專利名稱：基于整數規劃的智能告警系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及智能化變電站智能告警系統。
背景技術：
科技日新月異的發展，變電站自動化程度越來越高，信息量也越來越大；信息量的豐富勢必對數據的分析帶來了很大的幫助，但這也成為一把雙刃劍，這把雙刃劍的背面，則是“亂花迷人眼”，即，短時間內海量信息對運行值班人員的視覺和心理沖擊，往往先前涌入的信息還么來得及看完，旋即間又被一批新的信號湮滅，值班運行人員難以快速抓住重點， 不利于迅速判斷故障，給出正確的處理判斷。隨著電網智能化的推進，變電站的智能化技術已逐漸成為智能電網技術的重要一環。變電站的監控后臺的功能，可分為“監”和“控”兩大類。而“監”已經不再局限于傳統的直采各類數據的功能，應進一步擴大增強在變電站內的數據智能分析功能，充分利用變電站端采集的各類數據，開展智能分析，加強告警信息的深加工能力，并實現與調度主站之間的信息交互。基于站內自動化系統的原始告警事件的故障分析是關鍵的，而目前應用的智能告警系統只是對告警事件做簡單的篩選，過濾，分層分類后進行較淺層次故障分析，如基于保護動作鏈算法的分析，不能很好的滿足復雜故障判別和保護動作分析等較為高級的需求。 因此，一個能夠進行一些初步的保護動作行為和開關動作行為正確性評價的故障分析算法是有意義的，可以輔助相關人員進行進一步的故障排查。基于整數規劃的分析算法，則可能滿足此要求。這種算法將故障相關的假定變量(主設備故障狀態，保護動作狀態，開關跳閘狀態)作為輸入，依據一定的保護專業知識，計算出保護動作的期望狀態和開關跳閘的期望狀態，并與實際的狀態進行比較，最符合實際情況的一個假說就作為故障診斷的結果。基于整數規劃的分析算法可以用一個0-1整數規劃模型描述，體現了假說狀態和實際狀態之間的偏差，概念清晰，但求解這個模型的時候迭代次數隨著問題的規模曾指數性上升。因此，使用遍歷搜索方法求解此模型只能局限在一些小規模的問題，當問題的規模超過一定程度之后，只能依賴一些具有啟發性的搜索算法(禁忌搜索算法)來迅速獲取一個收斂解，但此收斂解并不一定為最佳，只能是滿足快速故障分析條件下的一個最優解。基于保護動作鏈的分析算法是一種快速電力系統故障分析方法，其核心邏輯為將某一時間段反映同一故障區域的動作事件歸集到一起，按照時間順序形成一條保護動作序列，稱之為保護動作鏈，然后利用局部拓撲和保護跳閘邏輯，分析序列中每個保護動作的跳閘覆蓋率，每個動作序列代表一個故障，這樣就最終得到故障分析結果這種方法具有邏輯簡單，實現容易的特點，但是也存在嚴格依賴動作事件的時間精確度，容錯性有所欠缺，此外，此方法對分析復雜故障，如越級跳間等也缺乏嚴謹的理論依據，準確性也有所欠缺。
發明內容
本發明目的是，提出基于整數規劃的智能告警方法與系統，克服現有技術的問題，提出一種對系統的故障分析有了嚴謹的理論依據的智能告警方法與系統，系統可采用智能的自適應的故障解搜索算法，能夠適應不同的問題規模，最大的提高了故障分析的速度。本發明的技術方案是基于整數規劃的智能告警系統，采用包括信號采集模塊，診斷啟動判斷模塊，故障分析模塊，故障報告生成模塊和分析結果的綜合展示模塊；其中故障分析模塊包括動作鏈算法分析模塊和基于整數規劃的分析模塊；進行告警的步驟如下1)、網絡建模，將變電站一次設備及其連接關系填入數據庫，用戶用電力元件構建廠站或系統單線圖，通過這種作圖方式生成電力系統廠站和系統的符合IEC61970標準的結構模型，然后用這個模型通過填庫操作生成網絡設備庫，該網絡設備庫不僅用作網絡建模，且故障診斷過程中，還是網路拓撲工作的數據載體；2)、保護信息建模按照一次設備，保護裝置，保護信息，跳閘斷路器的層次關系進行保護信息建模，建立保護主設備——保護信息——斷路器動作之間的關聯關系，保護主設備指一次設備；3)故障診斷的步驟3-1)由信號采集模塊將變電站層采集的告警信息進行基于優先權的分級分類的顯示；采集實時告警報文和電網實時斷面信息；3-2)掃描外部告警信息，尋找滿足啟動故障診斷判據的信號；診斷啟動判斷模塊工作，啟動故障診斷的判據定義為以下兩個條件的組合A 