王 威，郭進(jìn)紅，茹作偉，劉娟霞，孫麗華

（國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司酒泉供電公司，甘肅 酒泉 735000）

0 引 言

在集控站監(jiān)控系統(tǒng)中采集各個(gè)變電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，集控站運(yùn)行人員需要在短時(shí)間內(nèi)完成大量告警信息的處理，快速判斷故障原因。隨著電力負(fù)荷的增長(zhǎng)，電網(wǎng)的規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，為了幫助集控站運(yùn)行人員快速分析并處理告警信息，需要在集控站監(jiān)控系統(tǒng)中采用智能化輔助決策技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障告警信息的自動(dòng)化提取，輔助工作人員進(jìn)行判斷和決策，從而降低人工工作量，提高電網(wǎng)故障的處理速度[1]。

1 集控站監(jiān)控系統(tǒng)

集控站監(jiān)控系統(tǒng)一般是調(diào)度主站監(jiān)控系統(tǒng)的延伸，供集控站運(yùn)維人員監(jiān)視變電站運(yùn)行情況。變電站信息點(diǎn)表中對(duì)各類信號(hào)進(jìn)行了定級(jí)分類，在監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中也進(jìn)行了定級(jí)分類，主要分為事故信號(hào)、保護(hù)信號(hào)、變位信號(hào)、異常情況以及告知信號(hào)等，方便進(jìn)行分析和監(jiān)視。早期的監(jiān)控系統(tǒng)中還設(shè)置了告警直傳功能，由主站監(jiān)控系統(tǒng)的告警采集程序采集告警網(wǎng)關(guān)機(jī)上的信息，但是實(shí)際應(yīng)用效果不佳[2]。如今都是在廠站配置遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置，在主站監(jiān)控系統(tǒng)配置前置服務(wù)器，以調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)為通道進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集，這種模式比較穩(wěn)定，信息傳輸不易遺漏。

目前的集控站監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障，那么集控站監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)接收到大量的監(jiān)控告警信息。雖然在監(jiān)控系統(tǒng)中已經(jīng)對(duì)所有的信號(hào)按級(jí)別進(jìn)行分類，但是隨著變電站數(shù)量的增多，集控站運(yùn)行人員在工作中依然面臨著較大的壓力，特別是在電網(wǎng)發(fā)生大范圍故障時(shí)，需要處理的告警信息數(shù)量很大，容易出現(xiàn)告警信息遺漏的情況[3]。

2 基于大數(shù)據(jù)的集控站監(jiān)控系統(tǒng)智能化輔助決策技術(shù)

通過應(yīng)用集控站監(jiān)控系統(tǒng)智能化輔助決策技術(shù)，能夠幫助集控站工作人員發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的隱患，輔助調(diào)控人員的日常監(jiān)視和運(yùn)維操作。借助智能化輔助決策技術(shù)能夠?qū)Υ罅康母婢畔⑦M(jìn)行智能化分析和事故過程推演，從而明確問題的源頭和故障關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)事故輔助判斷和快速處理。

2.1 電流互感器故障的智能輔助決策

在電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行中，電流互感器經(jīng)常發(fā)生故障。當(dāng)母線和輸電線路共用一個(gè)電流互感器時(shí)，如果電流互感器發(fā)生故障，并且故障點(diǎn)位于母線和線路的保護(hù)范圍，則母線和輸電線路保護(hù)都會(huì)動(dòng)作。母線保護(hù)動(dòng)作會(huì)跳開所有和母線相連的開關(guān)，從而達(dá)到隔離故障點(diǎn)的目的[4,5]。對(duì)于電流互感器故障的智能輔助決策而言，需要綜合考慮開關(guān)的變位信號(hào)和事件順序記錄（Sequence Of Event，SOE）信息，并對(duì)電氣量進(jìn)行時(shí)序分析，最終得到時(shí)序動(dòng)作信息。電流互感器故障的輔助決策判斷邏輯如圖1所示。

圖1 電流互感器故障的輔助決策判斷邏輯

如果電網(wǎng)出現(xiàn)雙設(shè)備故障，此時(shí)需要得到輸電線路的故障測(cè)距值。對(duì)于母線故障而言，則要提取和母線相連的各個(gè)開關(guān)間隔短路電流，找到短路電流最大的間隔[6]。結(jié)合開關(guān)的動(dòng)作時(shí)序情況，可以初步診斷決策電流互感器故障，通知運(yùn)維檢修人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電流互感器進(jìn)行檢查，將具體的檢查結(jié)果反饋給集控站。

2.2 開關(guān)失靈故障的輔助決策

開關(guān)設(shè)備在長(zhǎng)期運(yùn)行過程中可能會(huì)出現(xiàn)保護(hù)失靈的情況，導(dǎo)致故障無法及時(shí)正確切除。開關(guān)設(shè)備失靈主要包括2種不同的情況：一是輸電線路發(fā)生故障，其中一側(cè)的開關(guān)出現(xiàn)拒動(dòng)情況，則母差保護(hù)將動(dòng)作；二是母線發(fā)生故障，母線中的一個(gè)開關(guān)出現(xiàn)拒動(dòng)，則會(huì)使輸電線路的對(duì)側(cè)開關(guān)也跳閘[7]。在上述分析中，首先判斷發(fā)生的故障類型，其次確認(rèn)出現(xiàn)拒動(dòng)情況的開關(guān)，最后借助故障診斷算法確定具體的故障設(shè)備。開關(guān)失靈故障的輔助決策判斷邏輯如圖2所示。

