基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统技术方案

本发明专利技术涉及电网技术领域，具体涉及一种基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统。该系统包括电网连锁故障诊断子系统、电网连锁故障预警子系统、电网连锁故障评估子系统；所述电网连锁故障诊断子系统用于电网故障的诊断查询；所述电网连锁故障预警子系统用于对电网故障的预警分析；所述电网连锁故障评估子系统用于对电网故障诊断、预警信息进行评估，并出具评估报告。本系统实现了相关设备信息集中接入，解决了不同的设备相关信息离散存储的问题，通过规范数据源端，将设备监控信息事后分析向事前评估、事中预判及处理转变，利用大数据分析技术手段，大幅度提高监控信息分析智能化水平，为集中监控运行提供更加有效和实用性的技术支撑。

【技术实现步骤摘要】
基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统
本专利技术涉及电网
，具体涉及一种基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统。
技术介绍
大运行实施后，调控中心负责无人值守变电的集中监控，变电站监控信息均应按无人值守变电站技术要求及国网监控信息规范要求上传到调控中心监控系统，监控信息量巨大，例如公司市调负责集中监控电网一百多座220千伏及以上变电站。传统的监控信号统计与分析工作主要依靠专责对电网历史及当前电网运行情况的熟悉程度和工作经验，缺乏科学和可量化的数据进行参考，没有可靠的技术辅助手段实现智能化分析。其次由于接入监控信号设备的日益复杂，监控信息的种类越来越多，传统的监控信息管理模式面临诸多限制，已不能够适应当前特大城市电网集中监控的要求，因此急需在变电站侧规范监控数据接口及服务，开展基于大数据技术的变电站设备监控数据应用基础研究，实现监控信号的规范化、标准化管理，充分利用监控信息大数据的优势，做好事前评估、事中预判及处理，以适应现代大电网调控一体化管理工作的需要。
技术实现思路
国调设备监控专业“十三五”规划明确提出了开展设备运行大数据分析的要求，公司力争整合现有信息化资源，与目前运行的OMS系统、监控信息系统相互搭接，形成无缝连接的统一管理平台，通过建立基于监控数据的变电站设备运行大数据分析基础，建设面向电网监控业务的智能告警功能，提高故障分析的智能化水平，提升电网整体的专业管理水平和技术管理水平。针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，该系统包括基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统、基于监控信息的电网连锁故障预警子系统、基于监控信息的电网连锁故障评估子系统；所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统用于电网故障的诊断查询；所述基于监控信息的电网连锁故障预警子系统用于对电网故障的预警分析；所述基于监控信息的电网连锁故障评估子系统用于对电网故障诊断、预警信息进行评估，并出具评估报告。优选的，所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统包括：更新电网连锁故障库的信息；将预获取的操作票信息与电网连锁故障库的信息匹配；对匹配到操作票信息的电网连锁故障信息所对应的图元进行标记，并根据用户输入的图元点击指令，显示相应图元的电网连锁故障信息。优选的，所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统还包括同步电网连锁故障库的信息，具体包括：获取电网连锁故障信息，生成E文件，并保存至指定存储区；实时扫描所述指定存储区中的E文件，进行解析，并同步至电网连锁故障库；将预获取的操作票信息与所述电网连锁故障库的信息匹配，具体包括：分别对操作任务和操作指令进行拆解，生成拆解信息，所述操作票信息包括所述操作任务和所述操作指令；将所述拆解信息与所述电网连锁故障库的信息进行匹配。优选的，所述基于监控信息的电网连锁故障预警子系统包括用于电网的母线电压态势短期预测子模块，该子模块包括母线电压态势短期预测方法，该方法包括母线电压越限智能预警策略，母线电压越限智能预警策略具体为从大数据多维相关时序特征分析出发，对母线电压态势进行短期预测，再结合D5000告警数据和AVC系统当前状态，对D5000告警数据进行智能识别，过滤无效告警；具体步骤如下：第一步，对D5000系统告警信息，结合AVC无功设备状态信息，进行初步筛选；筛选的原则是母线电压向上越上上限阈值或者越下限阈值，且AVC无功调节能力已用尽，则判定该告警初步有效；第二步，对初步有效的告警点的母线电压态势进行短期预测，判断未来电压的短期态势是趋势上扬，或者趋势平稳，或者趋势下行；最后，结合初筛的告警信息和对母线未来电压态势的判断，辨识告警是否有效，并将该有效预警信息推送出去，明确该电压越限的情况是否需要调控干预，以及干预的时机。