配網自動化主站智能報警系統設計分析

摘要：闡述了配網自動化主站智能報警系統的優化設計意義，介紹了配網自動化主站智能報警系統的設計難點、設計要點和關鍵技術。該智能報警系統可以滿足配網自動化主站運行需求，實現電網運行故障信息的智能分析診斷。

關鍵詞：配網自動化主站;智能報警系統;設計難點;關鍵技術

0 引言

隨著電網規模不斷擴大，配網自動化主站系統所采集的信息量向海量化方向發展，配網自動化主站監控人員需要對所有電網運行信息進行人工分析和處理，尤其是在臺風、雷雨等惡劣天氣導致電網事故頻發時，大量報警信息以及語音報警的涌入，導致配網自動化主站監控人員對電網信息的監控難度急劇增加，造成監控人員難以及時、準確地掌握綜合故障信息，影響事故的應急處理。因此，現階段迫切需要一套能滿足配網自動化主站運行需求的智能報警系統，以實現電網運行故障信息的智能分析診斷。

1 配網自動化主站智能報警系統的優化設計意義

配網自動化主站智能報警系統的優化設計能加強報警事項的智能化處理。其中，狀態檢測可有效幫助配網自動化主站監控人員實時掌握電網運行狀態;異常提醒功能可及時提醒配網自動化主站監控人員發現電網中的異常情況;故障診斷功能可輔助配網自動化主站監控人員在電網發生故障后及時進行判斷和處置。智能告警是電網調度從人工經驗型向自動智能型轉變的一個重要組成部分，能發現電網運行中的異常，及時提示潛在的安全風險，縮短故障分析時間，提高故障分析的準確性，是配網自動化主站監控人員一種有效的輔助分析、決策手段，減少了工作人員的壓力。目前智能報警系統處于研究探索階段，多數廠家研制的智能報警系統是基于SCADA系統、保信系統或故障測距系統等的應用系統，具有易于實現、簡單實用等特點。

2 配網自動化主站智能報警系統功能設計難點

2.1 ? ?設計量測信息的推理復雜

主站端智能報警系統還未實現遙測信息的復雜推理功能，如某間隔量測數據正常，但開關分位，可判斷為該間隔測控裝置異常。綜合遙測和遙信推理，可對變電站異常遙測和遙信進行檢錯。

2.2 ? ?設計配網主站運行信息邏輯復雜

目前智能報警系統的功能用戶對象為配網自動化主站監控人員，關注信息為電網運行信息，未考慮自動化系統本身運行情況的智能診斷，如主站功能運行情況、通道運行情況等配網自動化主站運行信息的智能診斷。

3 配網自動化主站智能報警系統整體架構設計

智能報警系統總體架構設計自下而上分為4個層次，分別為基礎信息層設計、知識庫層設計、推理層設計、結果展示層設計。其中，基礎信息層包含所有推理知識庫規則的原子對象，與報警信息之間存在著唯一的映射關系;知識庫層包含單一、關聯報警信息推理規則;推理層用戶處理實時報警信息，按推理知識尋求推理結果;結果展示層用于展示推理結果及推理詳細信息。4個層次的相互關系如圖1所示。

3.1 ? ?基礎信息層設計

報警對象為電網運行產生的監控報警信息，如：xxx間隔保護裝置異常動作，xxx斷路器彈簧未儲能動作等。這些報警信息在系統中有實際的模型與之對應，報警消息報文中有對應的關鍵字信息，能夠進行對象的唯一性辨識。在推理時需要考慮到廠站、間隔、設備等信息，有時可能需要考慮到電網拓撲關系，單從報警信息字符串解析無法獲取相關從屬關系，更無法進行復雜的電網事件推理。這類報警信息需要分類建立對象，同時需要與實際的電網模型進行關聯。如：過流保護與監控保護信息中的過流1段、過流2段、過流3段、過流加速段以及過流反時限等信號關聯。報警對象的描述包括對象名稱、與報警信息匹配映射的方法、動作/復歸表示方法、與報警類型狀態的關聯等。

3.2 ? ?知識庫層設計

推理知識庫的構建以報警對象庫為操作原子，定義單一推理規則、關聯推理規則。單一推理規則主要是對單個信號進行邏輯推理，主要包括單一直接推理、延時未復歸推理、周期性頻發推理等。關聯推理規則主要是由關聯的報警事件信息推理出綜合的事件結果，如：間隔內的事故動作、開關分閘可以推理出開關事故跳閘;間隔內的事故動作、開關分閘、重合閘動作、開關合閘，此時推理結果為瞬時故障。

3.3 ? ?推理層設計

推理機是系統中基于知識的推理在計算機中的實現部件，主要包括推理和控制兩個方面，是知識系統中不可缺少的重要組成部分。推理機主要執行兩個任務：一是檢驗已有的事實和規則;二是確定推理路線，多次調用知識庫中的知識，進行邏輯推理，最后得到問題的結論。

智能報警推理以電力調控自動化系統中發生的報警為數據源，按預定義的規則模板推理出結果，并給出處理意見。構建報警對象庫，以報警對象為最小單元，定義推理知識庫;實時接收報警消息，與報警對象庫進行匹配映射，根據知識庫推理出符合規則的結果并進行展示。

推理機接收到實時報警信息開始工作，對報警信息進行解析判斷，并與報警對象庫進行映射，分析是否滿足緩存規則中某一條件，如沒有則分析是否存在符合的規則;在條件全部滿足時及時推出結果信息。推理機循環接收報警信息，重復上述步驟進行邏輯推理。

3.4 ? ?結果展示層設計

推理結果展示包括推理綜合事件展示和推理詳細信息展示兩部分，推理綜合事件信息通過報警的形式發送至報警客戶端，可以通過平臺報警服務定義對應的報警行為動作。推理詳細信息展示在有需要時通過報警綜合結果信息觸發，獨立界面展示推理過程中的詳細信息。

4 配網自動化主站智能報警系統設計的關鍵技術

4.1 ? ?基于屬性分類的專家庫技術

通過對變電站自動化信息缺陷屬性的調研，將信息按照缺陷屬性進行分類，建立基本信號類型，并在基本信號類型基礎上建立精確匹配的推理邏輯表達式。

4.2 ? ?基于虛擬映射的推理機技術

根據電網模型建立自動化信息的空間屬性（廠站、間隔、設備關聯關系），并將自動化信息的空間屬性與缺陷屬性（基本型號類型）映射為數字量，從而實現自然語言的規則庫下數字量邏輯表達式的映射關系，推理過程映射為數字量運算表達式的匹配。

5 結語

智能報警系統已經被逐漸投入到實際運用中，可以對電網出現的故障進行及時的智能報警，還能對故障出現的原因進行診斷，從海量信息中準確獲取故障信息。在電網系統管理中，運用智能報警系統，可使配網自動化主站監控方式向智能化方向發展，極大地縮短了電網出現故障后的檢修時間，提高了電網系統的供電穩定性和安全性。

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收稿日期：2020-04-30

作者簡介：梁廷安（1994—），男，廣西欽州人，研究方向：配網自動化。