圖2 開關(guān)失靈故障的輔助決策判斷邏輯

調(diào)取錄波文件，通過分析判斷定位到具體的故障點(diǎn)，同時(shí)分析各個(gè)開關(guān)設(shè)備的動(dòng)作時(shí)序情況。此外，從集控站監(jiān)控系統(tǒng)中獲取拒動(dòng)開關(guān)的具體動(dòng)作時(shí)間，結(jié)合動(dòng)作時(shí)序判斷故障設(shè)備的類型和拒動(dòng)失靈開關(guān)的相別等。

2.3 相繼故障的輔助決策判斷

相繼故障是實(shí)際電力生產(chǎn)中經(jīng)常遇到的基本故障類型，對(duì)于相繼故障的輔助決策判斷，需要根據(jù)系統(tǒng)上的暫態(tài)數(shù)據(jù)，結(jié)合電氣解析算法獲取輸電線路和母線上的電氣突變量數(shù)據(jù)信息，判斷母線和輸電線路是否出現(xiàn)相繼故障，并得出具體的開關(guān)動(dòng)作時(shí)序情況[8,9]。具體的相繼故障輔助決策判斷邏輯如圖3所示。

圖3 相繼故障的輔助決策判斷邏輯

從監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取設(shè)備的突變量和開關(guān)動(dòng)作的時(shí)序等數(shù)據(jù)，根據(jù)各類設(shè)備的相繼故障時(shí)間，判斷電網(wǎng)是否出現(xiàn)相繼故障。

3 集控站監(jiān)控系統(tǒng)智能化輔助決策技術(shù)的應(yīng)用

對(duì)于集控站監(jiān)控系統(tǒng)智能化輔助決策技術(shù)的應(yīng)用，可以以專家知識(shí)庫(kù)的方式將電網(wǎng)故障的分析判斷規(guī)則寫入智能化輔助決策系統(tǒng)中。集控站運(yùn)行人員通過綜合考慮多條保護(hù)動(dòng)作等監(jiān)控信息，結(jié)合電網(wǎng)中的開關(guān)狀態(tài)和有功功率等遙測(cè)量，分析具體的故障原因，并采取相應(yīng)的電網(wǎng)事故處置方法。在集控站監(jiān)控系統(tǒng)輔助決策體系中，將這些判斷規(guī)則以數(shù)學(xué)模型的方式加以抽象，并通過數(shù)學(xué)方法加以表達(dá)，形成集控站監(jiān)控系統(tǒng)輔助決策專家知識(shí)庫(kù)。在電網(wǎng)發(fā)生事故時(shí)，集控站監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)接收到大量的告警信息，可以利用專家知識(shí)庫(kù)對(duì)這些告警信息進(jìn)行智能化分析處理，生成告警信息的處理結(jié)果，減少人工分析判斷的工作量。此外，還可以采取關(guān)鍵字段識(shí)別的方式來對(duì)每一條監(jiān)控信息進(jìn)行處理，通過定義的關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行判斷，當(dāng)同時(shí)滿足某些判定條件時(shí)，就表明發(fā)生了故障[10]。

以環(huán)網(wǎng)雙回線故障檢測(cè)為例，探討集控站監(jiān)控系統(tǒng)智能化輔助決策技術(shù)的具體應(yīng)用。環(huán)網(wǎng)雙回線是電網(wǎng)中的常見結(jié)構(gòu)，雙回線故障的檢測(cè)電路如圖4所示。

圖4 雙回線故障的檢測(cè)電路

在對(duì)雙回線故障進(jìn)行檢測(cè)的過程中，需要實(shí)時(shí)獲取雙回線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ?，以判斷該雙回線是否處于環(huán)網(wǎng)狀態(tài)，同時(shí)將檢測(cè)到的網(wǎng)絡(luò)模型存入數(shù)據(jù)庫(kù)的緩存表中。具體的雙回線故障檢測(cè)流程如圖5所示。

圖5 雙回線故障檢測(cè)流程

具體的雙回線故障診斷與輔助決策中，當(dāng)線路中的電流突變值超過輔助決策系統(tǒng)中所設(shè)定的閾值后，此時(shí)可以認(rèn)為雙回線路發(fā)生故障，將輔助判斷得出的線路故障結(jié)果輸出至告警界面。整個(gè)故障判斷與輔助決策過程中，電網(wǎng)模型和電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的獲取是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)于輔助決策的準(zhǔn)確性具有直接影響。

4 結(jié) 論

通過對(duì)集控站監(jiān)控系統(tǒng)的智能化輔助決策技術(shù)進(jìn)行分析，探討輔助決策技術(shù)具體的實(shí)現(xiàn)邏輯。在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行中，應(yīng)用智能化輔助決策技術(shù)可以促進(jìn)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，提高集控站運(yùn)行管理水平，具有較好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。