斷路器分閘或者事故跳閘信號的出現B 觸發跳閘的保護告警動作信息這兩個條件中只要有一個條件滿足則滿足判據要求，即判據E = AUB;3-3)找到符合判據的告警信息后，將此告警信息標記為本故障時段告警分析的第
一條信息；3-4)根據故障告警結束判據，判斷此告警信息是否為本故障時段最后一條告警信息，將故障告警結束判據定義為以下條件的組合F 在此告警事件發生后一段時間Tdelta內沒有新的告警出現；G 在此告警事件發生后一段時間Tdelta內雖然有新告警出現，但新告警事件發生時間距離本故障時段第一條告警事件發生時間超過一定的時差范圍Tdura ； 其中時間差Tde 1 ta和時間段閥值Tdura均可以由用戶定義，一般，這兩個閥值的取值可以在以下區間進行Tdelta e [10，60]，單位秒，Tdura e [2，10]，單位分鐘。這兩個條件中只要有一個條件滿足，則判斷滿足判據要求，即判據H = FUG;3-5)故障分析模塊工作，包括動作鏈算法分析模塊和基于整數規劃的分析模塊啟動，先進行故障診斷的預處理，對故障診斷信息表表內的告警信息進行過濾，只保留會觸發跳閘的保護告警信息，自動裝置動作信息和斷路器變位信息；3-6)針對過濾后的告警信息事件進行基于整數規劃的故障診斷，分析結果發送至
告警窗，3-7)故障報告生成模塊和分析結果的綜合展示模塊工作，故障診斷結果的顯示以及故障診斷報告的保存。其中，基于整數規劃的分析模塊的工作流程是1)確定可疑故障，保護的誤動和據動狀態和開關的誤動和拒動狀態，并由此確定故障假說相量只；
^00283 所述的假說向量!！二〔0，札8〕，其中0二風，屯，4，…仁」表示各個主設備的故 障狀態，0表示正常，1表示故障，I？ 二(什。，皿。，！-？!, ！“叫，什2，！“叫.丨丨1-4-1’ 表示各個保 護的誤動和拒動狀態，『4 二 1表示第1個保護動作誤動，『叫二 1表示第1保護拒動。8 二 出？。，—。，社” 社2，丨丨！^一，13111^！ 1示各個開關的誤動和拒動狀態，^ 1表示第土 個開關誤動，！^叫二 1表示第1個開關拒動。
〔0029〕 ！I 二〔0，0，81是可疑故障區域相關的一些變量，具體確定方法如下 ^0030^ 1-0可疑故障的確定，即0的確定 〔0031〕
〔0032〕
〔0033〕
權利要求
1.基于整數規劃的智能告警系統，其特征是采用包括信號采集模塊，診斷啟動判斷模塊，故障分析模塊，故障報告生成模塊和分析結果的綜合展示模塊進行告警；其中故障分析模塊包括動作鏈算法分析模塊和基于整數規劃的分析模塊；進行告警的步驟如下，1)網絡建模，將變電站一次設備及其連接關系填入數據庫；生成電力系統廠站和系統的符合IEC61970標準的結構模型，然后用這個模型通過填庫操作生成網絡設備庫，該網絡設備庫不僅用作網絡建模，且故障診斷過程中，還是網路拓撲工作的數據載體；2)保護信息建模按照一次設備，保護裝置，保護信息，跳閘斷路器的層次關系進行保護信息建模，建立保護主設備——保護信息——斷路器動作之間的關聯關系，保護主設備指一次設備；3)故障診斷的步驟3-1)由信號采集模塊將變電站層采集的告警信息進行基于優先權的分級分類的顯示； 采集實時告警報文和電網實時斷面信息；3-2)掃描外部告警信息，尋找滿足啟動故障診斷判據的信號；診斷啟動判斷模塊工作，啟動故障診斷的判據定義為以下兩個條件的組合 A 斷路器分閘或者事故跳閘信號的出現 