基于D5000系统的告警折叠功能的研发

基于D5000系统的告警折叠功能的研发

孙晓娇田小鹏

（国网大庆供电公司大庆市163458）

摘要：针对变电站集中监控海量告警信息的应用场景，保障告警监视窗多客户端及时响应、告警信息不丢失，本文提出了一种性能优化策略。该方法使用告警信息关键字标记，告警信息共享内存缓存以及线程池管理等方法，缓解数据库访问压力确保告警数据可靠同步。该方法已经应用于大庆电网调控一体化系统中。

关键词：D5000系统；告警折叠；告警中间层

一、实施背景及目标

随着国家电网公司“三集五大”体系建设的全面推进，“调控一体化”成为“大运行”的显著特征，在这种集中监控模式下，各受控变电站的大量监控信息直传至调控中心，监控信号就成为了发展无人监控的重要基础。日常运行经验表明，上传至调控中心的设备监控信息有时会存在以下三种问题：一是监控主站收到关于受控站设备的频发告警信息，但经相关受控站运维人员确认，现场没有发对应告警信息，且相关设备运行正常，但监控主站频发此类的告警信息严重影响到监控员对各受控站的正常监控；二是受控站某些设备运行异常，由于外界各种未知因素或设备接触不良、设备缺陷等问题，例如一次设备接点频繁抖动、保护模块不稳定等，监控主站频发关于此设备的告警、复归信息，使监控员的监控工作量大幅增加，极易发生因为这些大量重复的刷屏信号而漏看重要告警信号的情况，影响了监控人员对于其他监视信号的监视工作。三是这些信号会在很短的时间内大量上传，重复的告警占据大量信息显示空间，这对智能电网调度技术支持系统提出了更高的要求，调度自动化系统一方面需要解决海量信息上送时自身的承载能力问题，另一方面还需要兼顾监控业务提供必要的工作场景，保障调控运行业务的正常开展。

因此，我们以D5000系统为平台研发了告警窗折叠功能，重点针对频发信号进行折叠处理。按照一定规则或某一设备将一段时间内的告警折叠显示，告警窗中只显示这些折起来数据的最新一条告警。折叠告警既有效解决了频发信号对监控员带来的干扰，减轻了监控员的压力，防止漏看重要告警信号，又解决了海量信号上传时对调度自动化系统数据库造成的冲击，提高了监控人员的监控效率和准确率，提高了电网的安全运行水平。

二、现状调查

大庆电网调控中心进入“调控一体化”以来，集中监控220kV变电站16座，110kV变电站30座，35kV变电站16座，日均信号量多达1万条，抖动、频发信号平均能达到总信号的25%之多，如表1。

表1大庆调控中心监控信息现状

对于传统的设备产生频发信号的主要原因及传统处理方法，我们进行了简单的归纳总结，如表2所示。

由表2可以看出，有些方法虽然对频发的监控信号采取了有效的抑制措施，但是也影响了监控员对缺陷设备的实时监控，使监控员只能在历史查询中了解相关信号的情况，这样并不直观。而且频繁报警时，在变电站端上送全部告警信息后，主站端再对上送信息进行分类、分级，通过系统后台将信息分流后展示给调控员，要求调控自动化系统信息吞吐量充足，并能满足信号实时监控需求。受限于现有调控自动化系统的瓶颈，无法做到根据一定的逻辑规则对上窗告警信息进行处理，调控员与告警信息的交互数据因无法保存而丢失。如果频发信号影响了电力系统运行的重要信号，我们也不宜对其进行抑制。

表2传统处理频发信号的方法

三、基于D5000的告警折叠功能

基于分析的优缺点分析，我们应用中间层的思想，通过调整SCADA系统告警的架构方式，由中间层完成逻辑处理与信息分发，对告警关键字进行唯一标识与数据的分块等算法，使用共享内存实现对信息的缓存，从智能电网调度控制系统（D5000）基础平台的告警服务获取各个应用程序发布的告警，在通过配置文件获取用户设定的告警折叠规则，人机界面在展示折叠时，通过后台对单条折叠数据添加是否折叠、折叠次数、以及折叠开始时间等信息，再通过TCP发送给前台人机，前台人机接收到报文，并根据告警折叠标志位等信息进行相应的信号展示。在展开折叠数据时，由前台向后台索要折叠数据。通过提供信号id、折叠次数、折叠开始时间等信息，后台根据前台提供的信息，从保存在共享内存中的告警数据进行搜索，完成搜索后整理成报文通过TCP发送给前台。这种方式改变了使用关系数据库实现展示逻辑的处理方式，极大减少了告警监视功能对数据库的压力和资源占用。彻底消除了实时告警程序对数据库的依赖，提高了实时告警程序的实时性与稳定性，另一方面使得整个监控系统对实时告警可延展性以及对实

时告警数据处理的灵活性有很大的改善，为后续进行告警数据的在线实时处理，实现监控告警的“智能告警+全景感知”提供了基本的处理条件。

图1添加告警中间层的实时监控告警架构

我们引入告警中间层功能，重点解决3个问题：

（1）可靠的实时告警数据通道；

（2）业务逻辑与显示逻辑彻底分开，避免消息数据混乱；

（3）告警信息唯一标识，解决告警数据的访问问题，增强数据的可用性，提高数据在线分析能力。

引入告警中间层后的实时监控告警架构如图1。

首先，告警中间层利用告警信息特征，为每一条告警增加了唯一性标识符，增强了数据的可用性与利用率，解决了告警信息结构化较差，搜索只能按时间段查询的问题。

其次，告警中间层采用了共享内存技术，共享内存中，按照时序顺序保存告警存量历史数据与增量告警数据，并通过滚动的方式存储。进程启动时，从共享内存文件中加载告警数据到内存当中作为实时告警窗的基础数据源，新增告警在此基础上逐条增加。

再次，数据交互由告警中间层应用内存池技术，对告警数据统一转发，确保及时上送告警信息。

四、实施成效及总结

图2为“大庆.220kV丰乐站/110kV.#1主变/.110kV保护B屏低压零序过电压”告警为例加以说明，规则是5分钟之内该告警数目达到6次为折叠告警（只算动作告警个数，复归告警不算次数）。

如下图所示，5分钟之内动作告警已多于5次，18分钟内已多达43条：

此时再来一条动作信号，会将之前的告警折叠起来，折叠告警加粗显示，内容后显示折叠次数（即为44），只保留最新一条，若此时再来一条复归告警，仍然折叠，但折叠次数不变。对折叠告警右键点击“查询折叠告警详细信息”按钮，可查看折叠展开数据如图3。

图2告警折叠实际应用实例

针对变电站集中监控模式下，告警直传信息量巨大，监控运行过程中监控系统出现的干扰信息过多，信息频发、误发等问题，我们开发的这款告警折叠功能，既可以有效回避海量信号对系统的冲击、减少无效信息对于监控员正常监控业务的干扰，又能使监控员能够正常监视，不错过重要告警信息，这一功能应用于变电站集中监控系统，使大庆调监控信息量并没有减少，但监视工作量平均减少25.36％。实际运行结果表明，所采用告警信息优化措施正确、可行。将监控人员从日常监视繁冗重复的告警信息中解脱了出来，从而使监控员有更充裕的精力对他们关注的设备或区域进行重点监视，提高了监控效率，提高电网供电的可靠性。

图3告警折叠实际应用实例展开图

参考文献

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作者简介

孙晓娇(1986-)，女，硕士研究生，主要研究方向：电网调度监控。