變電站事故信息綜合分析決策系統的功能結構

1事故信息綜合展示

　　a) 變電站采用的故障數據類型

　　(1) 保護錄波簡報：保護錄波簡報利用保護的錄波數據提取相關故障特征量(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、配置文件和數據文件3個部分聚合而成。

　　(2) 保護告警/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：包含斷路器狀態、跳閘、閉鎖信息。保護動作、斷路器跳閘等開關量變位數據應帶準確時標。

　　(4) 隔離開關狀態：隔離開關狀態是形成網絡拓撲，進而進行故障分析的重要依據。

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

　　(6) 保護通道信息：快速保護往往需要對側的通道信息才能完成正確的保護裝置邏輯判斷與執行。

　　(7) PMU動態數據/故障測距數據：故障前后一周波的電壓、電流相量。故障類型(單相、多相、發展性故障)。

　　b) 事故信息綜合展示的功能

　　目前的變電站自動化系統能夠收集這些故障數據，但是沒有提供集中展示功能。故障時有的數據被先后送上來，還有些是工程人員手動從裝置調取的，這些數據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設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)，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變電站全景數據分析系統

　　隨著電網規模的不斷擴大和電網調度運行工作日益精細化，變電站原有的PDR功能已經不能滿足需求，變電站自動化系統原有的事故追憶功能完全依賴開關變位和總事故信號的觸發，記錄可靠性較差，數據斷面記錄間隔為2~10s，僅能保存時長為5 min的事故，無法記錄和再現較長時間的電網運行狀況，同時PDR僅提供穩態數據記錄分析功能，無法準確反映事故的暫態變化過程和反映系統穩定特征的動態信息參量，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中開發全景數據分析系統取代原有事故追憶功能勢在必行。

　　全景數據分析系統是對變電站自動化系統原有PDR功能的改進、提高和創新。系統分為統一斷面全景數據采集、全景數據展現和全景數據回放兩大部分。

　　a)統一斷面全景數據采集

　　統一斷面全景數據采集作為智能變電站SCADA的基本功能，實時采集和按照統一斷面存儲系統的穩態、暫態和動態數據。為了全面、精確進行全景數據回放和全景數據展現，實時采集需要存儲的數據量非常龐大，因此必須對采集到的實時數據進行壓縮，避免占用過多的CPU和內存資源。數據存儲按照穩態、暫態、動態量不同分別存儲到商業數據庫中，并建立快速索引字段，便于高速查詢、檢索。

　　b)全景數據展示和全景數據回放

　　全景分析系統對全景數據提供了曲線、表格和圖形等展現方式以全方位展示變電站的全景數據。主要包括：

　　(1) 模擬量曲線。本功能提供了曲線的展示方式，可清晰的展現數據的變化趨勢和變化范圍。通過在統一視圖中顯示多條相關曲線可以方便的顯示故障和非故障情況下相關量之間的關系。

　　(2) 數字點SOE列表。本功能提供了SOE列表瀏覽方式。系統能夠自動選取在指定時間段內開關量發生變化的廠站。列表按照時間進行排序，時間精度準確到毫秒。

     (3) 斷面圖形和數據反演。本功能提供了間隔為1 s的自動連續數據反演和人工數據反演。通過基于變電站圖的數據反演用戶能夠準確的了解歷史任意時刻電網的運行情況，再現故障和分析事故的產生、發展和恢復的全過程。

　　(4) 全景數據回放是通過故障時刻和故障特征量進行檢索，以獲取存儲到商業數據庫中各個斷面的全景數據，并以可視化方式進行全景回放。界面包括Z近一月一季度Z近一年設定時間。事故列表相關數據(表格，曲線，相關事件，重演等畫面)，故障全景回放界面元素.重演控制面板包括：重演進度開始時間當前時間結束時間參數設置：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

　　電網事故的處理是一個既復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，故障分析不準確。而另一方面，數字化、信息化技術在電網中大量應用，使電網發展呈現出規?；?、智能化的特點，電網故障時數字式保護裝置和故障錄波器能記錄下大量故障數據，SCADA系統能快速收集收這些故障信息，但是卻只是簡單地轉發給調到中心，對這些數據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。

　　事故信息綜合分析輔助決策系統能有效管理故障時刻的故障量、錄波數據、告警信息、定值、保護版本等關聯信息，將故障關聯數據分類、整理、形成一次故障完整的綜合信息，為繼電保護人員提供故障時刻信息完整的綜合展示。綜合穩態數據、暫態數據和動態數據對故障過程進行全景事故反演。同時建立故障分析模型，依賴故障分析專家系統進行智能分析，推斷可能的故障位置、故障類型和故障原因，并給出故障恢復策略，指導運行人員快速進行故障恢復或通過故障恢復策略引導智能控制模塊自動進行故障的恢復。

　　傳統變電站的數據采集模式實時不高，數據采集不全面無法真實回放事故發生過程。智能變電站采用統一斷面全景數據采集作為智能變電站SCADA的基本功能，實時采集和按照統一斷面存儲系統的穩態、暫態和動態數據。并提供分析系統對全景數據提供曲線、表格和圖形等展現方式以全方位展示變電站的全景數據。

　　專家系統是一個具有專門知識與經驗的程序系統，根據某個領域的專家提供的知識和經驗進行推理和判斷，模擬專家的決策過程，以解決那些需要專家決策的復雜問題。變電站事故分析輔助決策專家系統對收集到的故障數據進行綜合分析，得到故障分析結果

　　a)完成的主要任務

　　故障診斷：判斷故障類型、故障性質、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。保護動作行為分析：保護是否正確動作，是否拒動、誤動。推理依據顯示：給出每步推理的一句和原始信息，并評估結果可靠性。推理結果顯示。給出故障恢復策略，回復電網故障。

　　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由推理引擎、數據庫和知識庫組成。知識庫由資深調度管理人員的經驗組成，并具備學習功能，有新的故障事例時能夠加入進知識庫。推理引擎通過事例匹配需找相關的知識，得到推理結果。變電站事故分析輔助決策專家系統對故障的分析過程包括：對事例進行預處理，根據數據庫模塊對系統參數、保護配置和關系對應的設置，自動生成各保護和開關、一次元件的關聯關系，分析保護的配合情況。進程警報；當系統出現異常情況，如單相電流突然增大、電壓下降等，立刻報警。 快速診斷：根據知識庫和故障情況，推理故障種類、性質、發生原因、故障位置等；針對故障診斷結果，制定反應方案，利用知識庫，分析保護、開關行為。系統根據推理結果和用戶的不同要求，發送診斷報告并存檔。

　　事故恢復設計

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

　　4事故分析輔助決策與智能控制的協調互動

　　輔助決策系統產生分析結果和恢復方案后，生成故障恢復操作票。智能控制系統根據控制執行故障恢復操作票實現變電站事故的智能恢復。變電站事故分析輔助決策系統變電站事故分析輔助決策系統：發生故障-收集故障數據-故障分析-進入智能控制階段-生成恢復操作票-順序執行恢復操作票。

來源：博廣科技

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