電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)智能分析工具設(shè)計(jì)

熊志敏

摘 要：隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展及調(diào)控一體化進(jìn)程的進(jìn)一步深入，電網(wǎng)所需監(jiān)控的信號(hào)快速增加，信號(hào)分析工作耗時(shí)越來(lái)越多。本文提出并開(kāi)發(fā)了一套高效、可靠的智能分析工具，從設(shè)備缺陷、隱患排查、提升效率各個(gè)方面幫助監(jiān)控員及后臺(tái)分析師簡(jiǎn)化工作流程，提升工作效率，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)的基本架構(gòu)和主要功能。

關(guān)鍵詞：信號(hào)分析；電網(wǎng)監(jiān)控；智能分析

1、現(xiàn)狀調(diào)查

隨著國(guó)家電網(wǎng)“調(diào)控一體化”模式的繼續(xù)深入，地區(qū)調(diào)控中心業(yè)務(wù)量的急劇增長(zhǎng)，電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)海量增加。以往，電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)分析工作僅僅局限于監(jiān)控員在線事故跳閘分析及設(shè)備缺陷異常處理等，后臺(tái)分析也僅是依靠人工篩查對(duì)在線分析提交的信息做深入剖解。同時(shí)，在電網(wǎng)信號(hào)分析工作中，由于大量節(jié)點(diǎn)抖動(dòng)信號(hào)的頻發(fā)，新增、技改等變電站的增多，依靠人工手動(dòng)分析，信號(hào)分析的耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，降低了監(jiān)控信號(hào)分析的工作效率。

調(diào)控中心信號(hào)分析包括未復(fù)歸信號(hào)分析、頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)分析、關(guān)鍵信號(hào)分析、負(fù)載率和溫度分析、設(shè)備缺陷分析、操作和信號(hào)量統(tǒng)計(jì)等，下表為九個(gè)月內(nèi)調(diào)控中心人均在電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)分析中所花費(fèi)的時(shí)間。

從上表可以看出，監(jiān)控信號(hào)分析時(shí)長(zhǎng)多達(dá)3個(gè)小時(shí)，特別是未復(fù)歸信號(hào)分析、頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)分析和關(guān)鍵信號(hào)分析所占比重較大。因此，需要一套智能、高效的分析工具，幫助監(jiān)控員提高監(jiān)控信號(hào)分析的工作效率，從而縮短電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)的分析時(shí)間，提升監(jiān)控員的工作效率。

2、基本框架及業(yè)務(wù)模塊

該工具在具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)上采用多層體系結(jié)構(gòu)，滿足系統(tǒng)在健全性、高性能、可維護(hù)性、可重用性等方面的要求。該系統(tǒng)在總體結(jié)構(gòu)上采用多層次架構(gòu)，分別為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用?；究蚣苋鐖D1所示，分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)應(yīng)用四個(gè)層次，分別承擔(dān)不同功能。數(shù)據(jù)采集，負(fù)責(zé)應(yīng)用程序?qū)υ夹盘?hào)的采集，將信號(hào)導(dǎo)入至軟件工具中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)原始信號(hào)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)應(yīng)用，負(fù)責(zé)應(yīng)用程序所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的邏輯處理，對(duì)導(dǎo)入的數(shù)據(jù)進(jìn)行邏輯處理。數(shù)據(jù)輸出層，主要是對(duì)處理好的數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出，滿足調(diào)控人員所需的數(shù)據(jù)格式要求，并建立良好的程序的用戶界面。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)模塊主要包括未復(fù)歸信號(hào)分析、頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)分析、關(guān)鍵信號(hào)分析、負(fù)載率和溫度分析、設(shè)備缺陷分析、操作和信號(hào)量統(tǒng)計(jì)等模塊。利用Visual Basic軟件作為開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)以下智能分析的詳細(xì)功能：建立友好的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)基本的每日（電網(wǎng)原始信號(hào)和過(guò)濾后信號(hào)）信號(hào)統(tǒng)計(jì)及基本報(bào)表陳列功能。在信號(hào)量統(tǒng)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)過(guò)濾前后事項(xiàng)以及事故、異常、告知等信號(hào)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等功能。

根據(jù)調(diào)控中心電網(wǎng)監(jiān)控信號(hào)分析平均時(shí)長(zhǎng)，將分析工具主要模塊分為四類。即未復(fù)歸信號(hào)、頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)、關(guān)鍵信號(hào)和其他分析模塊。下面將分別分析監(jiān)控分析工具主要功能模塊功能。

