變電站事故信息綜合分析決策系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)

21ic智能電網(wǎng)：變電站事故信息綜合分析輔助決策系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)分為故障信息綜合展示，全景事故反演，事故分析輔助決策專家系統(tǒng)三個部分。

1事故信息綜合展示

a) 變電站采用的故障數(shù)據(jù)類型

(1) 保護(hù)錄波簡報：保護(hù)錄波簡報利用保護(hù)的錄波數(shù)據(jù)提取相關(guān)故障特征量(如故障時間、故障相別及類型、跳閘相別、故障距離等)，它由錄波文件的錄波頭文件、配置文件和數(shù)據(jù)文件3個部分聚合而成。

(2) 保護(hù)告警/動作事件：包括重要繼電器的啟動、出口和返回時間。

(3) 斷路器狀態(tài)：包含斷路器狀態(tài)、跳閘、閉鎖信息。保護(hù)動作、斷路器跳閘等開關(guān)量變位數(shù)據(jù)應(yīng)帶準(zhǔn)確時標(biāo)。

(4) 隔離開關(guān)狀態(tài)：隔離開關(guān)狀態(tài)是形成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌M(jìn)而進(jìn)行故障分析的重要依據(jù)。

(5) 保護(hù)定值：這是執(zhí)行繼電器特性分析、保護(hù)定值在線校核等功能的重要基礎(chǔ)。

(6) 保護(hù)通道信息：快速保護(hù)往往需要對側(cè)的通道信息才能完成正確的保護(hù)裝置邏輯判斷與執(zhí)行。

(7) PMU動態(tài)數(shù)據(jù)/故障測距數(shù)據(jù)：故障前后一周波的電壓、電流相量。故障類型(單相、多相、發(fā)展性故障)。

b) 事故信息綜合展示的功能

目前的變電站自動化系統(tǒng)能夠收集這些故障數(shù)據(jù)，但是沒有提供集中展示功能。故障時有的數(shù)據(jù)被先后送上來，還有些是工程人員手動從裝置調(diào)取的，這些數(shù)據(jù)分散地展示給工程人員。本工程變電站事故信息綜合分析輔助決策系系統(tǒng)設(shè)計了集中展示的功能，讓用戶可以在同一界面中查看某次故障的所有故障信息?？梢酝ㄟ^畫面展示了某次故障的動作報告信息(廠站名稱間隔名稱保護(hù)啟動時間動作元件名稱動作相別動作相對時間動作的故障參數(shù))，故障時的定值信息(定值名稱定值范圍)和故障時刻錄波曲線。

2變電站全景數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和電網(wǎng)調(diào)度運行工作日益精細(xì)化，變電站原有的PDR功能已經(jīng)不能滿足需求，變電站自動化系統(tǒng)原有的事故追憶功能完全依賴開關(guān)變位和總事故信號的觸發(fā)，記錄可靠性較差，數(shù)據(jù)斷面記錄間隔為2~10s，僅能保存時長為5 min的事故，無法記錄和再現(xiàn)較長時間的電網(wǎng)運行狀況，同時PDR僅提供穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)記錄分析功能，無法準(zhǔn)確反映事故的暫態(tài)變化過程和反映系統(tǒng)穩(wěn)定特征的動態(tài)信息參量，信息量非常不完整。在實際的變電站運行過程中，PDR功能實用性較差。因此在變電站自動化系統(tǒng)中開發(fā)全景數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)取代原有事故追憶功能勢在必行。

