基于多态数据协同处理的智能告警方法及系统与流程

1.本发明属于电力系统智能分析与通讯技术领域，具体涉及一种基于多态数据协同处理的智能告警方法及系统。


背景技术：

2.随着新能源电站及智能电网的大规模建设，电网结构及运行特性日趋复杂，大风、雷电、沙尘暴等灾害天气引起的超设防故障，对电网安全防线冲击频繁，传统的站端智能告警系统已经无法满足大电网安全稳定运行的要求，迫切需要提升现有的站端智能告警水平，实现电网故障的就地快速告警。
3.站端智能告警系统的研究受限于以往继电保护设备、计算机和通信技术的水平，数据源主要为保护装置rtu的遥信变位和保护动作信号，使得告警系统的可靠性不高，信息粗糙，难以适应运维要求；且当站端与调度端通信异常或中断时，导致数据无法及时上送甚至丢失，影响电网故障的及时分析、排查与快速修复。为了电网运维人员能够从站端及时全面的获取故障告警信息及分析结果，并迅速采取故障检修显得尤为重要。同时，随着继电保护设备、计算机和通信技术水平的快速发展以及在电力系统中的广泛应用，同步相量测量装置和故障录波器装置也得到广泛推广，站端智能告警系统的数据源不断丰富和完善，已经不仅仅局限于利用遥信和保护动作信号。通过利用变电站装置多样、信息冗余度高的特点，将这些不同种类且丰富的数据协同处理，可以帮助站端智能告警系统提高准确性、可靠性和实时性，并最大程度满足电网运维的要求。


