(lián)性關(guān)系模型建模；二次設(shè)備智能邏輯模型則是在間隔和具體設(shè)備的范圍內(nèi)，通過對一次設(shè)備保護(hù)、自動裝置、測控裝置信息分析，建立二次設(shè)備的配置關(guān)系、驅(qū)動關(guān)系模型。具體如下：

1.1 一次設(shè)備智能邏輯模型建模

主要通過獲取一次設(shè)備電網(wǎng)模型信息，根據(jù)實(shí)際電網(wǎng)的連接關(guān)系和參數(shù)，建立一次設(shè)備的模型和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系模型。為信號分析提供一次設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系基礎(chǔ)，在信號分析中主要應(yīng)用于分析判斷故障影響范圍和確定故障設(shè)備和故障屬性。

1.2 二次設(shè)備智能邏輯模型建模

根據(jù)獲取到的一次設(shè)備的保護(hù)、自動裝置、測控裝置信息，建立一次設(shè)備的保護(hù)、自動裝置、測控裝置的配置和關(guān)系模型。其基本元素包括：條件設(shè)備（量測源）、各類裝置、信號、壓板和動作設(shè)備，如圖1所示。

二次設(shè)備配置設(shè)計采用組態(tài)模式，可任意根據(jù)電網(wǎng)模型實(shí)際配置，通過組態(tài)工具繪圖對二次設(shè)備進(jìn)行配置，建立一次設(shè)備的二次配置關(guān)系，和各類信號的配置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備智能邏輯模型建模。

2 基于智能邏輯模型的信號智能分析

電網(wǎng)信號類型繁多，關(guān)系錯綜復(fù)雜，怎樣利用一次、二次設(shè)備智能邏輯模型建立信號和預(yù)期結(jié)果之間的邏輯關(guān)系是信號分析的關(guān)鍵問題。而集成電路設(shè)計是設(shè)計人員通過對整體體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，進(jìn)行各邏輯層次的功能子模塊的劃分，按自頂向下、自底向上的設(shè)計方法學(xué)將各邏輯功能子模塊集成設(shè)計。因此為解決信號分析邏輯關(guān)系的關(guān)鍵問題，本技術(shù)首先基于設(shè)備智能邏輯模型按照集成電路集成塊的設(shè)計思想從間隔內(nèi)邏輯分析層對信號和設(shè)備智能邏輯模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，得出間隔內(nèi)分析結(jié)果，然后結(jié)合間隔內(nèi)分析結(jié)果、電網(wǎng)實(shí)時信號信息從電網(wǎng)范圍邏輯分析層對信號進(jìn)行拓?fù)浞治?、綜合分析，實(shí)現(xiàn)信號智能分析。具體如下：

2.1 間隔內(nèi)邏輯分析層

本技術(shù)首先利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對獲取的各類實(shí)際電網(wǎng)信號信息和一次、二次設(shè)備智能邏輯模型信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)邏輯關(guān)系分析；然后采用集成電路集成塊設(shè)計思想按照信號和設(shè)備智能邏輯模型之間的關(guān)聯(lián)邏輯分析結(jié)果設(shè)計了各類信號智能分析軟集成塊，軟集成塊根據(jù)組態(tài)方式設(shè)計，可按照信號的類型任意設(shè)計，滿足各類信號的和結(jié)果的邏輯集成，當(dāng)信號產(chǎn)生時，本技術(shù)能夠通過各類軟集成塊的組合，利用程序驅(qū)動軟集成塊，結(jié)合信號信息和設(shè)備智能邏輯模型信息獲得間隔內(nèi)分析結(jié)果。

例如：開關(guān)拒動，開關(guān)拒動存在著各種原因和形式，開關(guān)拒動也會給電網(wǎng)運(yùn)行安全帶來巨大的隱患，特別是保護(hù)不能跳開關(guān)。本文中判斷開關(guān)拒動的邏輯分析集成塊采用集成電路集成塊的設(shè)計思想按照開關(guān)拒動信號信息模型和開關(guān)一次、二次設(shè)備智能邏輯模型關(guān)聯(lián)邏輯關(guān)系分析結(jié)果設(shè)計，開關(guān)拒動信號產(chǎn)生時將驅(qū)動開關(guān)拒動的邏輯分析集成塊程序進(jìn)行開關(guān)拒動產(chǎn)生原因分析，根據(jù)信號信息和設(shè)備智能邏輯模型信息獲得間隔內(nèi)分析結(jié)果，定位故障源頭，迅速定位開關(guān)拒動原因。

2.2 電網(wǎng)范圍邏輯分析層

本節(jié)根據(jù)上文中獲得的間隔內(nèi)邏輯分析結(jié)果，結(jié)合獲取的電網(wǎng)實(shí)時信號數(shù)據(jù)，在電網(wǎng)影響范圍內(nèi)對各間隔的結(jié)果特征結(jié)合拓?fù)浞治黾夹g(shù)，對信號進(jìn)行綜合分析，從而得出電網(wǎng)層分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)信號智能分析，例如：當(dāng)故障發(fā)生時，特別是出現(xiàn)越級跳閘的情況時，各類保護(hù)信號批量上傳，通過這些信號的綜合分析，能快速得出故障發(fā)生設(shè)備和故障性質(zhì)，為監(jiān)控員提供明確得故障信息，為監(jiān)控員提供輔助決策依據(jù)。

3 結(jié)語

變電站站端綜自信號的發(fā)生反映了電網(wǎng)的運(yùn)行和故障信息，然而在故障發(fā)生時大量的信號集中發(fā)生，對監(jiān)控員準(zhǔn)確判斷電網(wǎng)故障帶來極大的影響，使監(jiān)控員難以判別故障發(fā)生的真正原因，面對電網(wǎng)的成千上萬個信號，一個簡單的信號可能給整個電網(wǎng)帶來潛在的危險。本文提出的基于設(shè)備智能邏輯模型的電網(wǎng)監(jiān)控信號分析技術(shù)根據(jù)獲取的電網(wǎng)設(shè)備模型信息，建立一次、二次設(shè)備智能邏輯模型，然后根據(jù)各類信號信息和設(shè)備智能邏輯模型之間的關(guān)聯(lián)邏輯關(guān)系分析結(jié)果建立各類信號軟集成塊的組合，利用程序驅(qū)動軟集成塊對信號進(jìn)行邏輯化、條理化、有效化的分析，最終結(jié)合實(shí)時信號信息，采用拓?fù)浞治黾夹g(shù)實(shí)現(xiàn)對信號的智能分析，為電網(wǎng)監(jiān)控信號發(fā)生意義的判斷提供一個智能分析的新技術(shù)，有著重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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作者單位

1.國網(wǎng)寧夏電力公司 寧夏回族自治區(qū)銀川市 750000

2.山東安信源信息技術(shù)有限公司 山東省濟(jì)南市 250101endprint