配电网设备运行监控信息管理技术应用研究

黄晨贵 吕良若 黄德忠 兰小鲜

摘要：从配电网设备监控业务出发，研究一种基于专家系统的针对配电网设备运行监控信息的编制与管理方法，并提出一套完整的技術支撑系统的建设思路，通过将设备监控领域专家知识经验整理转换为规则库，基于典型监控信息生成规范、电网调度命名规则、调度自动化专业管理要求，实现配电网一、二次设备监控信息表的智能决策生成和从编制到审核、批复的全过程管控，规范配电网设备监控信息的同时，有效减轻监控人员工作量并提高工作效率。

Abstract： Starting from the distribution network equipment monitoring business， this paper studies an expert system-based method for the compilation and management of distribution network equipment operation monitoring information， and proposes a complete set of technical support system construction ideas. By organizing and transforming the knowledge and experience of experts in the equipment monitoring field into a rule library， based on typical monitoring information generation specifications， power grid dispatch naming rules， and professional management requirements for dispatch automation， the intelligent decision-making generation of the primary and secondary equipment monitoring information tables of the distribution network and the whole process control from preparation to review and approval are realized. While standardizing the monitoring information of distribution network equipment， it can effectively reduce the workload of monitoring personnel and improve work efficiency.

关键词：配电网监控;专家系统;监控信息表;全过程管理

Key words： distribution network monitoring;expert system;monitoring information table;whole process management

中图分类号：TM732;TM76                            文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2020）30-0192-04

0  引言

随着配电网规模不断扩大，配电设备规模大幅度增加，而相较于主网，配电网具备节点多且覆盖面广，线路接线复杂且变化频繁的特性，这一特点给配电网设备监控信息表管理带来很大的困难。但为保障调控一体高效运转，十分有必要接入配电网调度管理系统的配电网一次设备、二次设备及辅助设备监视和控制信息，进行配电网设备监控信息的规范，满足集中监控需要，同时亟需通过新兴技术手段提供有效的自动化、智能化的系统支撑，尽可能降低重复性人工消耗，提供灵活易用的配电网设备监控信息全过程管理功能。本文通过分析现行配电网设备监控信息管理现状，分析当前存在的业务核心痛点，从计算机技术实现角度切入，基于典型监控信息生成规范、电网调度命名规则、调度自动化专业管理要求，应用专家系统、大数据清洗技术，实现从纯人工管理到半自动人工干预监督管理，有效减轻工作量的同时规范配电网设备监控信息，进一步实现配电设备监控信息全流程管理以及地县一体化贯通和工作协同，对配电网一、二次设备监控信息表接入、编制、审核、版本校对、联调验收提供全过程在线流转技术支撑，提高配电网调控数据优化的智能化、自动化、标准化、规范化程度，为后续的电网状态智能感知、电网业务辅助处理创造条件。

1  配电网设备监控信息表管理现状

调控中心是设备监控信息的归口管理部门，负责上送调控机构监控信息的审核，负责监控信息定值单的审批和发布。监控信息定值单由厂站运行维护单位及调控中心共同编制、执行、管理。当前由于调控中心实时监视和处置配电网设备监控信息的数量剧增，一、二次配电网设备监控信号需在配电自动化系统中集中监视，其单日产生的监控信号量巨大，又因上送的监控告警信号因维护存在各类不标准不规范现象，面对海量的信号，负责监控工作的人员完全依靠人工经验进行判别，缺乏技术手段，无法进行有效的电网运行情况监视，而严重的监控信号确认错漏将可能给电网监控运行带来隐患和风险。

另一方面，配电网设备监控信息表编制、审核、批准工作量巨大，而目前基本为纯手工进行，使用的工具多为文本文档、office表格工具，人工进行信号的编制、整改，由负责人进行监控信息表各版本的留存备档以及版本校核，客观上存在对配电网设备监控信息表的梳理和优化不够彻底，管控不够严谨的问题，影响监控信息的数据质量，因个人经验的差别和地区间、不同厂家型号设备间的信号命名差异，可能带来不同监控人员误解与不解，以致于接受了统一标准化岗位培训的人员也不能快速接手业务工作，仍需长时间的磨合与学习，带来极大的人力与时间成本浪费。

由于以上两方面原因所述，要解决配电网设备监控信息表管理遇到的问题，便需要整理规范数据源端维护的规则，能够自动生成配电网设备监控信息表，并优化调整调控信息接入配电自动化系统流程，实现配电设备（包括开关站、环网柜、分支箱、柱上开关、配电变压器等）监控信息全流程管理，缩短审核周期，提高工作效率，保障设备运行安全。

