調(diào)度自動化智能告警規(guī)則完整性探討

黃國政　丁勇　李永樂　周落星　鄭廣勇　黃偉杰

摘要：文章針對現(xiàn)在應用的智能告警模塊普遍存在的問題，開展對地區(qū)調(diào)度自動化系統(tǒng)告警信號智能處理的機制和規(guī)則探討，旨在采用這些機制和規(guī)則規(guī)范告警智能處理的結(jié)果，能保證其與原始告警信號在內(nèi)容上保持完整，而在數(shù)量上將盡量減少，以減輕電網(wǎng)調(diào)度監(jiān)控人員對電網(wǎng)的監(jiān)視強度，提高其工作效率。

關鍵詞：調(diào)度自動化；智能告警；量測類型；處理機制；啟動信號 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP27 文章編號：1009-2374（2017）02-0122-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.058

1 概述

近年來，隨著電網(wǎng)調(diào)控一體化工作的推進，越來越高電壓等級的變電站實現(xiàn)了無人值班，調(diào)度自動化系統(tǒng)推送到調(diào)度監(jiān)控人員面前的告警信息也越來越多，給他們帶來了越來越強的工作壓力，特別是在極端條件下（如臺風等），大量的告警信息同時出現(xiàn)，會造成由于漏看信息而擴大電網(wǎng)事故的范圍的風險，為此，近段時間，各種以精減告警信號數(shù)量為目標的智能告警模塊在調(diào)度自動化系統(tǒng)中不斷出現(xiàn)。這些模塊由于沒有統(tǒng)一的規(guī)則，在使用時存在漏報或誤報告警的情況。本論文針對電網(wǎng)10～220kV電壓等級的線路、主變、母線、電容器等設備的告警信號開展了研究，通過研究制定告警智能處理規(guī)則，擬達到按該規(guī)則處理后的告警信號在內(nèi)容上與原告警信息保持不變，而在數(shù)量上達到盡量減少的目標。

2 智能告警功能目前存在的問題

目前，由于沒有統(tǒng)一的智能告警規(guī)則，各地采用的規(guī)則不盡相同，應用智能告警功能時一般都存在以下三方面問題：

2.1 智能告警窗口信息不完整

一直以來，EMS系統(tǒng)中智能告警模塊產(chǎn)生的結(jié)果只是作為SCADA告警窗的輔助內(nèi)容，它一般建立獨立的窗口顯示智能告警結(jié)果，當進行邏輯運算的告警信息能夠產(chǎn)生結(jié)果時，它才把結(jié)果顯示在該窗口，如邏輯運算的條件沒能到達，也就是說邏輯運算結(jié)果為非時，則不顯示任何內(nèi)容，因此該窗口顯示的只是告警信號的部分內(nèi)容，而不是電網(wǎng)的全部告警信息，為了不漏掉告警信號，調(diào)度監(jiān)控人員在監(jiān)視該窗口時，還要監(jiān)視SCADA告警窗，這樣不僅沒減輕他們的工作，反而增加了他們的負擔，因此智能告警功能一直未得到推廣和有效應用。

2.2 智能告警啟動信號不全面

智能告警邏輯運算參與信號的范圍一般是取啟動信號出現(xiàn)前5秒和出現(xiàn)后15秒內(nèi)的信號，當然大多數(shù)智能告警模塊的時間是可設定的?，F(xiàn)在智能告警模塊都是只以開關分閘啟動信號，只對造成開關跳閘的事故進行智能處理，而對可能出現(xiàn)的只有保護動作或備自投動作，開關拒動這種危險情況沒有作判斷，存在嚴重的信號漏報安全隱患。

2.3 缺少統(tǒng)一的規(guī)則

到目前為止，國內(nèi)對智能告警邏輯運算的規(guī)則還沒有統(tǒng)一的規(guī)范，各應用單位都是處于摸索階段，盡管有些單位取得了一些效果，但由于沒有統(tǒng)一的規(guī)則，在應用推廣上受到了限制。