技术实现要素：

4.本发明旨在提供一种基于多态数据协同处理的智能告警方法及系统，提高站端智能告警系统的准确性和可靠性。
5.本发明提供的一种基于多态数据协同处理的智能告警方法及系统，包括以下步骤：采集电网稳态数据，根据电网稳态数据确定故障相别，并根据电网稳态数据中保护启动信号，抽取动作元件、动作事件及整组报告信息，根据逻辑智能推理生成故障简报；采集电网动态数据，根据电网动态数据确定故障相别；若根据电网稳态数据确定的故障相别与根据电网动态数据确定的故障相别一致，则存储并发布故障简报；否则提示告警异常。
6.进一步地，根据电网稳态数据确定故障相别包括以下步骤：当电网发生故障，根据电网稳态数据中的遥信变位信号获得开关分相动作信号，开关分相动作信号获得开关动作顺序；若开关动作顺序为“先分后合”且无“再分”动作，则为相间故障，否则为单相故障；若故障为单相故障，同时开关含有分相动作信息，则开关动作相就是是对应的故障相位。
7.进一步地，根据逻辑智能推理生成故障简报的具体方法如下：s1:当电网发生故障时，获取保护动作信号，若保护动作信号类型为保护启动且状态为已发生，则缓存保护启动信号的故障序号；s2：若保护动作信号为动作元件，且动作元件的故障序号与保护启动信号的故障序号一致，保存在动作元件队列；s3:若保护动作信号为动作事件，且其故障序号和保护启动信号的故障序号，则保存在动作事件队列；s4:若为整组报告，且其故障序号和保护启动信号的故障序号一致，则保存在整组报告队列；s5:若保护动作信号类型“保护启动”，状态值为“复归”，则故障结束，根据保护启动信号的故障序号、动作元件队列、动作事件队列以及整组报告队列生成故障简报。
8.进一步地，根据电网动态数据确定故障相别包括以下步骤：抽取电压及电流中电网短路故障信息，利用故障电压及电流的三相幅值和方向确定故障相别，具体逻辑推理如下：s1:若单相短路电流为零，非故障相电压上升为线电压，则为单相短路；s2:若两相短路电流为正序电流的倍，短路点非故障相电压为正序电压的两倍，故障相电压为非故障相电压一半且方向相反，则为两相短路；否则为三相短路。
9.进一步地，所述方法还包括采集暂态数据，并根据采集获取的暂态数据提取故障波形信息包括最大短路电流、电压和故障测距，进行电网故障诊断，根据利用暂态数据确定的电网故障诊断结果与 分别基于稳态数据和动态数据获得诊断结果进行比对，如果一致，则存储分析结果，否则提示告警异常。
10.第二方面，本发明提供了基于多态数据协同处理的智能告警系统，包括：数据采集模块、稳态数据诊断模块、动态数据诊断模块和协同推理诊断模块；所述数据采集模块用于采集电网稳态数据和电网动态数据，所述稳态数据诊断模块用于根据电网稳态数据确定故障相别，并根据电网稳态数据中保护启动信号，抽取动作元件、动作事件及整组报告信息，根据逻辑智能推理生成故障简报，并将诊断结果和生成的故障简报上传至协同推理诊断模块；所述动态数据诊断模块，用于根据逻辑智能推理生成故障简报；采集电网动态数据，根据电网动态数据确定故障相别；所述协同推理诊断模块，用于判断若根据电网稳态数据确定的故障相别与根据电网动态数据确定的故障相别一致，则存储并发布故障简报；否则提示告警异常。
11.进一步地，所述系统还包括人机界面，所述人机界面通过消息总线与所述协同推理诊断模块连接，用于展示所述故障简报。
12.本发明所取得的有益技术效果：通过对电网多态数据的协同处理，提高了站端智能告警系统的实时性和可靠性。
附图说明
13.图1是本发明具体实施例的告警处理流程图图2是本发明具体实施例中的开关遥信变位及保护动作逻辑智能推理逻辑图
图3是本发明本发明具体实施例中的故障简报逻辑图。
具体实施方式
14.下面结合附图对本发明作进一步说明。图1为本发明具体实施例提供的一种基于多态数据协同处理的智能告警方法告警处理流程图。
15.站端智能告警系统采集的多态数据具有不同的数据特征（表1）：稳态数据和动态数据实时性较好，利用稳态数据和动态数据进行故障诊断可以提高故障诊断的实时性，在电网发生故障第一时间向运维人员发出告警信息；依据二次设备空间布点情况，稳态数据和动态数据完全可监测，但暂态数据按电压等级布点只具备部分监测。如果故障时暂态数据在不可监测点，可以单独利用稳态数据和动态数据进行故障诊断；如果有故障录波器，通过暂态数据故障波形获取短路电流和故障测距信息，判断故障类型，可以进一步辅助运维人员进行故障分析与定位。
16.表1：电网三态数据特征保护装置rtu和同步相量测量装置pmu，在站端每个间隔都有布点且数据全部上送。故障录波器在站端按电压等级布点且数据全部上送。因此从空间布点上，稳态数据和动态数据具有完全的可监测性，暂态数据只具有部分的可监测性，在暂态数据不具备监测的情况下，可单独利用稳态数据和动态数据进行故障诊断。
17.实施例1：基于多态数据协同处理的智能告警方法，包括以下步骤：采集电网稳态数据，根据电网稳态数据确定故障相别，并根据电网稳态数据中保护启动信号，抽取动作元件、动作事件及整组报告信息，根据逻辑智能推理生成故障简报；采集电网动态数据，根据电网动态数据确定故障相别；若根据电网稳态数据确定的故障相别与根据电网动态数据确定的故障相别一致，则存储并发布故障简报；否则提示告警异常。
18.本实施例中实时接收站端保护装置rtu的开关遥信变位和保护动作信号。利用开关遥信变位及保护动作逻辑智能推理方法，快速判断电网故障、生成独立故障简报并将故障分析结果（如故障时间、故障设备、故障相别、重合闸）存储到数据库。
19.采用基于动态数据的电气量诊断方法，实时接收站端同步相量测量装置pmu的动
