專利名稱：異常告警快速事故分析方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電網(wǎng)調(diào)度技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，涉及異常告警快速事故分析方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
異常告警是電力設(shè)備故障或電網(wǎng)異常的表象，對異常告警報文進行及時有效的甄別與處理，是調(diào)度人員防范電網(wǎng)事故，特別防止大面積停電和電網(wǎng)瓦解事故的重要手段。在現(xiàn)有技術(shù)中，調(diào)度人員只能憑經(jīng)驗對告警報文進行人工判讀，所得到的結(jié)論往往不完整、不確切，對引發(fā)異常告警的設(shè)備停運后所引發(fā)的電網(wǎng)事故缺少科學(xué)的快速評估依據(jù)，難以適應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展與日趨復(fù)雜的局面，因此，客觀上需要能夠?qū)﹄娋W(wǎng)異常告警進行快速事故分析的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了異常告警快速事故分析方法及系統(tǒng)，以解決上述問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供如下技術(shù)方案:一種異常告警快速事故分析方法，包括:建立電網(wǎng)拓撲模型；捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備；利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析；所述快速靜態(tài)安全分析包括:斷開所述引發(fā)異常告警的設(shè)備，進行全網(wǎng)潮流計算，分析所述引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載。一種異常告警快速事故分析系統(tǒng)，包括:構(gòu)建單元，用于建立電網(wǎng)拓撲模型；確定單元，用于捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備；快速靜態(tài)安全分析單元，用于利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析；所述快速靜態(tài)安全分析包括:斷開所述引發(fā)異常告警的設(shè)備，進行全網(wǎng)潮流計算，分析所述引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載。經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，在本發(fā)明實施例中，根據(jù)捕獲的異常告警報文確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備，并通過快速靜態(tài)安全分析，分析出引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載，從而為引發(fā)異常告警的設(shè)備停運后所引發(fā)的電網(wǎng)事故提供了科學(xué)、快速的評估依據(jù)。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實施例提供的異常告警快速事故分析方法流程圖；圖2為本發(fā)明實施例提供的異常告警快速事故分析方法另一流程圖；圖3為本發(fā)明實施例提供的異常告警快速事故分析方法又一流程圖；圖4為本發(fā)明實施例提供的異常告警的快速事故分析系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。為了使本領(lǐng)域一般技術(shù)人員理解和實現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)結(jié)合附圖描述本發(fā)明的實施例。顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例，基于本申請中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都應(yīng)當屬于本申請保護的范圍。異常告警是電力設(shè)備故障或電網(wǎng)異常的表象，對異常告警報文進行及時有效的甄別與處理，是調(diào)度人員防范電網(wǎng)事故，特別防止大面積停電和電網(wǎng)瓦解事故的重要手段。在現(xiàn)有技術(shù)中，調(diào)度人員只能憑經(jīng)驗對告警報文進行人工判讀，所得到的結(jié)論往往不完整、不確切，對引發(fā)異常告警的設(shè)備停運后所引發(fā)的電網(wǎng)事故缺少科學(xué)的快速評估依據(jù)，難以適應(yīng)電網(wǎng)快速發(fā)展與日趨復(fù)雜的局面，因此，客觀上需要能夠?qū)﹄娋W(wǎng)異常告警進行快速事故分析的技術(shù)方案。有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了異常告警快速事故分析方法及系統(tǒng)，以解決上述問題。參見圖1上述異常告警快速事故分析方法至少可包括如下步驟:S1、建立電網(wǎng)拓撲模型。