CN108512217B - 一种电网运行安全隐患智能识别方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力***电网调控的技术领域，更具体地，涉及一种电网运行安全隐患智能识别方法，建立安全隐患模型库，综合利用历史安全隐患信息等各种因素对电网运行状况进行实时分析，对分析获取的重合闸错误、保护失配、备自投、安稳失配等安全隐患智能生成告警信息；通过实时采集和分析SCADA***的遥信数据，记录变电站的遥控权限状态，实现变电站遥控权限定时智能提醒；通过对电网深度拓扑分析，实现对中性点接地方式合理性的智能诊断和提醒。本发明能够解决电网规模大难以分析、调控人员间存在差异、安全隐患易被遗漏等问题，实现对大电网全规模、全时段、全方面安全隐患实时扫描、智能分析和自动提醒。
Description
技术领域
本发明涉及电力***电网调控的技术领域，更具体地，涉及一种电网运行安全隐患智能识别方法。
背景技术
近年来，由于电网规模急剧扩张，电网一、二次设备总体呈品牌多元化、功能多样化、配置复杂化的趋势，使得保护定值以及安稳策略的配合要求越来越高；而调控运行人员技术水平和思考方式存在差异，使得对重合闸错误、保护失配、备自投、安稳失配等安全隐患监控的准确性和及时性有所差别；加上调控人员工作量日趋繁重，传统电网安全隐患监控依靠人工分析的方式显得费时费力，某些安全隐患甚至在事故事件发生后才被发现，严重制约了电网调控运行安全水平的提升。
目前，调度监控员依靠交接班记录、个人技能水平和工作经验识别安全隐患，接班的调度监控员需花费大量精力用于熟悉电网运行状态，筛查运行监控“盲点”，与上一值人员交接并确认隐患信息等。然而，通过人工方式对全网所有设备进行筛选，涵盖电网设备数量大，品牌多，各厂家设备的配置和参数有差异，调度监控员对安全隐患的分析深度取决于个人技能经验水平。某些特殊运行方式持续时间长，调度监控员需要持续定时对相关安全隐患实施关注，并通过电话与相关设备领导和现场运检人员进行沟通，加之现在工作量日益增长，容易导致相关人员遗漏处理安全隐患，也对调控运行人员的日常工作带来较大的工作负担和心理困扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够实现针对大电网全规模、全时段、全方面安全隐患实时扫描、智能分析和自动提醒的电网运行安全隐患智能识别方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种电网运行安全隐患智能识别方法，包括以下步骤：
S10. 通过数据传输接口实时获取SCADA***中电网拓扑数据，建立电网运行安全隐患智能识别***；
S20. 在步骤S10中所述的智能识别***的安全隐患编辑页面新增安全隐患，为该安全隐患设定判断条件，并将所述的安全隐患及其对应的判断条件储存，建立电网安全隐患模型库；
S30.遍历电网安全隐患模型库中所有的安全隐患，并利用历史安全隐患信息对电网运行状况进行实时分析，对分析获取的安全隐患智能生成告警信息；
S40. 建立变电站遥控权限以及转换时间数据库，以实现不间断扫描全电网变电站的遥控权限，同时建立信息智能提醒发布功能对相关人员针对性地发布安全隐患信息；所述权限包括站内权限和调度权限，站内权限或调度权限持续的时间为时间间隔t；
S50. 通过SCADA***的拓扑数据和开关状态数据，从母线出发，通过拓扑寻找变电站连接的中性点接地刀闸或隔直装置接地刀闸，根据寻找结果分析中性点是否异常。
本发明的电网运行安全隐患智能识别方法，解决电网规模大难以分析、调控人员间存在差异、安全隐患易被遗漏等问题，实现对大电网全规模、全时段、全方面安全隐患实时扫描、智能分析和自动提醒；能够根据历史数据和专家经验，对特定安全隐患进行智能识别；同时对厂站遥控权限以及中性点接地方式常见易忽略的安全隐患建立对应的识别模块，通过对相关人员自动发布安全隐患信息，提前发现和排除安全隐患。
优选地，步骤S20中设定的判断条件选自线路开关闭合、线路开关断开、主变电压等于设定值、主变电压不等于设定值、主变电压大于等于设定值、主变电压小于设定值、主变电压小于等于设定值的一种或多种的组合。多个判断条件可以使用与、或合并。
优选地，步骤S30中安全隐患遍历扫描的过程包括以下步骤：
S31. 遍历步骤S20中所述的电网安全隐患模型库中存储的所有的安全隐患，依据安全隐患对应的判断条件，从SCADA***中获取需要用于判断的遥测数据进行判断；若判断条件全部符合，则转步骤S32；若判断条件不符合，则遍历下一个安全隐患；
S32. 判断步骤S30中判断条件全部符合的安全隐患是否显示在电网异常检测窗且没有被处理：若没有被处理，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若该安全隐患已经被处理，则转步骤S33；
