配网自动化主站智能报警系统设计分析

发表时间：2020-12-15T14:58:00.087Z 来源：《电力设备》2020年第29期 作者： 严拥军

[导读] 摘要：随着电网规模不断扩大，配网自动化主站系统所采集的信息量向海量化方向发展，配网自动化主站监控人员需要对所有电网运行信息进行人工分析和处理，尤其是在台风、雷雨等恶劣天气导致电网事故频发时，大量报警信息以及语音报警的涌入，导致配网自动化主站监控人员对电网信息的监控难度急剧增加，造成监控人员难以及时、准确地掌握综合故障信息，影响事故的应急处理。 （身份证号码：42222819721112XXXX 武汉明心电力科技有限公司 湖北省武汉市 430205）

摘要：随着电网规模不断扩大，配网自动化主站系统所采集的信息量向海量化方向发展，配网自动化主站监控人员需要对所有电网运行信息进行人工分析和处理，尤其是在台风、雷雨等恶劣天气导致电网事故频发时，大量报警信息以及语音报警的涌入，导致配网自动化主站监控人员对电网信息的监控难度急剧增加，造成监控人员难以及时、准确地掌握综合故障信息，影响事故的应急处理。因此，现阶段迫切需要一套能满足配网自动化主站运行需求的智能报警系统，以实现电网运行故障信息的智能分析诊断。 关键词：配网自动化；主站智能报警；系统设计 1配网自动化主站建设构想 1.1主站系统总体架构

配电自动化主站系统的建设前提是符合一体化电网运行智能系统（OS2）整体要求，依循SOA架构体系，基于统一的ICT基础设施、统一的模型及统一的服务接口标准，构建一体化支撑平台和运行服务总线（OSB）。通过支撑平台和横向运行服务总线集成各功能模块/业务子系统，通过广域运行服务总线实现与其他自动化系统的互联。通过企业服务总线实现与其它相关业务系统（如生产管理系统、营销管理系统等企业信息化系统）的信息共享、协调控制及流程化管理。

系统各类数据和应用服务的注册和发布应满足各级电网一体化电网运行智能系统技术规范要求。 1.2建设配网主站远程工作站的设想

现阶段各县区局暂时仍使用WEB系统和手机短信作为配网运维监控的主要手段，配网主站应开展远程工作站建设，配置相应的二次安防设备，加固主站系统网络设备性能等，尝试在各县区局配电部配置远程工作站作为试点，由县区局配电部负责管理和维护。尽快实现各运行单位远程工作站全覆盖，下放配网设备管理权限至运维班组，但需要注意的是，调度权仍需在地调配网调度班。 1.3完善满足主站及终端对二次安防的要求

近年网络病毒有重冒头的趋势，“5.12蠕虫恶意软件”、“勒索病毒”、“震网三代”层出不穷，配网自动化由于其自身特殊性，单靠现阶段配网自动化的二次安防设备以及工作人员的自律未能满足现阶段的二次安防要求，需加强完善架设硬件防火墙、纵向加密认证装置和横向隔离装置等二次安防设施建设，特别是要和通信的光纤建设项目紧密配合，做到“安全分区，网络专用，横向隔离，纵向认证”，保障配网监控系统网络的安全。

1.4升级改造配网自动化主站前置系统

2011年为中国光伏应用元年，时至今日，已有2017年为中国光伏爆发元年的说法，近年来光伏、风电等分布式电源的发展业内有目共睹，但是其由于本身相對灵活的特殊性，其接入配网主站系统的通信方式可能是多种多样，如调度数据网、模拟通道等等，这就要求配网主站对每一种接入方式都有与之相对应的前置设备，否则将无法进行数据解析。目前配网主站仅可以满足无线公网的信号接入，还需交换机、路由器、模拟通道板等设备才能满足接入多样化的需求，前置设备的更新以及加固主站系统理应提上议程。 1.5初步实现配网管理智能化

结合企业信息化建设，加强配电网相关自动化信息的共享和系统集成，促进配电网自动化信息综合利用。配网自动化系统高级应用功能能否发挥作用很大程度上依赖于与其他相关系统的信息交互是否正常，如拓扑分析需要配网GIS系统提供馈线单线图、用户停电分析需要计量自动化系统提供台变和用户信息。

