基于大数据的电网调度控制智能告警系统

基于大数据的电网调度控制智能告警系统

刘长春1付书庆1全镕纳2李飞1赵慧杰1

1喀什电力调度控制中心，新疆喀什844000

2喀什电力公司营销部，新疆喀什844000

摘要：目前，为了适应智能电网的发展，必须对电网智能调度各个环节进行实时监控和故障智能告警的综合处理。当前告警子系统，存在数据源单一、告警误报率较高、告警延时时间较长等问题，无法满足电网调控运行需求，需要对现阶段电网监控业务的各个环节进行全方位的分析，提升电网智能调度控制系统的感知能力和故障处理效率，以达到电网安全、稳定的运行状态。针对这种情况，设计并提出一种基于大电网的智能调度控制系统智能告警子系统。介绍了智能调度控制系统的总体架构、关键技术，实现了系统智能告警、故障在线诊断和信息实时共享。实验结果表明，所设计的告警系统，告警误报率低，告警延时时间较短。

关键词：大数据；电网调度控制；智能告警系统

引言

随电网调控一体化模式的推进，电网系统实时监控的信息量巨大，需对电网调度系统的告警进行优化设计。基于大电网的智能调度控制系统对告警进行了研究，通过全面分析当前监控业务的各环节，在处理与总结的基础上完成基于大电网的智能调度控制系统智能告警设计，新设计提升了调度的实时感知能力，为高效完成故障处理工作提供技术支撑。

1智能调度控制系统智能告警子系统设计

1.1系统整体架构

智能调度控制系统由国家电力研究院和电力科学研究院负责具体开发，各单位调度控制中心参与整体架构设计。总体设计思想是:设计出具有较高安全性的软件和硬件，引用集群处理技术对电网进行线路处理，提高系统运行可靠程度，利用面向社会服务系统提升大电网智能调度控制系统的互联能力，将原先单独一个调度中心的10套相对独立的应用系统，合并成为一个大平台和四大类应用，四类应用分别为监控和实时预警功能、调度规划、调度管理、安全校核。电网智能调度控制系统是当前世界上第一例研究并实现大电网调度需求的统一建模、建立实时数据库、实时远程监控等关键技术的智能调度控制系统，有效的解决了多级调度大电网智能告警协调控制和在线安全预警等长期以来的技术难题。大电网智能调度控制系统的成功开发及应用，促进了电网智能调度控制技术的更新换代，实现了大电网调度业务实时监测从静态到动态，从离线到在线，电网事故处罚从分散到统一，调度方面从局部到全部的转变，有效的提高了大电网的调度能力、资源配置能力和大电网故障处理能力，保障了大电网的安全、稳定运行。大电网智能调度控制系统和传统的调度控制系统的告警方面存在着一定的差异，根据现阶段来看，智能电网调度控制系统的告警有三方面优势:(1)实现了对变电站、各省的调度中心等调度结构的智能告警。(2)有效地对静态数据、动态数据等进行综合诊断。(3)对大平台各数据信息进行了有效整合，构建良好的科学环境模式，实现告警系统的有效应用。

1.2智能告警设计

智能调度控制系统的告警数据来源于系统各个子站上传的告警信息，当前阶段广泛使用的智能告警架构均为集中式分析架构，这种架构模式增加了系统通信开销及运维工作量。若要减少通信开销以及运维工作量，需要对当前告警架构进行优化，以实现系统设备故障信息的快速检测和告警直传，减少系统各个子站数据传输量，降低运维工作量。电网的智能调度控制系统智能告警主要由3部分组成:变电站智能告警、电网告警直传、主站侧智能告警。智能调度控制系统智能告警的数据库主要包含:开关的调整、保护动作信号、故障测量单元。通过智能告警模块开关的调整保护动作信号，根据系统拓扑结构以及专家给出的告警规则，寻找到可疑故障元件集。在此基础上，需要判定发生异常的设备是否通电，假设故障设备未通电，则需要采用PMU数据对设备输出信息进行分析校验。如果在发生故障前后电压突变，则为设备故障，反之则为调试告警信息。针对较为复杂的异常设备，需要结合相关方案对设备异常点进行定位。在此基础上，采用故障滤波数据进行故障分析，获取产生故障的主要原因。电网智能告警主要为了解决主子站传输的大量原始数据，但是目前，针对电网系统的智能告警研究仍然处于初步研究阶段，系统的稳定性以及可靠性需要进一步进行提升。当前系统子站之间仍然需要传输大量告警信息，随着一体化业务的扩展，相对于调度任务，变电站需要采集大量的电网状态告警信息，并且采用电网信息传输协议，对主站侧的告警信息进行建模，对信号进行配置。但是大量的工作量以及通信压力，已经无法满足电网的正常运行。