S33. 判断步骤S32中已经被处理的安全隐患是否为持续的安全隐患：若是，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若否，则生成告警信息并显示在电网异常检测窗上；***平台通过Hibernate技术和JDBC技术把告警信息从数据库抽到***中，再通过MVC框架推送到前台，最后通过HTML5技术和CSS3样式包装展现到用户的浏览器上；
S34. 判断是否所有安全隐患都已经遍历：若全部已经遍历，则结束本次扫描；反之，则遍历下一个安全隐患至遍历所有的安全隐患。
优选地，步骤S40的遥控权限监测按如下步骤进行：
S41. 通过获取SCADA***的遥信数据记录变电站的遥控权限状态和权限变更时间，以判断变电站遥控权限转到站内的持续时间；
S42. 遍历所有权限为站内的厂站：（1）判断遥控权限切换至站内的持续时间是否超过时间间隔t，若否，则停止本次遍历，开始遍历下一个变电站；若是，则转到步骤（2）；（2）判断在时间间隔t内该变电站是否有发送短信：如否，则查询该变电站管辖人员的手机号码并发送提醒短信；若是，则转到步骤（3）；判断时间间隔t是否超过24h，若是，则生成告警信息并将所述信息显示在电网异常监测框中；若否，则转步骤（4）；（4）判断是否所有的变电站都已经遍历：若是，则遍历结束；若否，则开始遍历下一个变电站；
S43. 遍历结束后，将处理遥控权限的切换结果展示在浏览器上。
优选地，所述时间间隔t为4h~6h。通过获取主网SCADA***遥信数据记录变电站的遥控权限状态。当变电站的遥控权限切换至站内超过4h~6h后，***将自动每4h~6h发短信到该变电站的巡检中心人员以及该变电所的主管进行提醒，直至该变电站的遥控权限切换至调度。本流程5分钟运行一次，使用Oracle的存储过程实现。
优选地，步骤S50中的中性点异常分析过程按如下步骤进行：
S51. 将变电站内母线***到临时表中，并遍历临时表中所有的母线；
S52. 从母线出发，通过拓扑数据以及遥信数据，通过闭合的开关设备寻找与母线连接的本站主变；
S53. 从主变出发，拓扑寻找与主变连接的闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，并判断找到闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸个数：若有且仅有一个闭合的接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，则为正常，反之为异常；
S54. 判断所有母线是否都已经遍历：若所有母线都已经遍历，则遍历结束；若还有母线没有遍历，则遍历下一条母线，直至所有母线均被遍历；
S55. 合并同一个变电站且拓扑到相同主变的母线，并将临时表转移到正式表中。
以拓扑原理为基础，建立一套变压器中性点接地安全隐患判断方法。通过实时获取SCADA***中电网的拓扑结构和设备的分合状态，准确诊断所有变压器中性点接地方式，解决变压器中性点接地分析涉及设备多，分析复杂，容易遗漏的难题。
优选地，所述的安全隐患包括重合闸失误、保护失配、备自投、安稳失配以及变压器中性点接地方式不正确。这些安全隐患不会直接导致事故事件发生，但会在事故事件发生时引起事故事件扩大、延迟复电时间等问题的，容易被调控人员忽略的潜在运行威胁。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）建立安全隐患模型库，综合利用历史安全隐患信息和专家经验等各种因素对电网运行状况进行实时分析，对分析获取的重合闸错误、保护失配、备自投、安稳失配等安全隐患智能生成告警信息，简单易用，高度开放，使得对安全隐患的识别准确率随着安全隐患模型的增加不断提高。
（2）通过实时采集和分析SCADA***遥信数据，记录变电站的遥控权限状态，实现变电站遥控权限定时智能提醒，防止变电人员现场操作后遗忘将遥控权限切回“远方”，导致调度失去设备控制能力，分析效率高，信息提醒快速准确。
（3）通过对电网深度拓扑分析，实现对中性点接地方式合理性的智能诊断和提醒，防止漏合、多合中性点导致保护失配、越级跳闸等，有利于安全隐患迅速排除。
附图说明
图1为本发明的电网运行安全隐患智能识别方法的流程图。
图2为电网运行安全隐患智能识别方法的安全隐患遍历扫描过程的流程图。
图3为电网运行安全隐患智能识别方法的遥控权限监测过程的流程图。
图4为电网运行安全隐患智能识别方法的中性点异常分析过程的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例1
如图1至图4所示为本发明的电网运行安全隐患智能识别方法的第一实施例，如图1所示，本发明的电网运行安全隐患智能识别方法，包括以下步骤：
