電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障綜合診斷方法研究

張金波，胡俊軍，李雨倩

（1.廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司信息中心，廣州 510000；2.南京南瑞集團(tuán)有限公司，南京 210000）

1 電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障診斷研究現(xiàn)狀

隨著我國(guó)“三集五大”體系的建設(shè)，多種企業(yè)應(yīng)用與管理系統(tǒng)不斷普及，使得各種信息服務(wù)系統(tǒng)在數(shù)量與種類上較之前出現(xiàn)了大幅增長(zhǎng)，在這樣的大環(huán)境影響下，日常運(yùn)行的各個(gè)信息系統(tǒng)和企業(yè)中的每個(gè)部門間也產(chǎn)生了更加頻繁的業(yè)務(wù)往來關(guān)系，使信息與部門業(yè)務(wù)之間有了更加緊密的捆綁關(guān)系。比如，在國(guó)家電網(wǎng)公司中，目前已經(jīng)具備了較為完善的財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷系統(tǒng)、人力資源管理系統(tǒng)、協(xié)同管理系統(tǒng)以及農(nóng)電管理系統(tǒng)等多達(dá)三十余套的管理與業(yè)務(wù)系統(tǒng)。但是由于各個(gè)系統(tǒng)本身具有較復(fù)雜的功能，而且不同的運(yùn)行系統(tǒng)經(jīng)常來自于不同的廠商，這就使得運(yùn)維人員在日常工作中需要應(yīng)對(duì)幾十套不同的管理工具，導(dǎo)致運(yùn)維人員工作難度的增加，最終引起多種告警，使故障分散，難以統(tǒng)一進(jìn)行管理與運(yùn)維工作。在這樣的現(xiàn)狀之下，怎樣實(shí)現(xiàn)第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)企業(yè)管理系統(tǒng)中出現(xiàn)的性能瓶頸、信息隱患和多元故障等狀況，及時(shí)制定出相對(duì)應(yīng)的解決措施，并最終得以保證各個(gè)信息系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，成為了很多學(xué)者需要解決的問題。目前，針對(duì)電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障的綜合診斷方法，國(guó)內(nèi)外均有了一定的研究進(jìn)展，具體主要包括以下診斷方法。

1.1 故障診斷的方法和相關(guān)模型設(shè)計(jì)方法

目前較常見的故障診斷方法主要包括：①基于貝葉斯網(wǎng)來進(jìn)行的分布式輸電網(wǎng)的故障診斷方法；②通過結(jié)合粗糙集與Petri網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)分區(qū)并進(jìn)行故障區(qū)推理的配電網(wǎng)故障診斷的方法，這是一種可以對(duì)配電網(wǎng)的原件進(jìn)行精確診斷的故障處理方法；③基于IEC61850 標(biāo)準(zhǔn)與變電站系統(tǒng)配置的描述文件（SCL 和SCD），來進(jìn)行配電網(wǎng)故障診斷完全解析模型構(gòu)建的方法；④以蒙特卡羅模擬為基礎(chǔ)進(jìn)行相關(guān)接地電網(wǎng)支路的可測(cè)性分析，并由此來制定出對(duì)應(yīng)的改進(jìn)方法等。

這些故障診斷方法在經(jīng)過相應(yīng)研究后，均被認(rèn)為是在一定程度上具有實(shí)際應(yīng)用潛能的電力系統(tǒng)中信息運(yùn)維故障診斷的策略，這些方法中提出的相關(guān)模型也可以為電力系統(tǒng)中出現(xiàn)繼電保護(hù)故障時(shí)提供診斷和參考方案。但是，這些方法在實(shí)際應(yīng)用中也存在一定的不足，比如缺少診斷該電網(wǎng)企業(yè)中信息運(yùn)維故障相關(guān)指標(biāo)參考的界定。因此，還需要我們針對(duì)這一問題繼續(xù)進(jìn)行完善。