优选的，所述用于电网的母线电压态势短期预测子模块还包括对电压态势短期预测数据分析与建模的步骤；本方法对各相关遥测工况数据按一定时间长度进行统一的窗口切分，并将电压态势设定为三支决策问题，包括电压趋势上扬、电压趋势下行、电压趋势稳定；某指定母线相关L条遥测工况数据的集合设为D＝{D1,D2,…,DL}，且Di∈D的语义为D中第i条遥测的相关线路工况指标构成时间序列信息系统，记为Di＝(Ai,Vi,N,F,g)；其中Ai＝{ai1,ai2,…,aim}代表第i条指标内m个具有时间先后顺序的工况数据流时序段构成的集合，每个时序段的长度为h个时间单元，即对第i个指标的第j个时间窗口的数据表达为：且aij∈Ai、|aij|＝h、与之间满足前驱后续关系；Vi＝{TSi1，TSi2，TSi3,...TSim}代表第i个指标遥测数据流样本中，m个前驱后继的工况时序数据构成的集合，F是一个映射:F:aij→TSij，其语义为Vi中的任意第j段时间序列数据TSij与Ai中的第j段时序数据段aij的一一映射关系。可记为：代表Vi＝{TSi1，TSi2，TSi3,...TSim}中每段历史工况时序数据之后的连续K分钟的母线电压态势取值的集合，其中特征值为P即电压趋势上扬，B即电压趋势稳定,N即电压趋势下行；其取值由映射决定，其中j∈{1,2,…m}；数据样本Di对应的时间序列Vi集合，可以被记为如式1所示的工况时序数据矩阵模型；其中每一行表示为对应TSij数据集合的h个数据的水平转置；本方法考虑到各相关线路对母线电压的影响，因此不直接使用母线的历史数据流来预测，而是对母线及其相关线路的多维历史数据流进行建模；将D集合中L条遥测工况时序数据构成矩阵(即：V1,V2,V3,…Vl),其中每个Vi＝(TSi1,TSi2,TSi3,…TSim)按照每段时间序列的起始时间的先后顺序组合转换成一列数据；最后将需要预测的母线的各个时间窗口未来K分钟电压态势值N＝{N1,N2,...Nm}加入到相应时间段，得到如式2所示的电压态势数据矩阵模型DB，作为相对于母线态势预测的决策训练数据集；其中j∈{1,2,…,m}，i∈{1,2,…,L}；在DB矩阵中，除了决策列N外，其它列分别代表了不同线路的时序工况类型；DB矩阵中每一行数据除了决策列外分别代表同一区域L个时序数据在同一时间窗口的类型指标；第J行代表各个线路第J个时间窗口的时序数据以及其未来K分钟内的电压态势离散化类型值。优选的，该用于电网的母线电压态势短期预测子模块还包括基于多维时序数据挖掘方法的母线电压态势短期预测方法详细步骤：第一步，使用母线电压相关历史数据进行多维时间序列建模，将被研究的遥测数据转换为多维时间序列矩阵模型；第二步，用时间序列聚类方法对其进行时序聚类，将多维时间序列矩阵模型降维转变为经典二维信息表；第三步：将二维信息表进行属性约简后导入多机器学习群进行学习，学习完后的多个算法模型，包括RNN算法模型、C4.5算法模型、SVM算法模型，通过测试数据进行竞争，根据集成学习算法产生最优分类器；将实践数据导入最优分类器并输出预测结果；第四步：对预测结果进行集成测试，如果实测结果不佳，则更新训练数据集，重新训练直至获得最优预测分类器。优选的，该用于电网的母线电压态势短期预测子模块还包括：母线电压态势短期预测方法的核心步骤为多维时间序列数据的降维算法，及多机器集成学习策略；本方法将上述核心步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于：该系统包括基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统、基于监控信息的电网连锁故障预警子系统、基于监控信息的电网连锁故障评估子系统；所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统用于电网故障的诊断查询；所述基于监控信息的电网连锁故障预警子系统用于对电网故障的预警分析；所述基于监控信息的电网连锁故障评估子系统用于对电网故障诊断、预警信息进行评估，并出具评估报告。

【技术特征摘要】
