智能電網(wǎng)調度控制系統(tǒng)監(jiān)控信息“事件化”功能實現(xiàn)及應用

王 麗，鄭 偉

（1.國電南瑞科技股份有限公司，江蘇 南京 211106；2.南京國電南自自動化有限公司，江蘇 南京 210032）

1 監(jiān)控信息事件化架構和功能

監(jiān)測信號數(shù)據(jù)的“事件化”報警功能采用網(wǎng)絡平臺層、認知層和功能層等結構來實現(xiàn)。在網(wǎng)絡平臺層完成反映設備信息內容的監(jiān)測信號數(shù)據(jù)對象化和“事件化”建模，構成監(jiān)測信息系統(tǒng)“事件化”建模庫；在認知層面采用“事件化”模式，實時掃描信息系統(tǒng)中收集到的監(jiān)控信號狀況和量測變異數(shù)據(jù)等信息系統(tǒng)內容生成事件告警；在功能層利用信息提供的事件告警，解析事件中信息的完整性狀況，聯(lián)合顯示相關內容并根據(jù)監(jiān)測專業(yè)異常處理過程推送過程化處理意見，指導監(jiān)測員按程序實施信息技術處理。圖1為“事件化”報警功能的全程示意圖[1]。

圖1 “事件化”告警及流程化處置全過程

監(jiān)控信息事件化告警功能主要包括以下內容。

（1）監(jiān)測信息系統(tǒng)“事件化”報警功能。采用監(jiān)測消息“事件化”模式，將物資需求計劃（Material Requirement Planning，MRP）管理系統(tǒng)中的多條實際報警信息轉換為報警事件，幫助監(jiān)控管理人員實時監(jiān)控網(wǎng)絡健康和設備運行狀態(tài)。

（2）鏈接顯示功能。鏈接顯示，實現(xiàn)從事件到結論的相關信息顯示，內容包括信息完整性研究和相關信息研究，以顯示事件的全貌。

（3）流程化處置功能。流程處理功能加強了運營流程中的業(yè)務，能夠在線處理監(jiān)控人員信息，確保工作合規(guī)完成，幫助監(jiān)控管理人員快速評估是否下放集中控制權、上報發(fā)送、通知站端、故障報告和其他事務管理工作。

2 關鍵技術

2.1 信息對象化建模

電網(wǎng)生產(chǎn)設備建模系統(tǒng)也是調度管理系統(tǒng)等高層應用領域的數(shù)據(jù)分析基石。傳統(tǒng)意義上的工程模式系統(tǒng)（Engineering Modeling System，EMS）建模（通常指單一模式的電氣設備，如線路、開關等）沒有充分考慮到監(jiān)控行業(yè)的實際需求，往往面臨著潮流統(tǒng)計、靈敏度測量等服務提供商，行業(yè)監(jiān)控信息相對分散、零散，缺乏二次設備的合理設計和定義，輔助設備和相關監(jiān)測信息。因此首先從技術平臺層面上對監(jiān)測信息等進行了面對供電系統(tǒng)運行及裝備的對象化建模[2]。

利用特征提取技術和分類模型、屬性的組合與凝聚，完成了監(jiān)測信號到信號字典的映射，建立了典型信息字典模型和典型二級賬戶監(jiān)測模型，其創(chuàng)建過程如下文所述。

（1）特征提取。目前變電站設備系統(tǒng)將監(jiān)控一次和二次設備狀態(tài)的大部分信息發(fā)送給調度系統(tǒng)，在信息內容命名上還沒有充分實現(xiàn)標準化，針對于不同工廠生產(chǎn)的電氣設備，反映同一情況的信息內容命名有所不同。且文本類型不利于程序人員實現(xiàn)自動化判斷，因此需要對監(jiān)測信息實施特征抽取，具體實施方法為：依據(jù)其反映的供電系統(tǒng)、機械設備特點和邏輯結論，將各個監(jiān)測信號劃分到廠站類別、電流類別、一次性電氣設備類別、二次設備類別和特別字典等，在計算歷史報警信息和事件對應關系后，某些監(jiān)控信息被描述為高度結構化和可分類的信息內容，以便于邏輯處理后的處理。

