智能变电站智能告警技术及应用研究

智能变电站智能告警技术及应用研究

刘广辉 雷祥杰 韩浩 杜健文

国网枣庄供电公司 山东枣庄 277100

摘要：众所周知，智能变电站是智能电网的重要组成部分之一。相较于传统变电站采用了大量的先进传感器，提高了电力系统的安全性和可靠性。随着智能电网建设步伐不断加快，以及传统变电站向智能变电站的改造，智能变电站将覆盖各个电压等级。智能变电站对变电站设备的状态监控能力大大增强，并能够通过显示屏进行直观展示，可以更好的预防和减少变电站的故障率。由于制定了统一的通信协议，因此全部的信息都可以共享，降低了运维成本。

关键词：智能变电站；智能告警；专家系统；知识库；逻辑推理

引言

随着电力系统的快速发展，信息技术、网络通信技术和自动化技术水平的不断提高，变电站端越来越多地实现了无人值守。因此电网调度自动化系统在电力生产和电网调度中的地位越来越重要，尤其是随着智能电网进程的不断推进，自动控制、智能调节、在线分析决策和协同互动等高级功能的应用，其采集需求的数据信息非常庞大，对电网调度自动化系统提出了更高的要求。但是目前国内变电站综合自动化系统数据远传基本都采用直接转发的形式，传输速度和传输的数据量都受到了很大的限制，无法满足调控一体化对远动信息的需求。为满足远动信息对大运行体系的全面支撑，势必对数据远传格式和远传方式进行优化，即满足优化调控数据、直传告警信息和远程浏览全景的要求。

1智能告警系统概述

与传统变电站相比较，智能变电站的突出优点是能够收集到大量的信息，进而对变电站内部进行不间断的监测，并且记录下所有的数据。但是，故障时产生的数据信息数据量大、信息种类多，如果不进行区分、排列以及优化，很难从这些数据中发现真正能够确认出故障原因和故障点的信息。而智能告警系统的作用就是对智能变电站出现故障时的信息进行筛选，选出有用的信息，帮助运维人员快速定位故障类型以及故障原因并提供解决故障的办法，从而减轻运维人员的工作负担，缩小故障持续的时间，保证智能变电站最大限度地处于正常工作状态。智能变电站中包含数据采集系统，用来收集表示变电站设备运行情况的数据。得到这些数据后通过信息筛选去除掉一部分非故障类的无效信息。借助专家系统、粒子群算法、遗传算法等智能算法，结合目前的数据库，对筛选以后的有效信息进行故障分析，对分析得到的结果以文件、图表等形式进行展示。运维人员能够通过故障结果展示的情况来处理系统出现的故障。

2告警信息分类处理

智能变电站智能告警信息可以分成6类。1）事故类告警信息。这类信息指电力系统内一次设备的控制单元动作，导致智能变电站设备运行状态发生改变的信号，主要包括：一次设备运行故障的动作信号、继电保护装置的动作信号、安全自动装置的动作信号以及其他严重故障的信号。当出现此类告警信息时，工作人员必须第一时间进行监测和故障处理。2）设备运行告警信息。此类信号与电力系统中设备运行参数相关，其工作值超出运行允许的范围，包含电气设备的电流、电压、主变油温、母线差流、弹簧压力等。3）GOOSE告警信息。此类信息是智能变电站新增的信息，交互的主要是开关量位置、保护跳合闸以及告警信息等。当GOOSE链路通信异常时，运行人员快速定位通信关联的设备以及影响范围。4）SV告警信息。此类信息是智能变电站新增的信息，交互的是交流量采样值。当SV数据异常或两路SV数据不一致时，影响控制设备的运行，应立即处理。5）开关刀闸位置信息。这类告警信息主要反映设备的分、合位状态。6）操作记录信息。这类告警信息主要针对监控系统中用户进行的登录以及注销操作。除此之外还包括对设备进行一般操作时出现的一些伴随信号。

3智能变电站智能告警技术及应用研究

3.1智能变电站专家系统

智能变电站专家系统属于计算机信息监控系统。变电站专家系统的主要作用是借助继电保护专家以及信息挖掘专家完成变电站事故的判断、推理以及处理，这些事故很难借助一般的数学模型进行表示。专家借助人机接口对智能变电站的告警信息进行规则制定。

3.2知识库

知识库的功能是储存专家提供的大量专业知识。知识库质量的高低是判断专家系统性能的关键指标，知识库中包含的知识是反映相关领域专家的思维方法。对于智能变电站智能告警专家系统，具体问题的求解需要依靠知识库，知识库的主要功能包括存储、检索以及修改。改善专家系统最好的方法之一就是不断地完善和充实知识库。所以，如果要建立高质量的知识库，需要对智能变电站一次设备、二次设备以及继电保护设备等的运行原理、操作方法以及故障解决方法等非常熟悉。专家库中的知识表现方式包括产生式与框架式。产生式表示方法前提可以是一个也可以是多个，但结论必须是一个。

3.3推理方案

3.3.1单个事件推理

由于在专家系统知识库中已经对可能出现的各个信号对应的告警信号种类进行定义，因此可以理解为单个事件推理构成的因果关联关系。这种关联关系由人工依据现场运行经验定义，存储于数据库中。当智能变电站出现告警信息时，推理机根据告警信息的类型与知识库中储存的数据信息进行匹配处理，若事件符合单事件推理逻辑，则推理出异常出现的原因，并提供问题的解决方案。单个事件推理的应用很多，一般都为单一原因造成的告警。例如：某主变压器保护装置报“低压侧零序过电压”，可推断出零序电压二次回路异常。其中，零序过电压和其他告警信号没有关联，属于单个事件。

3.3.2故障智能推理

故障智能推理方法主要是针对智能变电站出现故障的关键条件，同时综合考虑接线方法、开关的变位信息、运行形式以及遥测量等，尤其要关注故障发生的原因、相关信息以及处理故障时应遵循的原则等，进而提高运维人员对故障的处理水平，减轻智能变电站设备的检修工作量。

结语

总之，针对智能变电站设备出现故障时，监控系统出现大量信息，如何快速了解故障信息并故障定位一直是运维人员关心的问题。未来，随着人工智能和大数据技术的发展，智能告警技术会有新的突破，这方面的工作也在有序地开展中。

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