全景數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是對變電站自動化系統(tǒng)原有PDR功能的改進(jìn)、提高和創(chuàng)新。系統(tǒng)分為統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集、全景數(shù)據(jù)展現(xiàn)和全景數(shù)據(jù)回放兩大部分。

a)統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集

統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集作為智能變電站SCADA的基本功能，實時采集和按照統(tǒng)一斷面存儲系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)。為了全面、精確進(jìn)行全景數(shù)據(jù)回放和全景數(shù)據(jù)展現(xiàn)，實時采集需要存儲的數(shù)據(jù)量非常龐大，因此必須對采集到的實時數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，避免占用過多的CPU和內(nèi)存資源。數(shù)據(jù)存儲按照穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動態(tài)量不同分別存儲到商業(yè)數(shù)據(jù)庫中，并建立快速索引字段，便于高速查詢、檢索。

b)全景數(shù)據(jù)展示和全景數(shù)據(jù)回放

全景分析系統(tǒng)對全景數(shù)據(jù)提供了曲線、表格和圖形等展現(xiàn)方式以全方位展示變電站的全景數(shù)據(jù)。主要包括：

(1) 模擬量曲線。本功能提供了曲線的展示方式，可清晰的展現(xiàn)數(shù)據(jù)的變化趨勢和變化范圍。通過在統(tǒng)一視圖中顯示多條相關(guān)曲線可以方便的顯示故障和非故障情況下相關(guān)量之間的關(guān)系。

(2) 數(shù)字點SOE列表。本功能提供了SOE列表瀏覽方式。系統(tǒng)能夠自動選取在指定時間段內(nèi)開關(guān)量發(fā)生變化的廠站。列表按照時間進(jìn)行排序，時間精度準(zhǔn)確到毫秒。

(3) 斷面圖形和數(shù)據(jù)反演。本功能提供了間隔為1 s的自動連續(xù)數(shù)據(jù)反演和人工數(shù)據(jù)反演。通過基于變電站圖的數(shù)據(jù)反演用戶能夠準(zhǔn)確的了解歷史任意時刻電網(wǎng)的運行情況，再現(xiàn)故障和分析事故的產(chǎn)生、發(fā)展和恢復(fù)的全過程。

(4) 全景數(shù)據(jù)回放是通過故障時刻和故障特征量進(jìn)行檢索，以獲取存儲到商業(yè)數(shù)據(jù)庫中各個斷面的全景數(shù)據(jù)，并以可視化方式進(jìn)行全景回放。界面包括最近一月一季度最近一年設(shè)定時間。事故列表相關(guān)數(shù)據(jù)(表格，曲線，相關(guān)事件，重演等畫面)，故障全景回放界面元素.重演控制面板包括：重演進(jìn)度開始時間當(dāng)前時間結(jié)束時間參數(shù)設(shè)置：重演模式，重演速度等。

3變電站事故分析輔助決策專家系統(tǒng)

電網(wǎng)事故的處理是一個既復(fù)雜又要求實時性極高的過程，單憑人工處理使得故障信息的傳遞緩慢，故障分析不準(zhǔn)確。而另一方面，數(shù)字化、信息化技術(shù)在電網(wǎng)中大量應(yīng)用，使電網(wǎng)發(fā)展呈現(xiàn)出規(guī)?；?、智能化的特點，電網(wǎng)故障時數(shù)字式保護(hù)裝置和故障錄波器能記錄下大量故障數(shù)據(jù)，SCADA系統(tǒng)能快速收集收這些故障信息，但是卻只是簡單地轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)到中心，對這些數(shù)據(jù)缺乏有效的管理和利用。正是基于此，智能變電站采用了事故信息綜合分析輔助決策系統(tǒng)。

事故信息綜合分析輔助決策系統(tǒng)能有效管理故障時刻的故障量、錄波數(shù)據(jù)、告警信息、定值、保護(hù)版本等關(guān)聯(lián)信息，將故障關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)分類、整理、形成一次故障完整的綜合信息，為繼電保護(hù)人員提供故障時刻信息完整的綜合展示。綜合穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)對故障過程進(jìn)行全景事故反演。同時建立故障分析模型，依賴故障分析專家系統(tǒng)進(jìn)行智能分析，推斷可能的故障位置、故障類型和故障原因，并給出故障恢復(fù)策略，指導(dǎo)運行人員快速進(jìn)行故障恢復(fù)或通過故障恢復(fù)策略引導(dǎo)智能控制模塊自動進(jìn)行故障的恢復(fù)。