（2）分類建模。對于離散的模式，一定要兼顧模式所表示的使用與方便性。同樣，為更利于后期模式的清晰表述，將各種特征模塊分開精細描述，進行類別構建：廠站模式3類、電壓類別模式8類、一次設備類型模式17類、二次設備類型模式64類及其特別字典模式共225種。以二次設備分類模式為例，共建模了如表1所示的產(chǎn)品，分為安全線路保護、變壓器主保護裝置、非供電裝置、輔助線路保護裝置、連接模塊和新的智能端口，并采用ID作為唯一標記。

表1 二次設備類型模型

（3）屬性固化。為了提高監(jiān)控信息建模的可用性和事件化邏輯判定的精確度，還進一步完成了信息技術系統(tǒng)建模屬性固化，要求將監(jiān)控信息與監(jiān)控信息建模充分對應，以便使監(jiān)控信息建模更具備可解釋性和可驗證性。信息技術系統(tǒng)建模屬性還與特殊事件信息的聯(lián)動展示相關，通過對報警釋義、事件處置原則故障源分類和報警原因等屬性的固化，相關信息內容存放在報警字典表、事件字典關聯(lián)表和臺賬數(shù)據(jù)相關信息表等報表域中，供今后開展重大非正常、特殊事件處理工作時應用，如表2所示[3]。

表2 部分的典型信號字典模式和功能固化舉例

2.2 監(jiān)控事件化模型及告警

電網(wǎng)事件發(fā)生時，智能化控制系統(tǒng)中表現(xiàn)為運行狀況的突變現(xiàn)象和告警信號出現(xiàn)等特點。事件化主要是達到將原來要求監(jiān)控員進行深入研究、聯(lián)想和進行頭腦思維的內容轉化為顯性的具備操作性的事情，轉化為電腦按照模型庫自行關聯(lián)系統(tǒng)中的相關內容，運用最大匹配算法進行新聞到事情的投射，透過建立事情模式，可以完成從主站量測數(shù)據(jù)變動和告警行動等對新聞到事情所進行的投射[4]。

監(jiān)控數(shù)據(jù)的“事件化”警報評估基于“事件化”分析模型，通過捕獲監(jiān)控數(shù)據(jù)實時評估事件，將離散的監(jiān)管數(shù)據(jù)轉換為可推動監(jiān)管工作發(fā)展的重大事件，最后向客戶提交監(jiān)管數(shù)據(jù)“事件化”報警。

（1）層類劃歸。根據(jù)電網(wǎng)和物體的威脅范圍、嚴重程度，事件被定義為3層4類。根據(jù)威脅范圍，事件被定義為3個級別：硬件級別的事件、安裝級別的事件和網(wǎng)絡級別的事件。各個層次分別按照重大程度分為4種：普通事件類型、重大異常類型、疑似類型和簡單事件類型，如圖2所示。具體分類基于電氣設備手冊中的工廠數(shù)據(jù)、電力系統(tǒng)的相關法規(guī)和標準、報警信號的典型原因、監(jiān)測、解釋、處理規(guī)則和監(jiān)管人員的操作經(jīng)驗。

圖2 “事件化”邏輯層級

（2）邏輯實現(xiàn)。監(jiān)控事件化告警依據(jù)分析模式，由物件化的監(jiān)視信息系統(tǒng)建模，包含典型信號字典模式、經(jīng)典二次臺賬模式等模式的固化特性和電氣設備量測（包含電流、電壓等）等基本因素，及其時限邏輯、空間邏輯、或與非邏輯等的判別要求共同組成。對象化的監(jiān)控信息模式完成了從監(jiān)控信息向字典模式的反映。在事件分析模型中，根據(jù)各種事物的公共信息，用某種遞歸方法來表示事物，即將事物視為過程事物或監(jiān)控信息的虛擬模型，并進行另一組重復的邏輯判別以創(chuàng)建新的復雜事物，改進邏輯模型，提高信息匹配效果。