2  基于专家系统的监控信息智能决策技术

2.1 基于专家系统的配电网设备监控信息表管理

配电网设备监控信息表管理模式从人工到系统自动编制的核心点便是将业务专家掌握的人工经验转化为系统规则，其最优方案之一便是采用人工智能领域的专家系统技术，以配电网典型信号为基础，对应用地区不同电压等级、接线形式的配电网设备监控信息表进行梳理总结，整理配电网监控信号规则，归纳总结配电网实际运行需要的配电网典型信号清单，形成一套符合实际工作需要的配电网设备监控信息库。集成调控领域监控信息表编制专家的知识与经验，同时能够以高于业务领域专家的记忆水平掌握众多设备厂家不同設备型号的各类型设备差异，清楚知悉每一种设备在设定环境下所能产生的信号全集。应用推理机技术正向链策略，能够按照所设置的电压等级、接线方式、设备类型、设备型号等关键要素，依据众多专家提供的知识和经验，按照预设的规则逻辑进行推理和判断，模拟监控表编制专家的决策过程，自动生成完整且符合规范性要求的监控信息表，解决繁重的配电网设备监控信息表编制工作负担。

在监控信息表编制完成后，还需要进行多专业的审核、批复，此过程可通过成熟的计算机技术构建合理且成体系的在线办公流程，经过流程权限配置，对现有的配电网设备运行监控信息流程进行优化，各专业人员合理分工，使用一体化系统完成相应的审核工作。优化现有工作模式，实现配电网设备监控信息的快速编制、智能审核、联调验收以及归档的全流程管理，实现信息流转的痕迹保留，与电子化版本记录的管理和智能比对。其相较于现有模式，一来避免原有纯人工管理流转模式下频繁收发、确认导致的时效性低、信息遗漏、版本冲突等问题，二来可以实现全过程管理及系统留痕，有效避免人工管理模式下的数据遗漏，多人协同处理也可以有效提升作业效率。

2.2 配电网一、二次设备监控信息的采集与自动生成

配电网一、二次设备的监控信息采集，在典型信号的基础上，增补电网细则规则，满足的信息表编写规范，做到信息规则统一，为监控信息表的编制、审核工作节省时间，缩短配电网设备监控信息接入工期。通过对配电网设备监控信息从电压等级、接线方式、间隔类型、设备类型、厂家型号、工作原理进行逐级分类，将间隔与设备、设备与信号之间建立映射关系，实现从电压等级到接线方式，再到间隔类型、设备类型、设备信号的建模，从而实现配电网一二次设备监控信息采集的智能决策和动态维护。

根据配网设备的不同间隔、不同设备类型、不同间隔设备、不同信号告警等级等自动生成配电网遥信、配电网遥测、配电网遥控监控信息表。配电网设备监控信息表智能生成包括间隔信号生成、设备信号生成、监控信息表生成三个部分。配电网设备监控信息表生成汇总新投配电网设备的间隔信号、设备信号，自动决策生成配电网设备监控信息表。（图1）

3  配电网设备监控信息智能决策管理系统

为了实现最终减轻调控中心对配电网监控管理工作压力，需将基于专家系统的配电网监控信息表管理研究落实为实用化系统提供技术支撑，满足配电网基础数据管理对配网间隔和配网设备的基础信息进行分层维护，能够有效实现间隔基础数据管理、设备基础数据管理，能够便捷进行环网柜、分支箱、柱上开关、配电变压器等设备及监控信息的维护管理，进一步满足配电网设备监控定值化管理需求。

3.1 系统体系架构设计

系统整体架构围绕配电网设备监控信息表的全过程管理进行设计，整体包括配电网设备基础数据管理模块、配电网监控信息定值化、配电网监控信息表校核、配电网监控信息专业管控、接口及数据交互等五个业务模块，其中底层所使用的用户管理、权限管理等内容为信息化系统所共有特性而非本文核心研究内容，顾在此处不做深入说明。

配电网设备监控信息智能决策系统整体功能架构设计如图2。

3.2 功能应用实现

本文所阐述的配电网设备监控信息智能决策系统，其核心功能模块包括专家系统规则所在的配电网基础数据管理，配电网监控信息全过程管理的定值化管理模块，监控信息表多版本管理及校核模块，同时兼容同OCS系统的对接接口，支持监控信息表的同步与校核。

3.2.1 配电网设备基础数据管理

其核心的专家系统转化规则具体实践为配电网设备基础数据管理，主要指对环网柜、分支箱、柱上开关、配电变压器等设备及监控信息的维护管理，其中包括调控领域专家知识经验总结形成的规则库，基于电网调控一体化设备监视信息及告警设置规范形成的监控信息标准库，以及由大量在运站设备整理台账及信号关联形成的设备库等三个部分的管理。

