電網監控信號智能分析工具設計

熊志敏

摘 要：隨著智能電網的發展及調控一體化進程的進一步深入，電網所需監控的信號快速增加，信號分析工作耗時越來越多。本文提出并開發了一套高效、可靠的智能分析工具，從設備缺陷、隱患排查、提升效率各個方面幫助監控員及后臺分析師簡化工作流程，提升工作效率，并詳細介紹了系統的基本架構和主要功能。

關鍵詞：信號分析；電網監控；智能分析

1、現狀調查

隨著國家電網“調控一體化”模式的繼續深入，地區調控中心業務量的急劇增長，電網監控信號海量增加。以往，電網監控信號分析工作僅僅局限于監控員在線事故跳閘分析及設備缺陷異常處理等，后臺分析也僅是依靠人工篩查對在線分析提交的信息做深入剖解。同時，在電網信號分析工作中，由于大量節點抖動信號的頻發，新增、技改等變電站的增多，依靠人工手動分析，信號分析的耗費時間長，降低了監控信號分析的工作效率。

調控中心信號分析包括未復歸信號分析、頻繁動作復歸信號分析、關鍵信號分析、負載率和溫度分析、設備缺陷分析、操作和信號量統計等，下表為九個月內調控中心人均在電網監控信號分析中所花費的時間。

從上表可以看出，監控信號分析時長多達3個小時，特別是未復歸信號分析、頻繁動作復歸信號分析和關鍵信號分析所占比重較大。因此，需要一套智能、高效的分析工具，幫助監控員提高監控信號分析的工作效率，從而縮短電網監控信號的分析時間，提升監控員的工作效率。

2、基本框架及業務模塊

該工具在具體技術實現上采用多層體系結構，滿足系統在健全性、高性能、可維護性、可重用性等方面的要求。該系統在總體結構上采用多層次架構，分別為數據采集、數據存儲、數據分析、數據應用。基本框架如圖1所示，分為數據采集、數據存儲、數據分析、數據應用四個層次，分別承擔不同功能。數據采集，負責應用程序對原始信號的采集，將信號導入至軟件工具中。數據存儲，負責存儲原始信號，并對數據進行預處理。數據應用，負責應用程序所有業務數據的邏輯處理，對導入的數據進行邏輯處理。數據輸出層，主要是對處理好的數據進行輸出，滿足調控人員所需的數據格式要求，并建立良好的程序的用戶界面。

系統業務模塊主要包括未復歸信號分析、頻繁動作復歸信號分析、關鍵信號分析、負載率和溫度分析、設備缺陷分析、操作和信號量統計等模塊。利用Visual Basic軟件作為開發工具，實現以下智能分析的詳細功能：建立友好的人機交互界面，實現基本的每日（電網原始信號和過濾后信號）信號統計及基本報表陳列功能。在信號量統計中可以實現對全網過濾前后事項以及事故、異常、告知等信號的自動統計等功能。

根據調控中心電網監控信號分析平均時長，將分析工具主要模塊分為四類。即未復歸信號、頻繁動作復歸信號、關鍵信號和其他分析模塊。下面將分別分析監控分析工具主要功能模塊功能。

2.1未復歸信號分析模塊

該模塊可分析出每日電網中尚未復歸的異常信號，并與前一日監控信號相互對比，幫助監控員了解當天的設備實時狀態。統一規整設備缺陷。以往的信號分析中，對缺陷信號的長期跟蹤難度大，通過智能模塊，可以實現對缺陷信號的長期跟蹤，客觀、透明地顯示缺陷情況。同時，有效杜絕信號的監控遺漏，保障了監控工作中不漏看一條重要信號。

2.2頻繁動作復歸信號分析模塊

此模塊實現監控信號的深入分析，根據監控員的具體要求（比如：頻發次數等）統計頻報信號，展示因電網設備故障或系統異常出現的頻發信號。通過觀察電網信號頻報的量變趨勢監控員可以有效掌握設備的運行情況，深入挖掘電網存在的潛在問題，進一步實現缺陷閉環管理。

2.3關鍵信號分析模塊

根據用戶特定要求（比如：CT斷線、裝置閉鎖）統計原始信號中帶有“關鍵字”的所有信號，著重分析電網設備的重要異常信號。

由于調控一體化系統的事項顯示均為過濾后信號，此模塊是為監控員發現監控系統中被過濾后設備的重要缺陷，具有非凡的意義。

2.4其他功能

通過將缺陷記錄導入工具，并結合設備狀態和缺陷管理系統，實現對潛在設備隱患挖掘的和缺陷的跟蹤、閉環管理。根據原始信號的導入，展示線路和主變過載的情況，在迎峰度夏期間，為負荷調整提供依據。與此同時，智能分析工具海可實現當日遠方遙控操作統計、當日事故跳閘等情況。

在信號量統計中可以實現對全網過濾前后事項以及事故、異常、告知、狀態及越限類信號的自動統計等功能。

3、應用情況

借助該分析工具，以往信號手動統計轉變為系統自動統計，以往信號分析的人工分析轉變為智能分析，工作時間減少80%，大大提高分析速率，提升了監控員的工作效率。監控人員利用監控分析工具，統計日信號量，日事故跳閘和缺陷情況，分析重要的事故信號和告警信號，特別是頻報、誤報、漏報信號，分析信號量構成，提出改進建議。

監控員利用智能分析工具，實現監控信號的深入分析，逐步代替了監控員的人工分析。在該分析工具正式投入以來，監控員利用智能分析工具，發現電網信號頻報缺陷一個月70余條，其中危急缺陷3條，嚴重缺陷20余條。

在監控技術人員在分析電網監控數據，完成數據報表制作工作時，電網監控輔助分析工具的設計，從根本上減少了其工作強度.并且在可靠分析數據的基礎上提高了工作效率。在運行管理方面.電網監控數據輔助分析軟件將成為對現有電網監控數據分析管理工作的有效完善和補充。

參考文獻：

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