电网监控信号智能分析工具设计

熊志敏

摘 要：随着智能电网的发展及调控一体化进程的进一步深入，电网所需监控的信号快速增加，信号分析工作耗时越来越多。本文提出并开发了一套高效、可靠的智能分析工具，从设备缺陷、隐患排查、提升效率各个方面帮助监控员及后台分析师简化工作流程，提升工作效率，并详细介绍了系统的基本架构和主要功能。

关键词：信号分析；电网监控；智能分析

1、现状调查

随着国家电网“调控一体化”模式的继续深入，地区调控中心业务量的急剧增长，电网监控信号海量增加。以往，电网监控信号分析工作仅仅局限于监控员在线事故跳闸分析及设备缺陷异常处理等，后台分析也仅是依靠人工筛查对在线分析提交的信息做深入剖解。同时，在电网信号分析工作中，由于大量节点抖动信号的频发，新增、技改等变电站的增多，依靠人工手动分析，信号分析的耗费时间长，降低了监控信号分析的工作效率。

调控中心信号分析包括未复归信号分析、频繁动作复归信号分析、关键信号分析、负载率和温度分析、设备缺陷分析、操作和信号量统计等，下表为九个月内调控中心人均在电网监控信号分析中所花费的时间。

从上表可以看出，监控信号分析时长多达3个小时，特别是未复归信号分析、频繁动作复归信号分析和关键信号分析所占比重较大。因此，需要一套智能、高效的分析工具，帮助监控员提高监控信号分析的工作效率，从而缩短电网监控信号的分析时间，提升监控员的工作效率。

2、基本框架及业务模块

该工具在具体技术实现上采用多层体系结构，满足系统在健全性、高性能、可维护性、可重用性等方面的要求。该系统在总体结构上采用多层次架构，分别为数据采集、数据存储、数据分析、数据应用。基本框架如图1所示，分为数据采集、数据存储、数据分析、数据应用四个层次，分别承担不同功能。数据采集，负责应用程序对原始信号的采集，将信号导入至软件工具中。数据存储，负责存储原始信号，并对数据进行预处理。数据应用，负责应用程序所有业务数据的逻辑处理，对导入的数据进行逻辑处理。数据输出层，主要是对处理好的数据进行输出，满足调控人员所需的数据格式要求，并建立良好的程序的用户界面。

系统业务模块主要包括未复归信号分析、频繁动作复归信号分析、关键信号分析、负载率和温度分析、设备缺陷分析、操作和信号量统计等模块。利用Visual Basic软件作为开发工具，实现以下智能分析的详细功能：建立友好的人机交互界面，实现基本的每日（电网原始信号和过滤后信号）信号统计及基本报表陈列功能。在信号量统计中可以实现对全网过滤前后事项以及事故、异常、告知等信号的自动统计等功能。

根据调控中心电网监控信号分析平均时长，将分析工具主要模块分为四类。即未复归信号、频繁动作复归信号、关键信号和其他分析模块。下面将分别分析监控分析工具主要功能模块功能。

2.1未复归信号分析模块

该模块可分析出每日电网中尚未复归的异常信号，并与前一日监控信号相互对比，帮助监控员了解当天的设备实时状态。统一规整设备缺陷。以往的信号分析中，对缺陷信号的长期跟踪难度大，通过智能模块，可以实现对缺陷信号的长期跟踪，客观、透明地显示缺陷情况。同时，有效杜绝信号的监控遗漏，保障了监控工作中不漏看一条重要信号。

2.2频繁动作复归信号分析模块

此模块实现监控信号的深入分析，根据监控员的具体要求（比如：频发次数等）统计频报信号，展示因电网设备故障或系统异常出现的频发信号。通过观察电网信号频报的量变趋势监控员可以有效掌握设备的运行情况，深入挖掘电网存在的潜在问题，进一步实现缺陷闭环管理。

2.3关键信号分析模块

根据用户特定要求（比如：CT断线、装置闭锁）统计原始信号中带有“关键字”的所有信号，着重分析电网设备的重要异常信号。

由于调控一体化系统的事项显示均为过滤后信号，此模块是为监控员发现监控系统中被过滤后设备的重要缺陷，具有非凡的意义。

2.4其他功能

通过将缺陷记录导入工具，并结合设备状态和缺陷管理系统，实现对潜在设备隐患挖掘的和缺陷的跟踪、闭环管理。根据原始信号的导入，展示线路和主變过载的情况，在迎峰度夏期间，为负荷调整提供依据。与此同时，智能分析工具海可实现当日远方遥控操作统计、当日事故跳闸等情况。

在信号量统计中可以实现对全网过滤前后事项以及事故、异常、告知、状态及越限类信号的自动统计等功能。

3、应用情况

借助该分析工具，以往信号手动统计转变为系统自动统计，以往信号分析的人工分析转变为智能分析，工作时间减少80%，大大提高分析速率，提升了监控员的工作效率。监控人员利用监控分析工具，统计日信号量，日事故跳闸和缺陷情况，分析重要的事故信号和告警信号，特别是频报、误报、漏报信号，分析信号量构成，提出改进建议。

监控员利用智能分析工具，实现监控信号的深入分析，逐步代替了监控员的人工分析。在该分析工具正式投入以来，监控员利用智能分析工具，发现电网信号频报缺陷一个月70余条，其中危急缺陷3条，严重缺陷20余条。

在监控技术人员在分析电网监控数据，完成数据报表制作工作时，电网监控辅助分析工具的设计，从根本上减少了其工作强度.并且在可靠分析数据的基础上提高了工作效率。在运行管理方面.电网监控数据辅助分析软件将成为对现有电网监控数据分析管理工作的有效完善和补充。

参考文献：

[1]柳昂等.基于海迅数据库的电网运行监控分析及预警系统.浙江电力.2013，9：50-53

[2]黄立文.电网电压监控分析系统研究与实现.机电工程技术.2013，42，8：146-149endprint