傳統(tǒng)變電站的數(shù)據(jù)采集模式實時不高，數(shù)據(jù)采集不全面無法真實回放事故發(fā)生過程。智能變電站采用統(tǒng)一斷面全景數(shù)據(jù)采集作為智能變電站SCADA的基本功能，實時采集和按照統(tǒng)一斷面存儲系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)。并提供分析系統(tǒng)對全景數(shù)據(jù)提供曲線、表格和圖形等展現(xiàn)方式以全方位展示變電站的全景數(shù)據(jù)。

專家系統(tǒng)是一個具有專門知識與經(jīng)驗的程序系統(tǒng)，根據(jù)某個領(lǐng)域的專家提供的知識和經(jīng)驗進(jìn)行推理和判斷，模擬專家的決策過程，以解決那些需要專家決策的復(fù)雜問題。變電站事故分析輔助決策專家系統(tǒng)對收集到的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，得到故障分析結(jié)果

a)完成的主要任務(wù)

故障診斷：判斷故障類型、故障性質(zhì)、故障位置。斷路器行為分析：判斷斷路器是否正確動作，是否拒動、偷跳。保護(hù)動作行為分析：保護(hù)是否正確動作，是否拒動、誤動。推理依據(jù)顯示：給出每步推理的一句和原始信息，并評估結(jié)果可靠性。推理結(jié)果顯示。給出故障恢復(fù)策略，回復(fù)電網(wǎng)故障。

b)變電站事故分析模型

變電站事故分析輔助決策專家系統(tǒng)由推理引擎、數(shù)據(jù)庫和知識庫組成。知識庫由資深調(diào)度管理人員的經(jīng)驗組成，并具備學(xué)習(xí)功能，有新的故障事例時能夠加入進(jìn)知識庫。推理引擎通過事例匹配需找相關(guān)的知識，得到推理結(jié)果。變電站事故分析輔助決策專家系統(tǒng)對故障的分析過程包括：對事例進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊對系統(tǒng)參數(shù)、保護(hù)配置和關(guān)系對應(yīng)的設(shè)置，自動生成各保護(hù)和開關(guān)、一次元件的關(guān)聯(lián)關(guān)系，分析保護(hù)的配合情況。進(jìn)程警報;當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況，如單相電流突然增大、電壓下降等，立刻報警。 快速診斷：根據(jù)知識庫和故障情況，推理故障種類、性質(zhì)、發(fā)生原因、故障位置等;針對故障診斷結(jié)果，制定反應(yīng)方案，利用知識庫，分析保護(hù)、開關(guān)行為。系統(tǒng)根據(jù)推理結(jié)果和用戶的不同要求，發(fā)送診斷報告并存檔。

事故恢復(fù)設(shè)計

故障分析是電網(wǎng)事故處理的前提。得到故障設(shè)備后，就要根據(jù)故障形成的停電區(qū)域，采用人工智能手段設(shè)計合理的恢復(fù)供電策略。變電站事故分析輔助決策系統(tǒng)設(shè)計了基于故障恢復(fù)專家知識庫的智能化故障恢復(fù)方案。該知識庫分為三層，即電網(wǎng)操作層、變電站操作層和設(shè)備操作層。分層保證恢復(fù)規(guī)則的通用性和完備性。故障恢復(fù)時能夠根據(jù)故障特點和變電和站運行方式自動搜索相應(yīng)的推理規(guī)則，不須人工干預(yù)。

4事故分析輔助決策與智能控制的協(xié)調(diào)互動

輔助決策系統(tǒng)產(chǎn)生分析結(jié)果和恢復(fù)方案后，生成故障恢復(fù)操作票。智能控制系統(tǒng)根據(jù)控制執(zhí)行故障恢復(fù)操作票實現(xiàn)變電站事故的智能恢復(fù)。變電站事故分析輔助決策系統(tǒng)變電站事故分析輔助決策系統(tǒng)：發(fā)生故障-收集故障數(shù)據(jù)-故障分析-進(jìn)入智能控制階段-生成恢復(fù)操作票-順序執(zhí)行恢復(fù)操作票。

更多好文：21ic智能電網(wǎng)