态数据，从电压、电流的三相幅值和相角中提取表征电网短路故障信息，快速诊断出电网中发生的故障，并将故障分析结果与稳态数据分析结果比对，如果一致，则存储到数据库，否则提示告警异常。
20.图2是本发明的一种基于多态数据协同处理的智能告警系统及方法，开关遥信变位及保护动作逻辑智能推理逻辑图。其推理流程为：首先采集稳态数据，判断是否为开关信号，接着从故障设备对应的开关跳闸动作信号时序进行推理判断：若开关动作顺序为“先分后合”且无“再分”动作，则为相间故障；否则为单相故障；若为单相故障，则进一步分析开关动作信号是否为分相信号，若为分相开关动作信号，则判断分相信号的具体相位，若为a相开关动作信号则故障为a相动作，若为b相开关动作信号则故障为b相动作，若c项开关动作信号则故障为c相动作。
21.图3为故障简报逻辑图。其处理流程为：首先，当电网发生故障时，基于稳态数据的智能推理诊断模块，判断保护动作信号是否满足保护动作信号类型为“保护启动”，名称为bh_act，且状态值为“发生”，则认定故障启动，缓存当前故障序号fn=0x02h；进一步，继续获取保护动作信号，判别保护动作信号类型为动作元件，且动作元件的故障序号fa和保护启动信号的故障序号fn一致，保存动作元件；进一步，继续获取保护动作信号，判别保护动作信号类型为动作事件，且动作事件的故障序号fb和保护启动信号的故障序号fn一致，保存动作事件；进一步，继续获取保护动作信号，判别保护动作信号类型为整组报告，且整组报告的故障序号fc和保护启动信号的故障序号fn一致，保存整组报告；最后，继续获取保护动作信号，若保护动作信号类型为“保护启动”，名称为bh_act，且状态值为“复归”，则故障结束，生成故障简报。
22.本实施例提供一种基于多态数据协同处理的智能告警方法，通过直采直送方式实时采集站端二次设备的多态数据，根据不同数据源的各自电气特征，建立基于稳态数据和动态数据的智能逻辑协同推理诊断模块，其结果可以提供给运维人员作为下一步操作维护的依据。本发明提供的方法可以完善电网二次设备运行监视方法，不再完全依赖二次设备自身的原始告警信息，提供了辅助监控的措施。可以快速发现电网运行异常，提醒运维人员及时解决问题，防止事故进一步扩大，提高电网在线故障诊断的实时性和可靠性。
23.实施例2：在实施例1的基础上，本实施例提供的基于多态数据协同处理的智能告警方法，还包括：采集暂态数据即接收录波器上送的暂态数据，提取故障波形信息，提取故障波形信息包括最大短路电流、电压和故障测距，进行电网故障诊断，根据利用暂态数据确定的电网故障诊断结果与 分别基于稳态数据和动态数据获得诊断结果进行比对，如果一致，则存储分析结果，否则提示告警异常。由于暂态数据（故障录波）实时性较低，在电网发生故障一段时间后，暂态数据才主动上送。站端智能告警系统收到暂态数据后，利用类似动态数据的电压电流模式匹配方法，进一步分析故障类型。
24.本实施例提供的基于多态数据协同处理的智能告警方法，当电网发生故障，首先对稳态数据和动态数据进行智能推理诊断和电气量诊断，分析判断故障时间、故障设备、故障相别及重合闸并生成独立故障简报。如果空间布点包含故障录波器，则对暂态数据进行电气量诊断，进一步分析短路电流、电压和故障测距。最后对三态故障数据分析结果进行综
合比对，向运维人员提供及时可靠的故障诊断信息。通过对稳态数据、动态数据和暂态数据的智能推理及电气量特征诊断，协同判断推理电网故障。
25.实施例3：与实施例1提供的基于多态数据协同处理的智能告警方法提供的实施例相对应地，本实施例提供了基于多态数据协同处理的智能告警系统，包括：数据采集模块、稳态数据诊断模块、动态数据诊断模块和协同推理诊断模块；所述数据采集模块用于采集电网稳态数据和电网动态数据，所述稳态数据诊断模块用于根据电网稳态数据确定故障相别，并根据电网稳态数据中保护启动信号，抽取动作元件、动作事件及整组报告信息，根据逻辑智能推理生成故障简报，并将诊断结果和生成的故障简报上传至协同推理诊断模块；所述动态数据诊断模块，用于根据逻辑智能推理生成故障简报；采集电网动态数据，根据电网动态数据确定故障相别；所述协同推理诊断模块，用于判断若根据电网稳态数据确定的故障相别与根据电网动态数据确定的故障相别一致，则存储并发布故障简报；否则提示告警异常。
26.实施例4：在实施例3的基础上，本实施例提供的基于多态数据协同处理的智能告警系统还包括暂态数据诊断模块，所述暂态根据采集获取的暂态数据提取故障波形信息包括最大短路电流、电压和故障测距，进行电网故障诊断；所述协同推理诊断模块还用于，根据利用暂态数据确定的电网故障诊断结果与分别基于稳态数据和动态数据获得诊断结果进行比对，如果一致，则存储分析结果，否则提示告警异常。
27.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置/单元/模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
28.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
29.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
30.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
31.以上结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。