更具體的，可先根據(jù)SCADA電網(wǎng)結(jié)構(gòu)建立電網(wǎng)模型，然后根據(jù)SCADA提供的開關(guān)信息和量測數(shù)據(jù)進行狀態(tài)估計，得到電網(wǎng)拓撲模型。需要說明的是，以開關(guān)信息為例，開關(guān)設(shè)備的開或關(guān)，會影響開關(guān)設(shè)備與其他設(shè)備的電氣連接關(guān)系(也即拓撲關(guān)系)。因此，需要根據(jù)SCADA提供的開關(guān)信息建立電網(wǎng)拓撲模型。原始的告警報文由SCADA/EMS 系統(tǒng)生成。其中，SCADA(Supervisory Control AndData Acquisition)系統(tǒng)為數(shù)據(jù)米集與監(jiān)視控制系統(tǒng)，可以應(yīng)用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)。SCADA系統(tǒng)是以計算機為基礎(chǔ)的生產(chǎn)過程控制與調(diào)度自動化系統(tǒng)。它可以對現(xiàn)場的運行設(shè)備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報警等各項功能。
而狀態(tài)估計是電力系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)應(yīng)用，其目的是根據(jù)電網(wǎng)的量測數(shù)據(jù)估計電網(wǎng)的實際運行狀態(tài)。為了使狀態(tài)估計的結(jié)果更準確，可以對從SCADA庫中提取的數(shù)據(jù)進行不良數(shù)據(jù)的辨識操作。辨識的具體方法可以采用殘差搜索法，也可以采用基于逐次型估計辨識法，后者是對前者的一次回歸，但它在排除一個可疑數(shù)據(jù)時不再進行總體迭代修正，而是利用殘差靈敏度和雅可比矩陣直接修正殘差和狀態(tài)，使計算技術(shù)由總體矩陣操作水平提高到只對少數(shù)相關(guān)元素操作的水平，使殘差搜索法的辨識時間縮短了幾個數(shù)量級，使其嚴密的搜索邏輯得以實用。采用逐次型估計辨識法進行不良數(shù)據(jù)辨識，不良數(shù)據(jù)的辨識過程既可靠又快速。S2、捕獲異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備(簡稱為異常設(shè)備)。異常告警報文是反映設(shè)備運行異常情況的報警信號，異常告警報文可能會影響到設(shè)備遙控操作，直接威脅電網(wǎng)安全與設(shè)備運行，是需要實時監(jiān)控、及時處理的重要信息。異常又包括重要異常與普通異常，例如主變冷卻器故障為重要異常，而主變調(diào)壓開關(guān)調(diào)檔異常等屬于普通異常。為了方便電網(wǎng)設(shè)備告警信息的交換與共享，來自SCADA的異常告警報文采用規(guī)范性命名，如0PEN3000中按照以下命名結(jié)構(gòu):電網(wǎng).廠站/電壓.間隔.設(shè)備/部件.屬性。當異常發(fā)生時，SCADA系統(tǒng)按照命名結(jié)構(gòu)傳送異常告警報文。異常告警報文與異常設(shè)備存在著對應(yīng)關(guān)系，可以通過異常告警報文規(guī)范性命名結(jié)構(gòu)來提取其中的設(shè)備名稱作為引發(fā)異常告警的設(shè)備。S3、利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對異常設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析。更具體的，當異常設(shè)備發(fā)生重要異常告警時，則對該異常設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析，以分析該異常設(shè)備退出運行后的網(wǎng)絡(luò)安全情況?？焖凫o態(tài)安全分析區(qū)別傳統(tǒng)于傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析。傳統(tǒng)的靜態(tài)安全分析是指應(yīng)用N-1原則，逐個斷開線路、變壓器等元件，檢查其他元件是否因此過負荷和電網(wǎng)低電壓，用于檢驗電網(wǎng)結(jié)構(gòu)強度和運行方式是否滿足安全運行要求。而本發(fā)明實施例中的快速靜態(tài)安全分析只是斷開異常設(shè)備，進行全網(wǎng)潮流計算，分析該異常設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載，檢驗運行方式是否滿足安全運行的要求，因此，快速靜態(tài)安全分析的速度比靜態(tài)安全分析速度快?？梢?，在本發(fā)明實施例中，根據(jù)捕獲的異常告警報文確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備，并通過快速靜態(tài)安全分析，分析出引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載，為異常告警設(shè)備停運后所引發(fā)的電網(wǎng)事故提供了科學(xué)、快速的評估依據(jù)。在本發(fā)明其他實施例中，參見圖2，上述方法還可包括如下步驟:S4、對異常設(shè)備進行快速風(fēng)險評估。