3 智能告警處理機制

3.1 啟動信號掃捕機制

在啟動信號掃捕到前，系統(tǒng)緩存一段時間（一般為5秒鐘）事件信息，一旦掃捕到啟動信號，立即收集此后一段時間（一般為15秒）事件信息，合并緩存信息，形成告警信息組，并按規(guī)則進行智能處理，緩存時間和收集時間應具備可設定功能。制定規(guī)則時建議規(guī)定保護動作、備自投動作和開關分閘三類信號可作為啟動信號。

緩存信息在未掃捕到啟動信號前，如果超過了設定緩存時間還未掃捕到啟動信號，則根據(jù)先進先出的原則，溢出信息在智能告警窗顯示告警信息。告警信息組的信息在邏輯運算處理完成前，暫不顯示在智能告警窗，處理完成后按顯示邏輯運算結(jié)果和未被屏蔽的信號。

3.2 邏輯運算順序

在對告警信息組進行邏輯運算時，由于可能同時存在三種啟動信號，如不對邏輯運算的順序做規(guī)定會出現(xiàn)誤判，例如，同時出現(xiàn)某間隔保護動作、備自投動作和開關分閘三個告警信號，其判斷結(jié)果是“事故分閘、備自投不成功”還是“備自投分閘、開關拒動”，因此必須規(guī)定邏輯運算的順序，制定規(guī)則時規(guī)定以告警信息組內(nèi)出現(xiàn)的啟動信號作為運算級別的判斷依據(jù)，從高到低排序分別為保護動作、備自投動作和開關分，也就是說，如果出現(xiàn)某間隔保護動作告警信號，要先進行包含該間隔保護動作要素的所有邏輯運算后，如果組內(nèi)還有該間隔備自投動作信號，則再按順序進行包含該間隔備自投動作要素的所有邏輯運算，同理，如果組內(nèi)還有該間隔，開關分信號未參與運算，則再進行包含該間隔開關分要素的所有邏輯運算。

3.3 選用標志機制

在進行邏輯運算時，為了保證告警信息組的每條信息在同一條邏輯運算式中只能被選用一次參與運算，防止一個信號重復參與運算，需要對參與該條邏輯運算式的每條（類）信息標志選用標志。這樣即使一條邏輯運算式需要某信號出現(xiàn)兩次，如告警信息組該信息只有一條，則邏輯運算結(jié)果將不成立。例如：

邏輯式：（間隔.10kV線路保護動作#動作&&間隔.開關#分閘&&間隔.重合閘動作#動作&&間隔.開關#合閘&&間隔.開關#分閘）

以上邏輯式“間隔.開關#分閘”出現(xiàn)兩次，也就是說，告警信息組內(nèi)需要有兩條“間隔.開關#分閘”信息，邏輯運算結(jié)果才能成立。其結(jié)論為“$廠站$設備事故跳閘，重合閘動作，重合不成功（合后重跳）”。如果告警信息組內(nèi)只有一條“間隔.開關#分閘”信息，由于第一次選用后被打上選用標志，第二次尋找信息時，它不列入被選范圍，該邏輯式運算結(jié)果將不成立。

每條邏輯規(guī)則運算后，如果其運算結(jié)果成立，所有參與該運算的信息保留選用標志，不再參與其他運算，否則就去掉選用標志，待其他規(guī)則運算時選用。

3.4 屏蔽標志機制

參與邏輯運算所有告警信息，都需要打上屏蔽標志。當邏輯運算結(jié)果成立時，打上屏蔽標志的信息將被屏蔽，不在智能告警窗顯示，否則清除其屏蔽標志，在智能告警窗顯示原信息。