S10. 通过数据传输接口实时获取SCADA***中电网拓扑数据，建立电网运行安全隐患智能识别***；
S20. 在步骤S10中所述的智能识别***的安全隐患编辑页面新增安全隐患，为该安全隐患设定判断条件，并将所述的安全隐患及其对应的判断条件储存，建立电网安全隐患模型库；
S30.遍历电网安全隐患模型库中所有的安全隐患，并利用历史安全隐患信息对电网运行状况进行实时分析，对分析获取的安全隐患智能生成告警信息；
S40. 建立变电站遥控权限以及转换时间数据库，以实现不间断扫描全电网变电站的遥控权限，同时建立信息智能提醒发布功能对相关人员针对性地发布安全隐患信息；所述权限包括站内权限和调度权限，站内权限或调度权限持续的时间为时间间隔t；
S50. 通过SCADA***的拓扑数据和开关状态数据，从母线出发，通过拓扑寻找变电站连接的中性点接地刀闸或隔直装置接地刀闸，根据寻找结果分析中性点是否异常。
其中，所述的安全隐患包括重合闸失误、保护失配、备自投、安稳失配以及变压器中性点接地方式不正确。步骤S20中设定的判断条件选自线路开关闭合、线路开关断开、主变电压等于设定值、主变电压不等于设定值、主变电压大于等于设定值、主变电压小于设定值、主变电压小于等于设定值的一种或多种的组合。
如图2所示，步骤S30中安全隐患遍历扫描的过程包括以下步骤：
S31. 遍历步骤S20中所述的电网安全隐患模型库中存储的所有的安全隐患，依据安全隐患对应的判断条件，从SCADA***中获取需要用于判断的遥测数据进行判断；若判断条件全部符合，则转步骤S32；若判断条件不符合，则遍历下一个安全隐患；
S32. 判断步骤S30中判断条件全部符合的安全隐患是否显示在电网异常检测窗且没有被处理：若没有被处理，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若该安全隐患已经被处理，则转步骤S33；
S33. 判断步骤S32中已经被处理的安全隐患是否为持续的安全隐患：若是，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若否，则生成告警信息并显示在电网异常检测窗上；***平台通过Hibernate技术和JDBC技术把告警信息从数据库抽到***中，再通过MVC框架推送到前台，最后通过HTML5技术和CSS3样式包装展现到用户的浏览器上；
S34. 判断是否所有安全隐患都已经遍历：若全部已经遍历，则结束本次扫描；反之，则遍历下一个安全隐患至遍历所有的安全隐患。
如图3所示，步骤S40的遥控权限监测按如下步骤进行：
S41. 通过获取SCADA***的遥信数据记录变电站的遥控权限状态和权限变更时间，以判断变电站遥控权限转到站内的持续时间；
S42. 遍历所有权限为站内的厂站：（1）判断遥控权限切换至站内的持续时间是否超过时间间隔t，若否，则停止本次遍历，开始遍历下一个变电站；若是，则转到步骤（2）；（2）判断在时间间隔t内该变电站是否有发送短信：如否，则查询该变电站管辖人员的手机号码并发送提醒短信；若是，则转到步骤（3）；判断时间间隔t是否超过24h，若是，则生成告警信息并将所述信息显示在电网异常监测框中；若否，则转步骤（4）；（4）判断是否所有的变电站都已经遍历：若是，则遍历结束；若否，则开始遍历下一个变电站；
S43. 遍历结束后，将处理遥控权限的切换结果展示在浏览器上。
其中，本实施例的时间间隔为6h，通过获取主网SCADA***遥信数据记录变电站的遥控权限状态。当变电站的遥控权限切换至站内超过6h后，***将自动每6h发短信到该变电站的巡检中心人员以及该变电所的主管进行提醒，直至该变电站的遥控权限切换至调度。本流程5分钟运行一次，使用Oracle的存储过程实现。
如图4所示，步骤S50中的中性点异常分析过程按如下步骤进行：
S51. 将变电站内母线***到临时表中，并遍历临时表中所有的母线；
S52. 从母线出发，通过拓扑数据以及遥信遥信数据，通过闭合的开关设备寻找与母线连接的本站主变；
S53. 从主变出发，拓扑寻找与主变连接的闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，并判断找到闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸个数：若有且仅有一个闭合的接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，则为正常，反之为异常；
S54. 判断所有母线是否都已经遍历：若所有母线都已经遍历，则遍历结束；若还有母线没有遍历，则遍历下一条母线，直至所有母线均被遍历；
S55. 合并同一个变电站且拓扑到相同主变的母线，并将临时表转移到正式表中。
