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(zhuān)家系統(tǒng)三個(gè)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(lèi)型

(1) 保護(hù)錄波簡(jiǎn)報(bào)：保護(hù)錄波簡(jiǎn)報(bào)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(shí)間、故障相別及類(lèi)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(gè)部分聚合而成。

(2) 保護(hù)告警/動(dòng)作事件：包括重要繼電器的啟動(dòng)、出口和返回時(shí)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(dòng)作、斷路器跳閘等開(kāi)關(guān)量變位數(shù)據(jù)應(yīng)帶準(zhǔn)確時(shí)標(biāo)。

(4) 隔離開(kāi)關(guān)狀態(tài)：隔離開(kāi)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(duì)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)/故障測(cè)距數(shù)據(jù)：故障前后一周波的電壓、電流相量。故障類(lèi)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(dòng)化系統(tǒng)能夠收集這些故障數(shù)據(jù)，但是沒(méi)有提供集中展示功能。故障時(shí)有的數(shù)據(jù)被先后送上來(lái)，還有些是工程人員手動(dòng)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(jì)了集中展示的功能，讓用戶(hù)可以在同一界面中查看某次故障的所有故障信息。可以通過(guò)畫(huà)面展示了某次故障的動(dòng)作報(bào)告信息(廠站名稱(chēng)間隔名稱(chēng)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)間動(dòng)作元件名稱(chēng)動(dòng)作相別動(dòng)作相對(duì)時(shí)間動(dòng)作的故障參數(shù))，故障時(shí)的定值信息(定值名稱(chēng)定值范圍)和故障時(shí)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(yùn)行工作日益精細(xì)化，變電站原有的PDR功能已經(jīng)不能滿(mǎn)足需求，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)原有的事故追憶功能完全依賴(lài)開(kāi)關(guān)變位和總事故信號(hào)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(shí)長(zhǎng)為5 min的事故，無(wú)法記錄和再現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的電網(wǎng)運(yùn)行狀況，同時(shí)PDR僅提供穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)記錄分析功能，無(wú)法準(zhǔn)確反映事故的暫態(tài)變化過(guò)程和反映系統(tǒng)穩(wěn)定特征的動(dòng)態(tài)信息參量，信息量非常不完整。在實(shí)際的變電站運(yùn)行過(guò)程中，PDR功能實(shí)用性較差。因此在變電站自動(dòng)化系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)全景數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)取代原有事故追憶功能勢(shì)在必行。

全景數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)是對(duì)變電站自動(dòng)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(shí)時(shí)采集和按照統(tǒng)一斷面存儲(chǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)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(shí)時(shí)采集需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量非常龐大，因此必須對(duì)采集到的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，避免占用過(guò)多的CPU和內(nèi)存資源。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)按照穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)、動(dòng)態(tài)量不同分別存儲(chǔ)到商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，并建立快速索引字段，便于高速查詢(xún)、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(duì)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(shì)和變化范圍。通過(guò)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(diǎn)SOE列表。本功能提供了SOE列表瀏覽方式。系統(tǒng)能夠自動(dòng)選取在指定時(shí)間段內(nèi)開(kāi)關(guān)量發(fā)生變化的廠站。列表按照時(shí)間進(jìn)行排序，時(shí)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(dòng)連續(xù)數(shù)據(jù)反演和人工數(shù)據(jù)反演。通過(guò)基于變電站圖的數(shù)據(jù)反演用戶(hù)能夠準(zhǔn)確的了解歷史任意時(shí)刻電網(wǎng)的運(yùn)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(guò)程。

(4) 全景數(shù)據(jù)回放是通過(guò)故障時(shí)刻和故障特征量進(jìn)行檢索，以獲取存儲(chǔ)到商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)中各個(gè)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(shí)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(huà)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(kāi)始時(shí)間當(dāng)前時(shí)間結(jié)束時(shí)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(zhuān)家系統(tǒng)

電網(wǎng)事故的處理是一個(gè)既復(fù)雜又要求實(shí)時(shí)性極高的過(guò)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)?；⒅悄芑奶攸c(diǎn)，電網(wǎng)故障時(shí)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(jiǎn)單地轉(zhuǎn)發(fā)給調(diào)到中心，對(duì)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(shí)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(lèi)、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(shí)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(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)故障過(guò)程進(jìn)行全景事故反演。同時(shí)建立故障分析模型，依賴(lài)故障分析專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行智能分析，推斷可能的故障位置、故障類(lèi)型和故障原因，并給出故障恢復(fù)策略，指導(dǎo)運(yùn)行人員快速進(jìn)行故障恢復(fù)或通過(guò)故障恢復(fù)策略引導(dǎo)智能控制模塊自動(dòng)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(shí)時(shí)不高，數(shù)據(jù)采集不全面無(wú)法真實(shí)回放事故發(fā)生過(guò)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(shí)時(shí)采集和按照統(tǒng)一斷面存儲(chǔ)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。并提供分析系統(tǒng)對(duì)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(zhuān)家系統(tǒng)是一個(gè)具有專(zhuān)門(mén)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)的程序系統(tǒng)，根據(jù)某個(gè)領(lǐng)域的專(zhuān)家提供的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理和判斷，模擬專(zhuān)家的決策過(guò)程，以解決那些需要專(zhuān)家決策的復(fù)雜問(wèn)題。變電站事故分析輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)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(lèi)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(dòng)作，是否拒動(dòng)、偷跳。保護(hù)動(dòng)作行為分析：保護(hù)是否正確動(dòng)作，是否拒動(dòng)、誤動(dòng)。推理依據(jù)顯示：給出每步推理的一句和原始信息，并評(píng)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(zhuān)家系統(tǒng)由推理引擎、數(shù)據(jù)庫(kù)和知識(shí)庫(kù)組成。知識(shí)庫(kù)由資深調(diào)度管理人員的經(jīng)驗(yàn)組成，并具備學(xué)習(xí)功能，有新的故障事例時(shí)能夠加入進(jìn)知識(shí)庫(kù)。推理引擎通過(guò)事例匹配需找相關(guān)的知識(shí)，得到推理結(jié)果。變電站事故分析輔助決策專(zhuān)家系統(tǒng)對(duì)故障的分析過(guò)程包括：對(duì)事例進(jìn)行預(yù)處理，根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)模塊對(duì)系統(tǒng)參數(shù)、保護(hù)配置和關(guān)系對(duì)應(yīng)的設(shè)置，自動(dòng)生成各保護(hù)和開(kāi)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(bào);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(bào)警。 快速診斷：根據(jù)知識(shí)庫(kù)和故障情況，推理故障種類(lèi)、性質(zhì)、發(fā)生原因、故障位置等;針對(duì)故障診斷結(jié)果，制定反應(yīng)方案，利用知識(shí)庫(kù)，分析保護(hù)、開(kāi)關(guān)行為。系統(tǒng)根據(jù)推理結(jié)果和用戶(hù)的不同要求，發(fā)送診斷報(bào)告并存檔。

事故恢復(fù)設(shè)計(jì)

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(jì)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(jì)了基于故障恢復(fù)專(zhuān)家知識(shí)庫(kù)的智能化故障恢復(fù)方案。該知識(shí)庫(kù)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(shí)能夠根據(jù)故障特點(diǎn)和變電和站運(yùn)行方式自動(dòng)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(dòng)

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(shí)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。

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