B 觸發跳閘的保護告警動作信息這兩個條件中只要有一個條件滿足則滿足判據要求，即判據E = AUB; 3-3)找到符合判據的告警信息后，將此告警信息標記為本故障時段告警分析的第一條 fn息；3-4)根據故障告警結束判據，判斷此告警信息是否為本故障時段最后一條告警信息， 將故障告警結束判據定義為以下條件的組合F 在此告警事件發生后一段時間Tdelta內沒有新的告警出現； G 在此告警事件發生后一段時間Tdelta內雖然有新告警出現，但新告警事件發生時間距離本故障時段第一條告警事件發生時間超過一定的時差范圍Tdura ；其中時間差Tdelta和時間段閥值Tdura均可以由用戶定義，一般，這兩個閥值的取值可以在以下區間進行=Tdelta e [10，60]，單位秒，Tdura e [2，10]，單位分鐘。 這兩個條件中只要有一個條件滿足，則判斷滿足判據要求，即判據H = FUG; 3-5)故障分析模塊工作，包括動作鏈算法分析模塊和基于整數規劃的分析模塊啟動， 先進行故障診斷的預處理，對故障診斷信息表表內的告警信息進行過濾，只保留會觸發跳閘的保護告警信息，自動裝置動作信息和斷路器變位信息；3-6)針對過濾后的告警信息事件進行基于整數規劃的故障診斷，分析結果發送至告警窗，3-7)故障報告生成模塊和分析結果的綜合展示模塊工作，故障診斷結果的顯示以及故障診斷報告的保存。
2.根據權利要求1所述的基于整數規劃的智能告警系統，其特征是基于整數規劃的分析模塊的工作流程是1)確定可疑故障，保護的誤動和據動狀態和開關的誤動和拒動狀態，并由此確定故障假說相量H;所述的假說向量H= [D，R，B]，其中D= {(10,(1^4,...(1^}表示各個主設備的故障狀態，0表示正常，1表示故障，R = {rf0, rm0, rf1 Mi1, rf2, rm2. . . rfn_1 rivJ表示各個保護的誤動和拒動狀態，Α = 1表示第i個保護動作誤動，Hiii = 1表示第i保護拒動。B = Ibftl, bm0, bfi; bmi; bf2，bm2. . . bfq_i; bm^J示各個開關的誤動和拒動狀態，b^ = 1表示第i個開關誤動，bm, = 1表示第i個開關拒動；H = [D，R，B]是可疑故障區域相關的一些變量，具體確定方法如下 1-1)可疑故障的確定，即D的確定，
3.根據權利要求1所述的基于整數規劃的智能告警系統，其特征是2)建立目標函數并計算期望值目標函數描述的是由假說向量H= [D，R，B]得出的期望狀態:與實際狀態 [Rr, Br]之間的差別，具體如下
全文摘要
基于整數規劃的智能告警系統，采用包括信號采集模塊，診斷啟動判斷模塊，故障分析模塊，故障報告生成模塊和分析結果的綜合展示模塊進行告警；步驟是1)網絡建模，將變電站一次設備及其連接關系填入數據庫；生成電力系統廠站和系統的符合IEC61970標準的結構模型，然后用這個模型通過填庫操作生成網絡設備庫；2)保護信息建模按照一次設備，保護裝置，保護信息，跳閘斷路器的層次關系進行保護信息建模，建立保護主設備——保護信息——斷路器動作之間的關聯關系，保護主設備指一次設備；3)進行故障診斷本發明能夠快速的，有效的對單一或復雜故障進行詳細分析及故障過程中的保護動作分析。
文檔編號H02J13/00GK102497024SQ201110425428
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月16日 優先權日2011年12月16日
發明者葉睆, 張學強, 朱廣名, 田華, 篤峻, 葛立青, 都海坤, 陳宏輝, 陳海波 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 廣東電網公司茂名供電局