2配网自动化主站智能报警系统整体架构设计

智能报警系统总体架构设计自下而上分为4个层次，分别为基础信息层设计、知识库层设计、推理层设计、结果展示层设计。其中，基础信息层包含所有推理知识库规则的原子对象，与报警信息之间存在着唯一的映射关系；知识库层包含单一、关联报警信息推理规则；推理层用户处理实时报警信息，按推理知识寻求推理结果；结果展示层用于展示推理结果及推理详细信息。4个层次的相互关系如图1所示。

图1

2.1基础信息层设计

报警对象为电网运行产生的监控报警信息，如：xxx间隔保护装置异常动作，xxx断路器弹簧未储能动作等。这些报警信息在系统中有实际的模型与之对应，报警消息报文中有对应的关键字信息，能够进行对象的唯一性辨识。在推理时需要考虑到厂站、间隔、设备等信息，有时可能需要考虑到电网拓扑关系，单从报警信息字符串解析无法获取相关从属关系，更无法进行复杂的电网事件推理。这类报警信息需要分类建立对象，同时需要与实际的电网模型进行关联。如：过流保护与监控保护信息中的过流1段、过流2段、过流3段、过流加速段以及过流反时限等信号关联。报警对象的描述包括对象名称、与报警信息匹配映射的方法、动作/复归表示方法、与报警类型状态的关联等。

2.2知识库层设计

推理知识库的构建以报警对象库为操作原子，定义单一推理规则、关联推理规则。单一推理规则主要是对单个信号进行逻辑推理，主要包括单一直接推理、延时未复归推理、周期性频发推理等。关联推理规则主要是由关联的报警事件信息推理出综合的事件结果，如：间隔内的事故动作、开关分闸可以推理出开关事故跳闸；间隔内的事故动作、开关分闸、重合闸动作、开关合闸，此时推理结果为瞬时故障。

2.3推理层设计

推理机是系统中基于知识的推理在计算机中的实现部件，主要包括推理和控制两个方面，是知识系统中不可缺少的重要组成部分。推理机主要执行两个任务：一是检验已有的事实和规则；二是确定推理路线，多次调用知识库中的知识，进行逻辑推理，最后得到问题的结论。

智能报警推理以电力调控自动化系统中发生的报警为数据源，按预定义的规则模板推理出结果，并给出处理意见。构建报警对象库，以报警对象为最小单元，定义推理知识库；实时接收报警消息，与报警对象库进行匹配映射，根据知识库推理出符合规则的结果并进行展示。

推理机接收到实时报警信息开始工作，对报警信息进行解析判断，并与报警对象库进行映射，分析是否满足缓存规则中某一条件，如没有则分析是否存在符合的规则；在条件全部满足时及时推出结果信息。推理机循环接收报警信息，重复上述步骤进行逻辑推理。 2.4结果展示层设计

推理结果展示包括推理综合事件展示和推理详细信息展示两部分，推理综合事件信息通过报警的形式发送至报警客户端，可以通过平台报警服务定义对应的报警行为动作。推理详细信息展示在有需要时通过报警综合结果信息触发，独立界面展示推理过程中的详细信息。 3配网自动化主站智能报警系统设计的关键技术 3.1基于属性分类的专家库技术

通过对变电站自动化信息缺陷属性的调研，将信息按照缺陷属性进行分类，建立基本信号类型，并在基本信号类型基础上建立精确匹配的推理逻辑表达式。

3.2基于虚拟映射的推理机技术

根据电网模型建立自动化信息的空间属性（厂站、间隔、设备关联关系），并将自动化信息的空间属性与缺陷属性（基本型号类型）映射为数字量，从而实现自然语言的规则库下数字量逻辑表达式的映射关系，推理过程映射为数字量运算表达式的匹配。 结束语

目前配网规划与配网自动化规划尚未形成有机互动。配网规划作为城市规划的重要组成部分，必须服从于、服务于城市总体规划，并随着城市功能定位的调整及时修订。而配网自动化主站作为配网大脑的角色，在其规划工作中，必须紧跟时代的潮流，与电网规划合理衔接并充分互动，建立协作常态化，联手为地区的发展建设提供优质可靠的电力环境。 参考文献

[1]明毅.本溪市配电网馈线自动化模式的研究与设计[D].华北电力大学，2014. [2]廖石江.珠海配电网故障自动隔离技术与应用研究[D].华南理工大学，2012. [3]江伟奇.面向电网智能调度的信息统一建模及其应用[D].华南理工大学，2012.