摘要：闡述了配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)意義，介紹了配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)。該智能報(bào)警系統(tǒng)可以滿足配網(wǎng)自動(dòng)化主站運(yùn)行需求，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行故障信息的智能分析診斷。

關(guān)鍵詞：配網(wǎng)自動(dòng)化主站;智能報(bào)警系統(tǒng);設(shè)計(jì)難點(diǎn);關(guān)鍵技術(shù)

0 引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，配網(wǎng)自動(dòng)化主站系統(tǒng)所采集的信息量向海量化方向發(fā)展，配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員需要對(duì)所有電網(wǎng)運(yùn)行信息進(jìn)行人工分析和處理，尤其是在臺(tái)風(fēng)、雷雨等惡劣天氣導(dǎo)致電網(wǎng)事故頻發(fā)時(shí)，大量報(bào)警信息以及語(yǔ)音報(bào)警的涌入，導(dǎo)致配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員對(duì)電網(wǎng)信息的監(jiān)控難度急劇增加，造成監(jiān)控人員難以及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握綜合故障信息，影響事故的應(yīng)急處理。因此，現(xiàn)階段迫切需要一套能滿足配網(wǎng)自動(dòng)化主站運(yùn)行需求的智能報(bào)警系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行故障信息的智能分析診斷。

1 配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)意義

配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)能加強(qiáng)報(bào)警事項(xiàng)的智能化處理。其中，狀態(tài)檢測(cè)可有效幫助配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員實(shí)時(shí)掌握電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài);異常提醒功能可及時(shí)提醒配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)中的異常情況;故障診斷功能可輔助配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員在電網(wǎng)發(fā)生故障后及時(shí)進(jìn)行判斷和處置。智能告警是電網(wǎng)調(diào)度從人工經(jīng)驗(yàn)型向自動(dòng)智能型轉(zhuǎn)變的一個(gè)重要組成部分，能發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)運(yùn)行中的異常，及時(shí)提示潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，縮短故障分析時(shí)間，提高故障分析的準(zhǔn)確性，是配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)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(bào)警系統(tǒng)處于研究探索階段，多數(shù)廠家研制的智能報(bào)警系統(tǒng)是基于SCADA系統(tǒng)、保信系統(tǒng)或故障測(cè)距系統(tǒng)等的應(yīng)用系統(tǒng)，具有易于實(shí)現(xiàn)、簡(jiǎn)單實(shí)用等特點(diǎn)。

2 配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)難點(diǎn)

2.1 ? ?設(shè)計(jì)量測(cè)信息的推理復(fù)雜

主站端智能報(bào)警系統(tǒng)還未實(shí)現(xiàn)遙測(cè)信息的復(fù)雜推理功能，如某間隔量測(cè)數(shù)據(jù)正常，但開(kāi)關(guān)分位，可判斷為該間隔測(cè)控裝置異常。綜合遙測(cè)和遙信推理，可對(duì)變電站異常遙測(cè)和遙信進(jìn)行檢錯(cuò)。

2.2 ? ?設(shè)計(jì)配網(wǎng)主站運(yùn)行信息邏輯復(fù)雜

目前智能報(bào)警系統(tǒng)的功能用戶(hù)對(duì)象為配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控人員，關(guān)注信息為電網(wǎng)運(yùn)行信息，未考慮自動(dòng)化系統(tǒng)本身運(yùn)行情況的智能診斷，如主站功能運(yùn)行情況、通道運(yùn)行情況等配網(wǎng)自動(dòng)化主站運(yùn)行信息的智能診斷。

3 配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

智能報(bào)警系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)自下而上分為4個(gè)層次，分別為基礎(chǔ)信息層設(shè)計(jì)、知識(shí)庫(kù)層設(shè)計(jì)、推理層設(shè)計(jì)、結(jié)果展示層設(shè)計(jì)。其中，基礎(chǔ)信息層包含所有推理知識(shí)庫(kù)規(guī)則的原子對(duì)象，與報(bào)警信息之間存在著唯一的映射關(guān)系;知識(shí)庫(kù)層包含單一、關(guān)聯(lián)報(bào)警信息推理規(guī)則;推理層用戶(hù)處理實(shí)時(shí)報(bào)警信息，按推理知識(shí)尋求推理結(jié)果;結(jié)果展示層用于展示推理結(jié)果及推理詳細(xì)信息。4個(gè)層次的相互關(guān)系如圖1所示。

3.1 ? ?基礎(chǔ)信息層設(shè)計(jì)

報(bào)警對(duì)象為電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生的監(jiān)控報(bào)警信息，如：xxx間隔保護(hù)裝置異常動(dòng)作，xxx斷路器彈簧未儲(chǔ)能動(dòng)作等。這些報(bào)警信息在系統(tǒng)中有實(shí)際的模型與之對(duì)應(yīng)，報(bào)警消息報(bào)文中有對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵字信息，能夠進(jìn)行對(duì)象的唯一性辨識(shí)。在推理時(shí)需要考慮到廠站、間隔、設(shè)備等信息，有時(shí)可能需要考慮到電網(wǎng)拓?fù)潢P(guān)系，單從報(bào)警信息字符串解析無(wú)法獲取相關(guān)從屬關(guān)系，更無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜的電網(wǎng)事件推理。這類(lèi)報(bào)警信息需要分類(lèi)建立對(duì)象，同時(shí)需要與實(shí)際的電網(wǎng)模型進(jìn)行關(guān)聯(lián)。如：過(guò)流保護(hù)與監(jiān)控保護(hù)信息中的過(guò)流1段、過(guò)流2段、過(guò)流3段、過(guò)流加速段以及過(guò)流反時(shí)限等信號(hào)關(guān)聯(lián)。報(bào)警對(duì)象的描述包括對(duì)象名稱(chēng)、與報(bào)警信息匹配映射的方法、動(dòng)作/復(fù)歸表示方法、與報(bào)警類(lèi)型狀態(tài)的關(guān)聯(lián)等。