所謂的風(fēng)險評估，是指采用風(fēng)險理論的量化評估方法，它采用一系列邏輯步驟，以一種系統(tǒng)的方式檢查由于設(shè)備使用而產(chǎn)生的災(zāi)害，從而可以選擇適合的安全措施，風(fēng)險評估采用風(fēng)險指標來定量地評估事故的可能性和嚴重性這兩個決定系統(tǒng)可靠性的因素，能夠比較全面的反映事故對電力系統(tǒng)的影響。需要說明的是，快速靜態(tài)安全分析是一種確定性評估方法，無法給出全網(wǎng)的不確性量化指標，而上述風(fēng)險評估是一種不確定性分析方法，能夠既考慮故障發(fā)生的概率，又能考慮到事故造成的后果。更具體的，上述風(fēng)險評估采用的計算風(fēng)險值的公式為:R(C/Xt) = 2P(E/Xt) XS(C/E)，式中Xt是故障前的運行狀態(tài)；E是不確定的事故；C是不確定事故造成的后果；P (E/Xt)是在)(t下E出現(xiàn)的概率；S(C/E)是在E下產(chǎn)生C后果的嚴重度；R(C/Xt)是風(fēng)險值。在風(fēng)險評估中，還可對異常設(shè)備退出運行后所導(dǎo)致的負荷損失進行分析，按照《國家電網(wǎng)公司安全事故調(diào)查規(guī)程》和《國務(wù)院第599號令》分析可能的事故后果，給出電網(wǎng)事故級別提示。在計算負荷損失時，考慮備自投動作所引起的部分失電負荷自動導(dǎo)入帶電供區(qū)的實際，對這部分負荷進行了剔除。在本發(fā)明其他實施例中，參見圖3，在步驟S2后，還可執(zhí)行如下步驟:S5、根據(jù)捕獲到的原始異常告警報文，構(gòu)建智能異常告警報文并顯示。這樣，可避免大量告警報文在顯示屏上顯示的情況。下面將對步驟S2和S5進行詳細介紹。SCADA/EMS生成的告警報文的類型有70多種，本發(fā)明實施例重點關(guān)注異常告警信號。因此，步驟S2中的“捕獲原始的異常告警報文”具體可包括:對告警報文進行一次過濾，以過濾出原始的異常告警報文。之后，在步驟S5中，可利用專家規(guī)則庫中的規(guī)則，對過濾出的原始異常告警報文進行二次過濾和分析，生成智能異常告警報文。因此，在本發(fā)明其他實施例中，上述方法還可包括如下步驟:定制專家規(guī)則庫中的規(guī)則。其中，專家規(guī)則庫中普遍適應(yīng)用規(guī)則主要包括:本地調(diào)(地區(qū)調(diào)度)責(zé)任區(qū)、帶電運行的主間隔、過去24小時已復(fù)歸的異常告警報文、所有未復(fù)歸的異常告警報文。例如，過濾掉不屬于本地調(diào)責(zé)任區(qū)的異常告警報文，過濾掉非帶電運行的主間隔，并且過濾出過去24小時已復(fù)歸的異常告警報文、所有未復(fù)歸的異常告警報文。從而得到屬于本地調(diào)責(zé)任區(qū)、帶電運行的主間隔下的過去24小時已復(fù)歸的異常告警報文或未復(fù)歸的異常告警報文。除依據(jù)上述普遍適應(yīng)用規(guī)則進行過濾外，還可以定制更具體的規(guī)則。例如，異常告警報文可分為異常告警復(fù)歸報文和遙信異常告警動作報文。針對同一個遙信編號M，第一次接收到遙信異常告警動作報文時，新建智能異常告警報文X。隨后，同一遙信編號(M)、同類型的遙信異常告警動作報文均歸為同一智能異常告警報文X。當接收到同一個遙信編號的異常告警復(fù)歸報文時，該智能異常告警報文X結(jié)束。此后，再接收到該遙信編號M的同類型的異常告警復(fù)歸報文時，均將其歸并至智能異常告警報文X。隨后，如果該遙信編號M上再發(fā)生遙信異常告警動作報文時，則新建智能異常告警報文Y。此外，除將重復(fù)的同類型報文過濾掉外，還可根據(jù)電網(wǎng)拓撲關(guān)系，對針對上下級設(shè)備所產(chǎn)生的異常告警報文進行合并。綜上可知，在本發(fā)明實施例中，通過電網(wǎng)工況的仿真，捕獲異常告警信號，對異常設(shè)備進行靜態(tài)安全分析與風(fēng)險評估，實現(xiàn)了對異常告警的快速事故分析，給出了異常設(shè)備退出運行后的網(wǎng)絡(luò)安全情況，計算出可能導(dǎo)致的事故后果。為調(diào)度員提供了基于風(fēng)險的異常告警跟蹤及事故分析機制。與之相對應(yīng)，本發(fā)明實施例還要求保護異常告警快速事故分析系統(tǒng)。圖4示出了異常告警快速事故分析系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)，至少包括:構(gòu)建單元1，用于建立電網(wǎng)拓撲模型；確定單元2，用于捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備(異常設(shè)備)；快速靜態(tài)安全分析單元3，用于利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對異常設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析。在本發(fā)明其他實施例中，仍請參見圖4，上述系統(tǒng)還可包括:快速風(fēng)險評估單元4，用于對異常設(shè)備進行快速風(fēng)險評估。此外，上述系統(tǒng)還可包括展示單元5，用于根據(jù)捕獲到的異常告警報文，構(gòu)建智能異常告警報文并顯示。具體細節(jié)請參見本文前述方法部分的記載，在此不作贅述。需要說明的是，上述構(gòu)建單元1、確定單元2、快速靜態(tài)安全分析單元3、快速風(fēng)險評估單元4和展示單元5可為硬件單元或硬件電路,例如,展示單元5具體可為顯示屏，也可為邏輯單元，可用處理器實現(xiàn)其功能。