变电站集中监控多源数据信息分析系统研究与应用.pdf

71 电工电气 (2023 No.7)赵玉成，丁磊明，闻煜峰，倪堃(国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，浙江 嘉兴 314033)变电站集中监控多源数据信息分析系统研究与应用0 引言变电站集中监控告警信息存在可靠性不高、漏发、厂站主站信息不一致等问题。信息分析工作需每天对海量的电网监控信息进行“专家门诊”。通过统计分类、复核分析，对错误的告警信息进行修正，并挖掘信息背后电网和设备的健康状况，揭示电网设备隐蔽缺陷，从而提高监控效能，保障电网安全运行。信息分析人员每天要对海量监控信息进行统计分析，信息多，统计方法落后，统计占用时间长是目前信息分析面临的最大难题。通过建立变电站设备集中监控信息管理系统能够实现对监控信息生命周期的管控，但如何有效降低信息分析人员统计分析信息的时间，实现对监控信息的高效智能管控仍是亟待解决的问题。1 信息分析工作现状1.1 信息统计内容信息分析工作需要统计集中监控变电站告警信息数量、功率因数、母线电压、主变负载、线路负载、遥控操作、频发信息、故障异常事件等八个类别的内容，每个类别的统计内容和数据来源也不尽相同。信息分析人员每天要按八个类别对监控告警信息进行统计筛选、复核分析。数据分散在调度自动化系统(OPEN3000)、无功电压控制系统(AVC)、智能调度管理系统(OMS)等。系统多、数据多、统计项目多，缺乏统一的信息集中存储和分析工具，给统计分析工作造成了很大障碍，具体如表 1 所示。信息分析人员每天要分析的告警信息有近2 000条，统计、分类整理数据所用时间日均在 3 4 h，占用平时近一半的工作时间。其中频发信息、故障异常事件及各类越限频次的统计用时占比较高，达到总时间的 80%以上。1.2 信息分析工具的不足信息分析工作当前主要借助一些辅助工具开展，有 OPEN3000、AVC、OMS 等。OPEN3000 系统告警查询模块功能不完善，虽然有分类查询数据的功能，但缺少对频发告警信息按自定义阀值进行统计的功能，缺少对功率因数、母线电压、主变及线路越限频次的统计功能，缺少对开关远方遥控预置成功率情况、操作成功率情况统计的功能，而且统计出的告警信息不能方便导出为表格等常见格式，对日常工作带来不便；AVC 系统实现了对自动控制数量的统计，但缺少遥控成功率和设备遥控失败频次的按需统计；OMS 系统中对故障异常事件的发生时间、厂站、设备、处置情况及遥控操作的时间、发令人、操作人、操作内容等记录离散的分布在运行日志不同的记录类别中，也没有格式化的结构要求，记录内容比较随意，格式不统一，表述不规范。以上存在的问题导致了对数据的获取、筛选、格式统一、分类整理、整合归纳、结果生成等都需要耗费大量的人力，部分分析内容所需的人工统计表1 告警信息统计内容表统计类别统计内容数据来源日均耗时告警信息数量五类告警信息条数OPEN30005功率因数信息条数OPEN30002越限频次20母线电压信息条数OPEN30006越限频次36主变负载信息条数OPEN30002越限频次16线路负载信息条数OPEN30003越限频次18遥控操作AVC自动控制情况AVC5人工遥控情况OPEN3000、OMS9频发信息五类频发信息条数OPEN300050故障异常事件故障异常事件数量OMS20min基金项目：国网浙江省电力有限公司科技项目(5211JX23000Q)信息与交流变电站集中监控多源数据信息分析系统研究与应用72电工电气 (2023 No.7)分析时间较长，严重影响了信息分析工作的效率，需要对信息统计分析工具进行改进。2 整体技术方案变电站集中监控多源数据信息分析系统部署在生产管理信息安全区，通过接口实时采集OPEN3000 系统的告警数据(事故、异常、越限、变位、告知)、遥控、遥测、遥调数据，通过提供与 AVC及 OMS 系统的离线数据接口，导入需要进行分析的无功电压控制数据、容抗设备动作数据及设备台账数据、电网设备故障事件数据、设备异常事件数据、缺陷数据等，构建数据集中管理中心，实现数据的集中共享和高效利用。采用基于 Java 语言的数据库技术开发基础信息管理、告警信息频发分析、告警事件频次分析、遥控操作分析等功能，实现对信息分析工作的支撑。3 系统硬件构架该系统包括数据库服务器、应用服务器、客户端等组成部分。数据库服务器主要存储集中监控告警信息的历史数据、设备台账数据、无功电压的控制数据、设备故障异常数据、设备缺陷数据、统计分析的计算数据等。应用服务器主要存储系统应用程序的数据及程序运行的中间数据等。客户端主要用于人机交互，实现用户的功能应用等。系统硬件网络拓扑如图 1 所示。4 系统主要功能4.1 基础信息管理对集中监控变电站的厂站、间隔、开关闸刀等一次设备和保护自动化等二次设备的遥信、遥测、遥控数据进行筛选，剔除用户变电站和基建状态的新、改、括建设备等不需要进行信息分析的数据，提高后续监控信息分析的效率与准确率。同时，提供对厂站一、二次设备台账和设备遥信、遥测、遥控信息查询的功能，实现按监控责任区、电压等级、变电站、设备类型、告警时间、告警信息分类、是否上窗等对设备进行分类统计查询，并具备按照告警信息关键字与、非等逻辑进行告警信息灵活查询的功能。4.2 告警信息频发分析对集中监控变电站设备的事故、异常、越限、变位、告知五类设备监控告警信息数据，实现按告警发生时间、监控责任区、电压等级、变电站等进行分类统计，并且可以设置告警信息频发的阀值，按频发数量进行排序，生成告警信息动作复归频次统计表、告警信息频发告警明细表等，辅助对告警信息频发情况进行分析统计。