1.基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于：该系统包括基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统、基于监控信息的电网连锁故障预警子系统、基于监控信息的电网连锁故障评估子系统；所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统用于电网故障的诊断查询；所述基于监控信息的电网连锁故障预警子系统用于对电网故障的预警分析；所述基于监控信息的电网连锁故障评估子系统用于对电网故障诊断、预警信息进行评估，并出具评估报告。2.根据权利要求1所述的基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于，所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统包括：更新电网连锁故障库的信息；将预获取的操作票信息与电网连锁故障库的信息匹配；对匹配到操作票信息的电网连锁故障信息所对应的图元进行标记，并根据用户输入的图元点击指令，显示相应图元的电网连锁故障信息。3.根据权利要求2所述的基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于，所述基于监控信息的电网连锁故障诊断子系统还包括同步电网连锁故障库的信息，具体包括：获取电网连锁故障信息，生成E文件，并保存至指定存储区；实时扫描所述指定存储区中的E文件，进行解析，并同步至电网连锁故障库；将预获取的操作票信息与所述电网连锁故障库的信息匹配，具体包括：分别对操作任务和操作指令进行拆解，生成拆解信息，所述操作票信息包括所述操作任务和所述操作指令；将所述拆解信息与所述电网连锁故障库的信息进行匹配。4.根据权利要求1所述的基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于：所述基于监控信息的电网连锁故障预警子系统包括用于电网的母线电压态势短期预测子模块，该子模块包括母线电压态势短期预测方法，该方法包括母线电压越限智能预警策略，母线电压越限智能预警策略具体为从大数据多维相关时序特征分析出发，对母线电压态势进行短期预测，再结合D5000告警数据和AVC系统当前状态，对D5000告警数据进行智能识别，过滤无效告警；具体步骤如下：第一步，对D5000系统告警信息，结合AVC无功设备状态信息，进行初步筛选；筛选的原则是母线电压向上越上上限阈值或者越下限阈值，且AVC无功调节能力已用尽，则判定该告警初步有效；第二步，对初步有效的告警点的母线电压态势进行短期预测，判断未来电压的短期态势是趋势上扬，或者趋势平稳，或者趋势下行；最后，结合初筛的告警信息和对母线未来电压态势的判断，辨识告警是否有效，并将该有效预警信息推送出去，明确该电压越限的情况是否需要调控干预，以及干预的时机。5.根据权利要求4所述的基于监控信息的电网连锁故障诊断、预警、评估系统，其特征在于：所述用于电网的母线电压态势短期预测子模块还包括对电压态势短期预测数据分析与建模的步骤；本方法对各相关遥测工况数据按一定时间长度进行统一的窗口切分，并将电压态势设定为三支决策问题，包括电压趋势上扬、电压趋势下行、电压趋势稳定；某指定母线相关L条遥测工况数据的集合设为D＝{D1,D2,…,DL}，且Di∈D的语义为D中第i条遥测的相关线路工况指标构成时间序列信息系统，记为Di＝(Ai,Vi,N,F,g)；其中Ai＝{ai1,ai2,…,aim}代表第i条指标内m个具有时间先后顺序的工况数据流时序段构成的集合，每个时序段的长度为h个时间单元，即对第i个指标的第j个时间窗口的数据表达为：且aij∈Ai、|aij|＝h、与之间满足前驱后续关系；Vi＝{TSi1，TSi2，TSi3,…TSim}代表第i个指标遥测数据流样本中，m个前驱后继的工况时序数据构成的集合，F是一个映射:F:aij→TSij，其语义为Vi中的任意第j段时间序列数据TSij与Ai中的第j段时序数据段aij的一一映射关系。可记为：代表Vi＝{TSi1，TSi2，TSi3,…TSim}中每段历史工况时序数据之后的连续K分钟的母线电压态势取值的集合，其中特征值为P即电压趋势上扬，B即电压趋势稳定,N即电压趋势下行；其取值由映射决定，其中j∈{1,2,…m}；数据样本Di对应的时间序列Vi集合，可以被...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌晓波，马苏龙，杨建平，王治华，叶康，胡友琳，肖飞，胡孔飞，李雄立，朱励程，邓祥力，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，泰豪软件股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31