本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種異常告警快速事故分析方法，其特征在于，包括: 建立電網(wǎng)拓撲模型； 捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備； 利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析；所述快速靜態(tài)安全分析包括:斷開所述引發(fā)異常告警的設(shè)備，進行全網(wǎng)潮流計算，分析所述引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括:對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速風(fēng)險評估。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述進行快速風(fēng)險評估包括: 根據(jù) R(C/Xt) = SP(E/Xt) XS(C/E)計算風(fēng)險值； 所述Xt表示故障前的運行狀態(tài)，所述E表示不確定的事故，所述C表示不確定事故造成的后果，所述P(E/Xt)表示在Xt下E出現(xiàn)的概率，所述S (C/E)表示在E下產(chǎn)生C后果的嚴重度，所述R(C/Xt)表示風(fēng)險值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述進行快速風(fēng)險評估還包括:分析所述引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后所導(dǎo)致的負荷損失。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述原始的異常告警報文按照電網(wǎng).廠站/電壓.間隔.設(shè)備/部件.屬性的方式命名； 所述確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備包括: 從所述原始的異常告警報文中提取設(shè)備名稱作為引發(fā)異常告警的設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:還包括: 根據(jù)捕獲到的原始異常告警報文，構(gòu)建智能異常告警報文并顯示。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)建智能異常告警報文包括: 對捕獲到的異常告警報文，根據(jù)本地調(diào)責(zé)任區(qū)、帶電運行的主間隔、過去24小時已復(fù)歸的異常告警報文、所有未復(fù)歸的異常告警報文進行通用過濾； 對經(jīng)通用過濾的異常告警報文進行專門過濾和分析，生成智能異常告警報文。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述按對經(jīng)過通用過濾的異常告警報文進行專門過濾和分析，生成智能異常告警報文包括: 第一次接收到遙信異常告警動作報文時，新建智能異常告警報文； 將同一遙信編號、同類型的遙信異常告警動作報文歸并為同一智能異常告警報文，直至接收到同一遙信編號的異常告警復(fù)歸報文，所述智能異常告警報文結(jié)束； 將同一遙信編號、同類型的異常告警復(fù)歸報文歸并為同一智能異常告警報文。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于:所述構(gòu)建智能異常告警報文還包括:根據(jù)電網(wǎng)拓撲關(guān)系，對由上下級設(shè)備所產(chǎn)生的異常告警報文進行合并。
10.一種異常告警快速事故分析系統(tǒng)，其特征在于，包括: 構(gòu)建單元，用于建立電網(wǎng)拓撲模型； 確定單元，用于捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備； 快速靜態(tài)安全分析單元，用于利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析，所述快速靜態(tài)安全分析包括:斷開所述引發(fā)異常告警的設(shè)備，進行全網(wǎng)潮流計算，分析所述引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載。 ·
全文摘要
本發(fā)明實施例提供了異常告警快速事故分析方法及系統(tǒng)。上述方法包括建立電網(wǎng)拓撲模型；捕獲原始的異常告警報文，確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備；利用構(gòu)建的電網(wǎng)拓撲模型，對所述引發(fā)異常告警的設(shè)備進行快速靜態(tài)安全分析。可知，在本發(fā)明實施例中，根據(jù)捕獲的異常告警報文確定出引發(fā)異常告警的設(shè)備，并通過快速靜態(tài)安全分析，分析出引發(fā)異常告警的設(shè)備退出運行后，所導(dǎo)致的、電網(wǎng)拓撲模型中其它設(shè)備的停運及過載，為異常告警設(shè)備停運后所引發(fā)的電網(wǎng)事故提供了科學(xué)、快速的評估依據(jù)。
文檔編號G06Q10/06GK103208049SQ20131014845
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者倪秋龍, 顧偉, 王超, 謝宇哲, 陳東海, 勵文偉, 胡勤, 蔡一駿 申請人:國家電網(wǎng)公司, 浙江省電力公司, 寧波電業(yè)局