通过实时获取SCADA***中电网的拓扑结构和设备的分合状态，准确诊断所有变压器中性点接地方式，解决变压器中性点接地分析涉及设备多，分析复杂，容易遗漏的难题。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种电网运行安全隐患智能识别方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10.通过数据传输接口实时获取数据采集与监视控制***SCADA***中电网拓扑数据，建立电网运行安全隐患智能识别***；
S20.在步骤S10中所述的智能识别***的安全隐患编辑页面新增安全隐患，为该安全隐患设定判断条件，并将所述的安全隐患及其对应的判断条件储存，建立电网安全隐患模型库；
S30.遍历电网安全隐患模型库中所有的安全隐患，并利用历史安全隐患信息对电网运行状况进行实时分析，对分析获取的安全隐患智能生成告警信息；
S40.建立变电站遥控权限以及转换时间数据库，以实现不间断扫描全电网变电站的遥控权限，同时建立信息智能提醒发布功能对相关人员针对性地发布安全隐患信息；所述权限包括站内权限和调度权限，站内权限或调度权限持续的时间为时间间隔t；
S50.通过SCADA***的拓扑数据和开关状态数据，从母线出发，通过拓扑寻找变电站连接的中性点接地刀闸或隔直装置接地刀闸，根据寻找结果分析中性点是否异常；
其中，步骤S30中安全隐患遍历扫描的过程包括以下步骤：
S31.遍历步骤S20中所述的电网安全隐患模型库中存储的所有的安全隐患，依据安全隐患对应的判断条件，从SCADA***中获取需要用于判断的遥测数据进行判断；若判断条件全部符合，则转步骤S32；若判断条件不符合，则遍历下一个安全隐患；
S32.判断步骤S30中判断条件全部符合的安全隐患是否显示在电网异常检测窗且没有被处理：若没有被处理，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若该安全隐患已经被处理，则转步骤S33；
S33.判断步骤S32中已经被处理的安全隐患是否为持续的安全隐患：若是，则该安全隐患扫描结束，遍历下一个安全隐患；若否，则生成告警信息并显示在电网异常检测窗上；
S34.判断是否所有安全隐患都已经遍历：若全部已经遍历，则结束本次扫描；反之，则遍历下一个安全隐患至遍历所有的安全隐患；
步骤S40的遥控权限监测按如下步骤进行：
S41.通过获取SCADA***的遥信数据记录变电站的遥控权限状态和权限变更时间，以判断变电站遥控权限转到站内的持续时间；
S42.遍历所有权限为站内的厂站：(1)判断遥控权限切换至站内的持续时间是否超过时间间隔t，若否，则停止本次遍历，开始遍历下一个变电站；若是，则转到步骤(2)；(2)判断在时间间隔t内该变电站是否有发送短信：如否，则查询该变电站管辖人员的手机号码并发送提醒短信；若是，则转到步骤(3)；判断时间间隔t是否超过24h，若是，则生成告警信息并将所述信息显示在电网异常监测框中；若否，则转步骤(4)；(4)判断是否所有的变电站都已经遍历：若是，则遍历结束；若否，则开始遍历下一个变电站；
S43.遍历结束后，将处理遥控权限的切换结果展示在浏览器上；
步骤S50中的中性点异常分析过程按如下步骤进行：
S51.将变电站内母线***到临时表中，并遍历临时表中所有的母线；
S52.从母线出发，通过拓扑数据以及遥信数据，通过闭合的开关设备寻找与母线连接的本站主变；
S53.从主变出发，拓扑寻找与主变连接的闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，并判断找到闭合的中性点接地刀闸或者隔直装置接地刀闸个数：若有且仅有一个闭合的接地刀闸或者隔直装置接地刀闸，则为正常，反之为异常；
S54.判断所有母线是否都已经遍历：若所有母线都已经遍历，则遍历结束；若还有母线没有遍历，则遍历下一条母线，直至所有母线均被遍历；
S55.合并同一个变电站且拓扑到相同主变的母线，并将临时表转移到正式表中。
2.根据权利要求1所述的电网运行安全隐患智能识别方法，其特征在于，步骤S20中设定的判断条件选自线路开关闭合、线路开关断开、主变电压等于设定值、主变电压不等于设定值、主变电压大于等于设定值、主变电压小于设定值、主变电压小于等于设定值的一种或多种的组合。
3.根据权利要求1所述的电网运行安全隐患智能识别方法，其特征在于，所述时间间隔t为4h～6h。
4.根据权利要求1至3任一项所述的电网运行安全隐患智能识别方法，其特征在于，所述的安全隐患包括重合闸失误、保护失配、备自投、安稳失配以及变压器中性点接地方式不正确。
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