“事件化”邏輯創(chuàng)建流程如圖3所示，通過實時監(jiān)控功能模塊中的監(jiān)控信息，將特定時間窗口內的消息作為識別對象。第一步是將監(jiān)控信息映射到相關的控制信息模塊，基于控制信息模塊，通過建立屬性和設備測量等識別條件，然后結合3種邏輯（時間、空間或非）的評估，生成參考物和過程物。在第二步中，第一步中生成的內容被視為監(jiān)控信息的虛擬模型，與流程事物（或新生成控制信號數(shù)據(jù)相應的監(jiān)控信息模式）一同進行第二步邏輯運算，可反復進行第一步，最終結果成為綜合事物，至此實現(xiàn)控制信號數(shù)據(jù)到控制事物的識別。國際標準事物和程序事物的區(qū)別在于：規(guī)范事物能夠獨立成為集合事物，也可成為其他集合事物的1個條件；而程序事物不能獨立成為集合事物，僅能與其他程序事物堆積或為必要條件，再次使用這3類的邏輯判斷構成集合事物[5]。

圖3 “事件化”邏輯創(chuàng)建流程

2.3 聯(lián)動展示及流程處置

告警事項的處理依賴于監(jiān)控技術評估和過程管控，查看事件相關報告的相關性可以有效幫助監(jiān)控部門快速準確地控制事件的區(qū)域和狀態(tài)，為運營和管理提供準確的數(shù)據(jù)分析方法，從而迅速做出專業(yè)反應。尤其對事件的裝置狀態(tài)、故障位置等信息生產(chǎn)數(shù)據(jù)，同時事件報警、原因和后果、處理措施和其他信息數(shù)據(jù)的解釋的同步組合，還可以引導監(jiān)督者快速評估是否委派監(jiān)督權力、報告數(shù)據(jù)、報告站端和報告技術故障。

為完成上述功用，除了利用模塊的屬性固化之外，還需要設計針對性的過程化管理程式，分為事件發(fā)生處理流程、特殊事件處置過程、疑似事件處置過程和簡單事件處置過程4大過程。事件發(fā)生處理過程較為經(jīng)典，包括了特殊過程處置，分為如下3個過程。

（1）查看事件，以確認信息。該鏈接階段提供電網(wǎng)和設備的基本信息以及事件中反映的智能檢測測試結果，包括事件發(fā)生時通過固定模型獲得的相關報警信號的設備復位和運行報告、解釋、原因、結果與處理反饋。

（2）狀態(tài)聚合、聯(lián)系和驗證。顯示了更多關于電網(wǎng)外部感知的非實時信息（包括天氣、行波范圍、信用擔保等）以及來自變電站的人類反饋，從而綜合判定故障成因，并判斷能否試送，是否匯報調度。

（3）調度下令，監(jiān)控處置。根據(jù)情況，應采取進度處理，如進度變更、提供系統(tǒng)樣本和故障登記委托權限等控制處理，并進行事件流處理。

3 結 論

通過對供電、技術設備和運營服務監(jiān)測作業(yè)特點與變化規(guī)律的模擬化、數(shù)值化，探索建立了調度監(jiān)測供電技術設備和供電“事件化”的監(jiān)測方法，有效改善了國家電網(wǎng)監(jiān)測專業(yè)多站監(jiān)測、多設備作業(yè)的狀況，高效支撐運維監(jiān)控專業(yè)快速把控異常，準確定位故障、妥善解決問題，更能及時銜接各大服務網(wǎng)絡平臺，提出綜合數(shù)據(jù)分析的“事件化”基礎信息，及時預測當前供電運行狀況的動態(tài)告警與威脅警示。