3.5 多啟動信號處理機制

當同一時間段內(nèi)出現(xiàn)多個無相關獨立的啟動信號時，需要進行獨立處理，并分別以啟動時間為原點形成多個信息組進行運算。

3.6 重復信息匯總顯示機制

當一組內(nèi)出現(xiàn)兩條或以上相同的非參與運算的信息時，需啟動重復事件統(tǒng)計功能，把本組統(tǒng)計數(shù)合并到當天該信息重復總數(shù)，以一條信息后帶數(shù)字方式顯示，重復總數(shù)每天清零。

3.7 運算信息篩選機制

制定規(guī)則時應對參與邏輯運算的信號類型進行定義，不屬于定義范圍內(nèi)的信息，如刀閘狀態(tài)、預告等信息將不參與邏輯運算，直接在智能告警窗顯示原信號，有重復信息時，按重復統(tǒng)計功能統(tǒng)計顯示。

4 邏輯規(guī)則庫編制方法

邏輯規(guī)則庫需要根據(jù)各自動化主站系統(tǒng)所采集的信息量，面向個對象而編制，以不被漏掉任何告警信息為前提，可對具備條件的部分對象編制規(guī)則，也可以對某些對象的某部分信息進行編制。一般的編制方法有量測類型篩選法和信號描述匹配法。以下對量測類型篩選法進行探討：

4.1 量測類型定義

采用量測類型篩選法的首要任務是制定信息類型的統(tǒng)一劃分標準，是要嚴格定義每條信息的類型，目前自動化主站系統(tǒng)一般定義的量測類型有保護動作、開關狀態(tài)、重合閘動作、刀閘狀態(tài)、備自投動作等。

4.2 關聯(lián)信號選擇

在告警信息組形成的過程中，信息的選擇以啟動信號為核心，掃捕到啟動信號后，根據(jù)其相邏輯運算規(guī)則，與其相關聯(lián)的信號保留在信息組內(nèi)，其他信號排除在該組之外，并按緩存時間段保存。對于某些類型的信號，如不參與任何規(guī)則的運算，則不需要進入緩存區(qū)，如刀閘狀態(tài)類型信號，因此制定規(guī)則時要求設定非關聯(lián)信號類型功能，用戶可根據(jù)情況設定這類信號。

4.3 責任區(qū)繼承

制定規(guī)則時應規(guī)定智能告警運算產(chǎn)生的結(jié)果繼承其啟動信號的責任區(qū)標志值，這樣可使運算結(jié)果的顯示區(qū)域與原信號的相一致。同一規(guī)則如包含多個啟動信號，其結(jié)果則應繼承所有啟動信號的責任區(qū)。

4.4 完整性規(guī)則

為了防止電網(wǎng)告警信息漏報，制定規(guī)則時需考慮一次設備本身缺陷產(chǎn)生的后果，如保護動作后，由于開關故障出現(xiàn)拒動發(fā)生，這時，信息組內(nèi)有保護動作信號而無開關分閘信號，對于這種情況邏輯運算結(jié)果應為“XXX開關拒動”。

5 結(jié)語

調(diào)度自動化系統(tǒng)智能告警規(guī)則的制定是智能告警模塊實施的重要組成部分，本論文從其制定的方法和處理機制兩方面進行探討，旨在保證智能告警產(chǎn)生結(jié)果的完整性，在不漏掉任何有價值的告警信息的前提下，盡量減少告警信號的條數(shù)，在實際應用中，規(guī)則的編制可根據(jù)各自動化主站系統(tǒng)信號采集的具體情況分步實施。

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作者簡介：黃國政（1965-），男，廣東陽江人，廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局高級工程師，工程碩士，研究方向：電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的技術管理；丁勇（1989-），男，廣西桂林人，廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局助理工程師，研究方向：變電站自動化；李永樂（1976-），男，廣東江門人，廣東電網(wǎng)有限責任公司江門供電局高級工程師，研究方向：電力調(diào)度自動化系統(tǒng)。

（責任編輯：秦遜玉）