基于复杂事件处理的电网实时监控系统的研究与应用

基于复杂事件处理的电网实时监控系统的研究与应用

张倩

（云南电网有限责任公司昆明供电局650011）

摘要：随着我国社会经济的不断发生，我国工业生产用电以及公民生活用电幅度逐渐增加，电网范围逐渐扩大。用电器种类的不断丰富让电网用户对电网的供电质量以及供电质量提出了更高的要求。用电器种类的复杂让逐步加深了电网系统的管理难度，部分供电企业应电网管理技术以及方法较为落后，无法适应日渐复杂的电网环境，导致电网运行过程中经常性的发生局部断电事故，甚至出现存在较大风险的大面积停电事故，不仅增加了电网的维护成本，也给电网用户带来了直接或间接的经济损失。针对上述问题，本文提出了基于复杂事件处理技术的电网管理系统。复杂事件处理技术下文简称（cep），是基于信息技术、计算机技术、实时监控技术、电网管理技术的综合性事件信息处理技术。文章深入分析了cep技术在电网管理中的作用以及应用方法。旨在为我国电网管理技术的研究提供借鉴。

1.传统电网监控系统的体系结构

1.1传统模式下电网监控系统的框架结构以及功能分析

传统电网监控系统主要由主机、传感器、传输线路、控制器四部分组成。通过在监控范围内安装对应的传感设备完成信息采集工作，通过对应的传输线路将原始采集信息传送回主机部分进行分析处理。确定设备以及电网全局的运行情况。现阶段SCADA电网实时监控系统在我国应用范围较广，该套系统主要由5个部分组成

(1)通信节点

通信节点为信息传输的驿站，是本地端口与上级时间的桥梁以及传输纽带。传感器采集的原始数据信息由通信节点进行收录在简单处理后，按预定程序发送给上级。

(2)操作员、维护员节点

该节点给电网维护系统的工作人员提供人为控制的平台，操作人员可以根据电网系统的运行情况以及监控需求对系统发布操作命令，同时维护人员可以通过该节点完成对系统的维护工作

(3)后台处理系统

后台处理系统是电网实时监控系统的核心组成部分，是传感器系统的最终处理节点。通过对传感器采集的原始数据进行分析处理，完成对电网系统的遥控、遥测以及显示监控等核心功能。

(4)通信处理机

通信处理机是信息传输的接口，处理远程数据通信、扩大信号传输强度。

(5)电网传感器

传感器是电网监控系统的基层采集设备，根据监控信息的类型以及使用环境。安装对应类型信息的采集传感设备，获得电网现场的原始信息，让电网主机及时掌握电网的现场情况.

1.2传统模式下电网监控所面临的问题

我国对于电网监控系统的研究起步较晚，无论是在监控技术还是在实践经验上都有所不足，许多方面存在问题和弊端，经过总结和归纳现阶段我国传统电网监控系统主要存在如下弊端。

现阶段我国传统电网监控系统功能基本进入瓶颈阶段，在现有监控模式下难以出现突破性的技术革新以及进展。而电网环境的复杂性不断提高，让传统电网实时监控系统适用性逐渐降低。寻找全新的电网实时监控技术，已经成为现阶段电网企业发展的紧迫课题。

传统电网实时监控系统是通过基于现场的传感器收集系统的运行数据，通过主机综合处理分析，完成对电网系统运行状态的监控与掌握，其本质是实时信息收集处理系统，存在此类系统的共有限制。在发生较为复杂的事件如关联事件，事件触发事件时，系统缺乏对应的判断能力。同时缺乏系统入侵检测、失败检测、动态检测等必要功能。

2.基于复杂事件处理的电网实时监控系统的优点

根据前文所述，传统的电网监控系统存在技术瓶颈，功能无法满足现阶段电网日渐复杂的运行环境，二基于复杂事件处理的电网实时监控系统有效解决了传统电网实时监控系统的各项弊端和问题。

2.1将监控信息封装成事件流可以被实时获取

传统电网实时监控系统通过传感器设备获取电网系统的电压值、功率因素、电网频率等资源信息，进行储存，主机定期对上述资源数据进行分析。事件对电网运营状态的调整。该模式可以有效提高电网控制系统任务发布以及电力分配的准确性，也能发现电网出现的故障，但该模式对资源数据的监控缺乏时效性，无法及时发现异常数据，有效规避可能发生的电网故障。而基于复杂事件处理的电网实时监控系统，将基层传感器采集到的各项资源信息封装成为事件，通过cep引擎形成事件流，随后根据检测需求设定对应的时间窗口，实现对电网系统各项基础数据的实时检测，有效提高了电网系统的适用性。

2.2提供了强大的查询功能

高时效性的传感器信息采集功能让cep系统拥有了更为强大的查询可能，通过epl时间语言以及高信息采集失效的cep引擎，可以时间下述查询功能。

（1）对目标时间区间内电网系统电压、功率因素、电网频率的变化规律查询，根据查询者实际需求，计算相关数据的最小值、最大值以及波动发生频率和变化时间曲线。

（2）寻找不同区域事件之间的联系，寻找不同区域事件间的触发规律，侦测事件发生规律。

（3）减少监控信息流打来的网络开销。

图1基于cep的电网监控系统流程图

3.基于cep的电网实时监控应用

3.1基于测评的电网实时监控应用流程

与传统电网实时监控系统相比，cep电网实时监控系统具有更高的监测时效性，在超低间隔的电网数据获取处理功能支持下，测评系统可以更为精准实现电网信息的监控，及时发现系统异常事件以及异常事件的发生规律，配合cep主控中心进行时时的电网设备驱动，维持电网平稳降低电网故障的发生可能，cep电网时时监控系统的工作流程如下：

首先cep电网实时监控系统通过对应的传感器监测电网现场包括电压、电网频率、功率因素等在内的电网参数，并将各项参数定义封装为时间，像cep主控电脑传输。随后来自电网各个位置的传感器发送的电网参数变化事件形成事件流进行cep主控电脑的时间窗口，通过预定程序cep主机对时间窗口内的事件信息进行时时分析处理，并与依据预定事件特征查询条件对事件流进行实时筛选，提取符合查询条件的事件信息，一旦查询到对应信息会上报驱动管理中心，根据预设程序驱动程序管理中心驱动对应设备按预定程序作出工作调整，同时报告监控中心工作人员。系统流程图如图1所示

3.2基于cep的电网实时监控系统框架

在基于CEP的电网实时监控框架中，有三个主要的逻辑实体：传感器、监控中心（监控者）、驱动管理中心。查询语句根据电网监控的逻辑需要事先声明在监控中心里。分布式部署在电网各节点的传感器定时对电网状态采样，经过预处理后将采样数据以事件的形式发送给监控中心形成事件流，声明的查询对时间窗口中的数据进行查询。这个过程犹如一个倒置的数据库。计算出符合事先定义的事件模式时监控中心触发驱动管理中心，向对应节点上的调控设备发出指令。自动调节电网状态使它恢复正常，调控设备也要向驱动管理中心发布反馈信息。如果调控失败则要向电网的调度指挥中心发出预警和警报，人工干预调控过程。

参考文献

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作者简介

张倩，1982.10，汉族，女，云南昆明，本科，高级工程师，研究方向：信息化。