1.2 統(tǒng)一信息平臺(tái)中的相關(guān)故障診斷研究

目前常見的統(tǒng)一信息平臺(tái)中的相關(guān)故障診斷研究一般有以下類型：①以企業(yè)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)的信息調(diào)度來設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模電力網(wǎng)故障的診斷與分層次故障診斷的多智能系統(tǒng)模型；②通過思科服務(wù)為導(dǎo)向進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)思想，并將此作為模型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，提出風(fēng)電場(chǎng)故障的相關(guān)診斷支撐平臺(tái)系統(tǒng)框架；③根據(jù)現(xiàn)行的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估辦法和相關(guān)的應(yīng)用策略，進(jìn)一步提出一種特定的面向企業(yè)調(diào)度運(yùn)行工作的配電網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)控制與安全管理系統(tǒng)。

重視電力生產(chǎn)過程中各個(gè)平臺(tái)的統(tǒng)一，能夠?yàn)樾畔⑦\(yùn)維故障的診斷平臺(tái)的建立打下堅(jiān)實(shí)的前期基礎(chǔ)，有利于運(yùn)維故障的診斷平臺(tái)的順利設(shè)計(jì)。然而，在實(shí)際的應(yīng)用過程中，這些信息平臺(tái)對(duì)于故障的診斷依然存在一些問題，還需要人們深入的研究來進(jìn)行解決。

2 電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障診斷模型的設(shè)計(jì)

2.1 故障診斷的模型構(gòu)建和算法設(shè)計(jì)

在電網(wǎng)企業(yè)的實(shí)際運(yùn)營(yíng)過程中，電力系統(tǒng)經(jīng)過了長(zhǎng)時(shí)間的信息運(yùn)維，會(huì)產(chǎn)生許多故障信息，然而傳統(tǒng)的運(yùn)維故障信息都是以文本的形式儲(chǔ)存的，會(huì)為后續(xù)故障的診斷增加一定的困難。因此，對(duì)原始故障進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理，創(chuàng)建一個(gè)原始數(shù)據(jù)集，并將相應(yīng)的信息運(yùn)維指標(biāo)作為條件屬性，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘與分析。為了能夠提高數(shù)據(jù)集的利用效率與數(shù)據(jù)挖掘速度，需要建立一個(gè)完善的運(yùn)維故障診斷模型。具體如下圖1所示。

圖1 故障診斷模型的設(shè)計(jì)方案

考慮到這一模型屬于自主化學(xué)習(xí)的模式。所以在故障的診斷前需要建立一個(gè)模型。當(dāng)構(gòu)建模型時(shí)，要對(duì)相關(guān)的參數(shù)進(jìn)行合理控制。如果采取的數(shù)值過小，會(huì)使得算法開支增大，同時(shí)引起弱關(guān)聯(lián)規(guī)則，進(jìn)而遺漏掉許多有價(jià)值的規(guī)則。因此各電網(wǎng)企業(yè)內(nèi)信息運(yùn)維中心內(nèi)的相關(guān)故障信息要經(jīng)過自主化學(xué)習(xí)的模式，來進(jìn)行正確率更高的模型有效性與容錯(cuò)性驗(yàn)證，保證故障診斷的及時(shí)與正確。

2.2 模型應(yīng)用實(shí)例

目前這款電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障診斷模型已經(jīng)被電網(wǎng)企業(yè)ISRMP 應(yīng)用，其監(jiān)管平臺(tái)被劃分為數(shù)據(jù)處理層、數(shù)據(jù)展現(xiàn)層、數(shù)據(jù)才基層與監(jiān)管資源層四個(gè)部分。該模型目前應(yīng)用狀況良好，在企業(yè)的信息運(yùn)維故障診斷中取得了顯著效果。

3 結(jié)束語

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平不斷提高。我國(guó)電力行業(yè)的信息化已經(jīng)成為了必然趨勢(shì)。電力系統(tǒng)信息運(yùn)維故障的診斷對(duì)于保障電力企業(yè)中各類軟硬件的正常運(yùn)行具有重要意義。盡管目前已經(jīng)有了許多針對(duì)信息運(yùn)維故障的診斷方法，但在實(shí)際應(yīng)用中始終存在一定的不足。為了能夠更好的解決這一問題，可以通過構(gòu)建信息運(yùn)維診斷模型來實(shí)現(xiàn)故障的及時(shí)診斷和無效故障信息的過濾，減輕運(yùn)維人員的工作難度，提高工作效率。