2.1未復(fù)歸信號(hào)分析模塊

該模塊可分析出每日電網(wǎng)中尚未復(fù)歸的異常信號(hào)，并與前一日監(jiān)控信號(hào)相互對(duì)比，幫助監(jiān)控員了解當(dāng)天的設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)。統(tǒng)一規(guī)整設(shè)備缺陷。以往的信號(hào)分析中，對(duì)缺陷信號(hào)的長(zhǎng)期跟蹤難度大，通過(guò)智能模塊，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷信號(hào)的長(zhǎng)期跟蹤，客觀、透明地顯示缺陷情況。同時(shí)，有效杜絕信號(hào)的監(jiān)控遺漏，保障了監(jiān)控工作中不漏看一條重要信號(hào)。

2.2頻繁動(dòng)作復(fù)歸信號(hào)分析模塊

此模塊實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信號(hào)的深入分析，根據(jù)監(jiān)控員的具體要求（比如：頻發(fā)次數(shù)等）統(tǒng)計(jì)頻報(bào)信號(hào)，展示因電網(wǎng)設(shè)備故障或系統(tǒng)異常出現(xiàn)的頻發(fā)信號(hào)。通過(guò)觀察電網(wǎng)信號(hào)頻報(bào)的量變趨勢(shì)監(jiān)控員可以有效掌握設(shè)備的運(yùn)行情況，深入挖掘電網(wǎng)存在的潛在問(wèn)題，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)缺陷閉環(huán)管理。

2.3關(guān)鍵信號(hào)分析模塊

根據(jù)用戶特定要求（比如：CT斷線、裝置閉鎖）統(tǒng)計(jì)原始信號(hào)中帶有“關(guān)鍵字”的所有信號(hào)，著重分析電網(wǎng)設(shè)備的重要異常信號(hào)。

由于調(diào)控一體化系統(tǒng)的事項(xiàng)顯示均為過(guò)濾后信號(hào)，此模塊是為監(jiān)控員發(fā)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)中被過(guò)濾后設(shè)備的重要缺陷，具有非凡的意義。

2.4其他功能

通過(guò)將缺陷記錄導(dǎo)入工具，并結(jié)合設(shè)備狀態(tài)和缺陷管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)潛在設(shè)備隱患挖掘的和缺陷的跟蹤、閉環(huán)管理。根據(jù)原始信號(hào)的導(dǎo)入，展示線路和主變過(guò)載的情況，在迎峰度夏期間，為負(fù)荷調(diào)整提供依據(jù)。與此同時(shí)，智能分析工具?？蓪?shí)現(xiàn)當(dāng)日遠(yuǎn)方遙控操作統(tǒng)計(jì)、當(dāng)日事故跳閘等情況。

在信號(hào)量統(tǒng)計(jì)中可以實(shí)現(xiàn)對(duì)全網(wǎng)過(guò)濾前后事項(xiàng)以及事故、異常、告知、狀態(tài)及越限類信號(hào)的自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等功能。

3、應(yīng)用情況

借助該分析工具，以往信號(hào)手動(dòng)統(tǒng)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)，以往信號(hào)分析的人工分析轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芊治?，工作時(shí)間減少80%，大大提高分析速率，提升了監(jiān)控員的工作效率。監(jiān)控人員利用監(jiān)控分析工具，統(tǒng)計(jì)日信號(hào)量，日事故跳閘和缺陷情況，分析重要的事故信號(hào)和告警信號(hào)，特別是頻報(bào)、誤報(bào)、漏報(bào)信號(hào)，分析信號(hào)量構(gòu)成，提出改進(jìn)建議。

監(jiān)控員利用智能分析工具，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控信號(hào)的深入分析，逐步代替了監(jiān)控員的人工分析。在該分析工具正式投入以來(lái)，監(jiān)控員利用智能分析工具，發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)信號(hào)頻報(bào)缺陷一個(gè)月70余條，其中危急缺陷3條，嚴(yán)重缺陷20余條。

在監(jiān)控技術(shù)人員在分析電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，完成數(shù)據(jù)報(bào)表制作工作時(shí)，電網(wǎng)監(jiān)控輔助分析工具的設(shè)計(jì)，從根本上減少了其工作強(qiáng)度.并且在可靠分析數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提高了工作效率。在運(yùn)行管理方面.電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輔助分析軟件將成為對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析管理工作的有效完善和補(bǔ)充。

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