2软件设计

1）运行前准备工作。进行上电复位操作，使系统初始化或进行软件复位处理。2）软件测试。进行软件测试，如果测试结果显示系统测试不正常，则返回重新进行上一步；如果测试结果显示系统测试正常，则进行下一步[14-15]。3）采集原始告警信息。告警信息包括两大类，即原始告警信息和分析处理结果信息。一般来说，原始告警信息来源于稳定监测系统的触点变位、变电站告警直传、事故告警总信号以及二次回路在线监测发出的保护信号；分析结果信息包括来源于机组跳闸、直流闭锁和波动、设备短路故障以及二次回路在线监测发出的录波故障简报。信息采集系统首先采集并且传送电网实时参数和事故报告、电网电力系统继电器继电保护信息、断路保护器的状态信息以及故障信息顺序报告。然后控制及执行系统接受并执行由调度员或者基站计算机发出的遥调命令，完成短路继电器的合闸或分闸操作。4）判断采集的数据是否符合标准。如果数据符合标准，则将处理后的数据直接显示在同一个窗口内，继续处理下一组数据；如果数据不符合标准，则系统发出告警信号，进行下一步。5）故障在线分析。在线故障分析诊断包括3个部分：告警信息校验、故障信息整合以及故障在线分析。告警数据源是智能告警系统所需的原始告警信息，来源于各个功能模块，如安全分析与监视模块、输出运行预警模块、电网动态运行监测平台等。告警数据源主要包括以下几种告警信号：事故信号、异常信号、越线信号、变位信号和告知信号等。各个业务模块依据基础信号生成及分类规则，将采集的原始告警信号进行合并，最后形成不同类型的基准信号，将其输入至智能信息处理系统中，进行告警信号的深入优化处理。最后做出故障简报，调度员采取相应的措施进行处理。

结语

本文对基于大电网的智能调度控制系统告警进行研究，通过全面分析当前监控业务的各环节，在处理与总结的基础上完成基于大电网的智能调度控制系统智能告警设计，提升调度的实时感知能力，为高效完成故障处理工作提供技术支撑。但由于智能化的特点是不断循序创新，为满足调度监控业务的需求，后续需要研究故障恢复技术，并进一步对风险预警等方面展开研究，为大电网提供更加安全有效的支撑。

参考文献

［１］辛耀中，石俊杰，周京阳，等．智能电网调度控制系统现状与技术展望［Ｊ］．电力系统自动化，２０１５（１）：２－８．

［２］顾雪平，刘道兵，孙海新，等．面向ＳＣＡＤＡ系统的电网故障诊断信息的获取［Ｊ］．电网技术，２０１２（６）：６４－７０．

［３］张勇，张哲，严亚勤．智能电网调度控制系统电网实时监控与智能告警技术及其应用［Ｊ］．智能电网，２０１５（９）：８５０－８５５．

［４］宁剑，张勇，张哲，等．综合智能告警机组误告诊断关键技术及其应用［Ｊ］．中国电力，２０１７（５）：２０－２５．

［５］欧睿，杨渝璐，张琳．多维分析技术在跨辖区一体化调度自动化系统中的应用［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４（２３）：１４９－１５４．

［６］刘永欣，师峰，姜帅，等．智能变电站继电保护状态监测的一种模糊评估算法［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１４（３）：３７－４１．

［７］周京阳，王斌，周劼英，等．市场机制下智能电网调度控制系统调度计划应用模型及分析［Ｊ］．电力系统自动化，２０１５（１）：１２４－１３０．