4.3 告警事件频次分析按照集中监控变电站功率因数、母线电压、主变负载电流、线路负载电流的监视限额要求，对集中监控变电站的遥信、遥测数据按照电压、电流量进行分类统计，实现按时间、监控责任区、电压等级、变电站等统计，生成功率因数越限频次报表、母线电压越限频次报表、主变负载越限频次报表、线路负载越限频次报表，辅助对告警事件频次情况进行分析统计。4.4 遥控操作分析对集中监控变电站的开关遥控数据、开关变位数据、无功电压自动控制数据等按时间、监控责任区、电压等级、变电站、开关类型、操作人、遥控预置情况、操作成功情况等进行分类统计，生成人工遥控操作报表和 AVC 遥控操作报表。其中人工遥控操作报表包括人工遥控操作成功率和人工遥控选择成功率的统计。AVC 遥控操作报表包括遥控成功率和遥控失败频次的统计。4.5 故障异常事件分析对集中监控变电站主变、线路、容抗器、所用变等设备的各类故障及异常事件，按照时间、监控责任区、电压等级、变电站、设备类型、故障类型、图1 硬件网络拓扑图客户端1客户端n数据库服务器OPEN3000数据库服务器应用服务器区网络公司局域网变电站集中监控多源数据信息分析系统研究与应用73 电工电气 (2023 No.7)故障原因、缺陷类型、缺陷原因等进行分类统计，生成设备故障事件统计报表和设备异常事件统计报表，辅助对故障异常事件情况进行分析统计。4.6 系统分类检索对集中监控变电站的五类告警数据，按时间、责任区域、变电站、告警内容等条件对数据进行检索，得到满足条件的所有告警信息，实现基于告警信息的数据分类检索。对频发告警信息、告警事件频次、遥控操作、故障异常事件等，按时间、责任区域、变电站等条件对数据进行检索，得到满足条件的所有事件，实现基于事件的数据分类检索。4.7 分析报告自动生成对集中监控变电站按照时间、监控责任区等一键生成集中监控变电站告警信息分类统计情况、告警信息频发情况、母线电压及设备负载事件频次情况、故障异常事件情况的分析报表，提高信息分析工作的智能化水平。同时，提供报表智能分组功能，按时间、监控责任区、电压等级、变电站、设备等条件进行分组统计，分别得到监控区域分组报表、监控电压分组报表、监控变电站分组报表、监控设备分组报表等，满足日、周、月及各专业各种统计分析工作的需要。5 系统应用成效该系统自上线运行以来运转良好，数据分析准确快速，大大降低了信息分析人员信息统计分析时间，经过一个月的数据统计对比发现，原来需要日均 3 4 h 的工作缩减到 30 min 以内，如表 2 所示，工作效率提升显著。此外，运检、调控等相关专业人员通过该系统进行设备相关信息查询，极大方便了其专业管理工作的开展。6 结语针对目前集中监控信息统计分析工具不能全面有效支撑信息分析人员工作开展的现状，按照当前集中监控信息分析工作开展的要求，从整个信息分析的工作流程中找出制约分析工作提升的问题。通过开展工作需求分析，构建整体技术方案，部署系统硬件，建设系统软件功能，实现了监控信息多源数据的整合，建立信息分析统一工作平台，实现信息分析工作的数据化、信息化、规范化，极大提高信息统计分析工作效率与工作质量。该系统设计合理、技术先进、功能丰富，各项功能投运以来，运行稳定、安全可靠，为信息分析人员工作开展提供了有力的技术支撑工具。目前已在地县集中监控变电站信息分析工作中得到应用。收稿日期：2023-01-29表2 实际应用信息统计内容表统计类别统计内容数据来源日均耗时告警信息数量五类告警信息条数OPEN30002功率因数信息条数OPEN30001越限频次3母线电压信息条数OPEN30002越限频次4主变负载信息条数OPEN30001越限频次2线路负载信息条数OPEN30001越限频次2遥控操作AVC自动控制情况AVC1人工遥控情况OPEN3000、OMS2频发信息五类频发信息条数OPEN30003故障异常事件故障异常事件数量OMS1min变电站集中监控多源数据信息分析系统研究与应用12 王伟.刍议通用型手车开关转运小车的研制 J.科技风，2018(16)：137.13 齐亮，吴娆，刘发成.多功能检修小车设计 J.电工电气，2020(8)：75-76.14 ANKUSH R D.Design and analysis of worm pair used in self-locking system with development of manual clutchJ.International Journal of Research in Engineering and Technology，2014，3(8)：427-433.15 LIAW C M,KUNG Y S,WU C M.Design and implementation of a high-performance field-oriented induction motor driveJ.IEEE Transactions on Industrial Electronics，1991，38(4)：275-282.16 LIU Tingting,CHEN Guojin,LI Shigang.Application of Vector Control Technology for PMSM Used in Electric VehiclesJ.The Open Automation and Control Systems Journal，2014，6(1)：1334-1341.收稿日期：2023-04-17(上接第55页)