支持配电网监控标准信号库涵盖不同厂家、不同原理、不同型号的一、二次设备监控信息;配电网监控标准信号库包括配电网遥信标准信号库、配电网遥测标准信号库、配电网遥控标准信号库。

配电网设备监控信息表规则库在配电网监控标准信号库的基础上实现遥信信号、遥测信号、遥控信号生成规则的建立和更新维护，与配电网监控标准信号库互补，是监控信息表智能生成的依据。配电网设备监控信息表规则库包括配电网遥信规则、配电网遥测规则、配电网遥控规则三个部分。

3.2.2 配电网监控信息定值化管理

配电网设备监控信息表定值化管理实现包括配电网设备监控信息表编制、配电网设备监控信息表智能审核、配电网设备监控信息表多专业会签、配电网设备监控信息表调试验收、配电网设备监控信息表归档等应用功能。

配电网设备监控信息表生成，主要依赖配电网一、二次设备监控信息的采集与自动生成技术实现自动生成配电网间隔列表、自动生成配电网设备列表和间隔的相关信号、自动生成配电网设备信号、自动生成配电网设备监控信息表，具备配电网设备监控信息表的打印和导出功能。

配电网设备监控信息表智能审核，主要完成将原有的人工管理流转改为线上审核流转，实现结构化审核过程，按照不同的专业、职责对监控信息表进行审核批复，经由系统的及时提醒、批量审核、自动审核等功能将大幅缩短审核批复时间，同时也能借由系统提供按单个间隔、单个设备划分配电网设备监控信息表信息的功能，专项专题审核批复。通过状态位进行待审核、已审核、未通过等审核状态的区分，实现快速搜索定位待审核的数据，在审核界面也满足直观审视审核进展情况，审核完成后由系统自动统计形成差异报告，而所有修改痕迹也能籍此留痕，支持后期可能存在的溯源工作。

配电网设备监控信息表多专业会签，可以藉由信息系统完成配电网设备监控信息表流转过程中的线上多专业会签，进行并行的流程提交、打回等操作、意见回复，相较于传统线性签转批复形式，减少全流程各个环节的等待时间，同时对监控信息联调验收时发现的信号错漏整改流程起到产生效果。（图3）

3.2.3 配电网监控信息表校核

配电网监控信息表校核包括配电网监控信息版本管理和监控信息校核两部分功能。配电网监控信息版本管理实现在运站和配电网设备的监控信息表的台账管理，可以进行变更查询、版本管理和统计分析，具备配电网设备监控信息表的查询、导出功能等功能，满足支持流程所有节点配电网设备监控信息表版本保留，便于变更查询、版本管理和统计分析，完成报审稿、调试初稿、调试稿、正式稿等配电网设备监控信息表版本之间的校核比对和历史修改记录查看。

4  成果与效益

通过对配电网设备监控信息表编制及审核耗时情况进行实际实验并统计，结果显示，采用传统人工编制方法，单条规范监控信息编制时间约在129s，约2min，考虑到设备类型、工作原理、厂家型号确认，确认设备发出信号同典型监控信息规范描述差异，查询标准信号释义，以及不同人员自身的工作经验与专业知识水平不一的情况，该时间较为准确可信。而与此相比，采用基于专家系统的配电网设备运行监控信息表管理系统，录入基础信息后可自动关联设备厂家型号、动作原理，关联电压等级及接线方式自动采用规范监控信息生成规则自动生成监控信息表，平均每条监控信息生成时间约为2s，极大减少配电网设备监控信息编制耗时。同时转为在线进行多方协同会签，有效提升审核与批复时间，大幅提升管理效率。

5  总结

本文为减轻电网监控人员的工作压力，提高配电网设备运行监控信息管理水平，介绍了一种基于专家系统的监控信息智能决策技术，该技术的应用，有助于充分利用现有调控领域专家经验，基于典型设备监控信息及告警设置规范要求，借助模型化和结构化分析方法，为配电网设备监控信息的自动编制、多专业会签审核批复提供有效的技术支撑。基于此技术的配电网设备监控信息智能决策管理系统建设，能够有效减轻自动化人员的工作压力，提高监控信息的接入质量，有效规范海量配电网设备监控信息的命名规范性，进一步提高电网的安全、稳定、经济运行水平。

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[5]范冬冬.如何规范监控信息管理提高电网监控效率[J].现代营销（下旬刊），2016.

作者简介：黄晨贵（1982-），男，壮族，广西河池人，工程师，本科，研究方向为调度自动化运行管理;吕良若（1976-），男，壮族，广西河池人，工程师，大专，研究方向为调度自动化运行管理;黄德忠（1979-），男，壮族，广西巴马人，工程师，本科，研究方向为调度自动化运行管理;兰小鲜（1995-），女，壮族，广西河池人，助理工程师，本科，研究方向为调度自动化运行管理。