3.2 ? ?知識(shí)庫(kù)層設(shè)計(jì)

推理知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建以報(bào)警對(duì)象庫(kù)為操作原子，定義單一推理規(guī)則、關(guān)聯(lián)推理規(guī)則。單一推理規(guī)則主要是對(duì)單個(gè)信號(hào)進(jìn)行邏輯推理，主要包括單一直接推理、延時(shí)未復(fù)歸推理、周期性頻發(fā)推理等。關(guān)聯(lián)推理規(guī)則主要是由關(guān)聯(lián)的報(bào)警事件信息推理出綜合的事件結(jié)果，如：間隔內(nèi)的事故動(dòng)作、開(kāi)關(guān)分閘可以推理出開(kāi)關(guān)事故跳閘;間隔內(nèi)的事故動(dòng)作、開(kāi)關(guān)分閘、重合閘動(dòng)作、開(kāi)關(guān)合閘，此時(shí)推理結(jié)果為瞬時(shí)故障。

3.3 ? ?推理層設(shè)計(jì)

推理機(jī)是系統(tǒng)中基于知識(shí)的推理在計(jì)算機(jī)中的實(shí)現(xiàn)部件，主要包括推理和控制兩個(gè)方面，是知識(shí)系統(tǒng)中不可缺少的重要組成部分。推理機(jī)主要執(zhí)行兩個(gè)任務(wù)：一是檢驗(yàn)已有的事實(shí)和規(guī)則;二是確定推理路線，多次調(diào)用知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，進(jìn)行邏輯推理，最后得到問(wèn)題的結(jié)論。

智能報(bào)警推理以電力調(diào)控自動(dòng)化系統(tǒng)中發(fā)生的報(bào)警為數(shù)據(jù)源，按預(yù)定義的規(guī)則模板推理出結(jié)果，并給出處理意見(jiàn)。構(gòu)建報(bào)警對(duì)象庫(kù)，以報(bào)警對(duì)象為最小單元，定義推理知識(shí)庫(kù);實(shí)時(shí)接收?qǐng)?bào)警消息，與報(bào)警對(duì)象庫(kù)進(jìn)行匹配映射，根據(jù)知識(shí)庫(kù)推理出符合規(guī)則的結(jié)果并進(jìn)行展示。

推理機(jī)接收到實(shí)時(shí)報(bào)警信息開(kāi)始工作，對(duì)報(bào)警信息進(jìn)行解析判斷，并與報(bào)警對(duì)象庫(kù)進(jìn)行映射，分析是否滿足緩存規(guī)則中某一條件，如沒(méi)有則分析是否存在符合的規(guī)則;在條件全部滿足時(shí)及時(shí)推出結(jié)果信息。推理機(jī)循環(huán)接收?qǐng)?bào)警信息，重復(fù)上述步驟進(jìn)行邏輯推理。

3.4 ? ?結(jié)果展示層設(shè)計(jì)

推理結(jié)果展示包括推理綜合事件展示和推理詳細(xì)信息展示兩部分，推理綜合事件信息通過(guò)報(bào)警的形式發(fā)送至報(bào)警客戶(hù)端，可以通過(guò)平臺(tái)報(bào)警服務(wù)定義對(duì)應(yīng)的報(bào)警行為動(dòng)作。推理詳細(xì)信息展示在有需要時(shí)通過(guò)報(bào)警綜合結(jié)果信息觸發(fā)，獨(dú)立界面展示推理過(guò)程中的詳細(xì)信息。

4 配網(wǎng)自動(dòng)化主站智能報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 ? ?基于屬性分類(lèi)的專(zhuān)家?guī)旒夹g(shù)

通過(guò)對(duì)變電站自動(dòng)化信息缺陷屬性的調(diào)研，將信息按照缺陷屬性進(jìn)行分類(lèi)，建立基本信號(hào)類(lèi)型，并在基本信號(hào)類(lèi)型基礎(chǔ)上建立精確匹配的推理邏輯表達(dá)式。

4.2 ? ?基于虛擬映射的推理機(jī)技術(shù)

根據(jù)電網(wǎng)模型建立自動(dòng)化信息的空間屬性（廠站、間隔、設(shè)備關(guān)聯(lián)關(guān)系），并將自動(dòng)化信息的空間屬性與缺陷屬性（基本型號(hào)類(lèi)型）映射為數(shù)字量，從而實(shí)現(xiàn)自然語(yǔ)言的規(guī)則庫(kù)下數(shù)字量邏輯表達(dá)式的映射關(guān)系，推理過(guò)程映射為數(shù)字量運(yùn)算表達(dá)式的匹配。

5 結(jié)語(yǔ)

智能報(bào)警系統(tǒng)已經(jīng)被逐漸投入到實(shí)際運(yùn)用中，可以對(duì)電網(wǎng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行及時(shí)的智能報(bào)警，還能對(duì)故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行診斷，從海量信息中準(zhǔn)確獲取故障信息。在電網(wǎng)系統(tǒng)管理中，運(yùn)用智能報(bào)警系統(tǒng)，可使配網(wǎng)自動(dòng)化主站監(jiān)控方式向智能化方向發(fā)展，極大地縮短了電網(wǎng)出現(xiàn)故障后的檢修時(shí)間，提高了電網(wǎng)系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性和安全性。

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收稿日期：2020-04-30

作者簡(jiǎn)介：梁廷安（1994—），男，廣西欽州人，研究方向：配網(wǎng)自動(dòng)化。