基于Python的遥信抑制分析系统

胡东林，马润松，张中仁，王 娟

（云南电网有限责任公司昆明供电局，云南 昆明650011）

调控一体化实施后，调控中心收到的遥信量显著增加，监视人员面临的压力随之增大。正常情况下，遥信抑制能够减少大量无关信号的上送，确保监盘质量。同时会在检修工作完工等满足条件要求后，恢复遥信抑制使遥信正常发出；但若未及时恢复，将会导致漏监信号以至于造成设备故障，影响电网的安全稳定运行。

目前防止遥信抑制未及时恢复的途径主要为：途径一，通过监盘系统本身具有的遥信抑制查询功能查看遥信抑制的情况[1-2]；途径二，通过管理手段开展，即在遥信抑制时进行相关记录，遥信恢复后对记录闭环，按值移交。通过途径一查询取决于系统开发时的功能完善情况，由于系统本身原因，处于遥信抑制查看界面时，监视系统反应变慢，界面可能会非正常关闭。通过途径二能从本质上杜绝遥信抑制后未及时恢复的情况，具体情况要看执行的刚性，但管理人员依然无法就遥信抑制及恢复情况进行抽查，缺乏分析评估的依据。

1 系统设计

现研究一种基于Python 的遥信抑制分析系统，系统采用Python 语言进行程序编写，使用PyQt5 库进行系统界面开发，首先通过cx_Oracle 库，连接OP_YX、OP_BAY 数据表并读取数据；其次寻找被抑制的厂站、间隔、遥信信号，通过三者之间的逻辑关系处理，从而判断该厂站、间隔、遥信是否被抑制；然后将相应的数据内容通过界面展示或文档下载两种方式进行导出，供使用者查询分析，最终通过PyInstaller 库打包为可执行文件，以便该系统能够快速复制到其他电脑操作使用。系统总体设计如图1所示。

图1 系统设计图

2 实施方案

2.1 程序编写

本系统程序开发时采用的cx_Oracle、PyQt5、PyInstaller库均为Python语言的第三方库，在开发时需要单独安装。采用cx_Oracle库访问Oracle数据库API 来实现数据的查询工作；使用PyQt5库[3]，能够将代码指令以人机交互界面的方式呈现，使用者点击软件按钮即可开始查询，降低了使用门槛；同时为了方便使用；通过openpyxl 库将查询得到的文本导出为Excel文档格式，且支持一键导出；为了保证在其他电脑上进行使用时不需要再安装Python 及其相关的第三方库，采用PyInstaller 库将Python 编写后的程序进行封装，打包生成绿色安装包或者单个可执行文件，方便将系统安装到其他办公电脑进行操作。

2.2 数据读取

当前调控一体化系统采用OPEN3000 系统，相关四遥量信息均实时存储于电力自动化系统二次系统安全Ⅰ区中，且根据调控要求会定时下发至安全Ⅲ区。为确保操作及数据安全，只能从安全Ⅲ区读取数据，通过识别，遥信抑制与恢复、厂站抑制与恢复、遥信封锁与解除操作相关数据存储在OP_YX数据表中，间隔抑制与恢复操作相关数据存储在OP_BAY数据表中。

如表1 所示，OP_YX 中存储着大量的其他无关信号，故通过数据表中STATUS 列属性剔除无效数据（遥信确认、光字牌确认、信息不全），只保留有效数据进行读取，提升系统运行速度。

表1 2020年08月OP_YX数据量分析表

如表2 所示，OP_BAY 中数据量相对较少，只涉及到间隔的抑制与恢复、挂牌与摘牌，同样通过数据表中STATUS 列属性剔除无效数据（挂牌、摘牌），只保留有效数据进行读取。

表2 2020年08月OP_BAY数据量分析表

为了能方便地从Oracle数据库中读取相关数据，在安装好Oracle 用户端以及cx_Oracle 库，设置好cx_Oracle.makedsn、cx_Oracle.connect条件后，系统通过Python 调用cx_Oracle 函数，cx_Oracle 动态加载Oracle用户端来读取数据库。

2.3 算法研究

在OP_YX 数据表中，遥信封锁分、遥信封锁合、解除封锁信号分别对应STATUS 列值1、2、3，遥信置数分、遥信置数合信号分别对应STATUS 列值4、5，告警抑制、告警恢复信号均对应STAUS列值7，厂站告警抑制、厂站告警恢复信号分别对应STATUS 列值19、20。在OP_BAY 数据表中，间隔告警抑制、间隔告警恢复信号分别对应STATUS 列值1、2。由于遥信置数分、合信号只会暂时将遥测用某个值代替，实际数据更新后自动解封并恢复，所以不在遥信抑制查找之列。

就信号本身而言，若要信号恢复正常，遥信封锁分、合信号后，须有解除封锁信号，告警抑制信号后须有告警恢复信号，间隔告警抑制信号须有间隔告警恢复信号，厂站告警抑制信号后须有厂站告警恢复锁信号。遥信抑制方面，单条遥信告警抑制、间隔告警抑制、厂站遥信封锁之间也存在从属关系，若厂站告警抑制，则其包含的所有间隔、遥信均无法发出信号，若间隔遥信抑制，则其包含的所有遥信无法发出信号；遥信恢复方面，间隔告警恢复与单条遥信恢复存在一定控制关系，如间隔恢复时间晚于间隔中遥信抑制时间，则遥信将一起恢复，但不会有遥信恢复操作的信号；如间隔恢复时间早于间隔中遥信抑制时间，则遥信仍将处于抑制状态；由于在OPEN3000 系统中，厂站告警恢复与间隔恢复、遥信恢复属于不同的域，故无相关的控制关系。

首先用distinct 函数从Oracle 数据库中取出去重后的列表，即从OP_BAY、OP_YX 中分别取出以BAY_ID、 YX_ID 为 关 键 字 的 列 表bay_id_list、yx_id_list；其次从两个数据表中分别导出间隔操作记录bay_rec、遥信操作记录yx_rec，并按时间从近到远的顺序排列，然后建立op_bay_list、op_yx_list，以分别代表间隔、遥信处于抑制状态的清单，初始状态为空列表，最后开始开关间隔恢复与遥信告警恢复的逻辑关系，用来判断遥信和间隔是否处于抑制状态。

在判断完某个遥信处于抑制状态后，还需要判断之后的时间段内其所属间隔是否有间隔告警恢复的操作，若有则应将此遥信抑制从op_yx_list列表中删除。

通过上述逻辑处理，最终得到的op_yx_list 与op_bay_list 即为符合实际情况的遥信抑制信号与间隔抑制信号列表。

2.4 数据导出

为方便管理人员或监视人员等使用者进行数据的追溯、分析等操作，分析系统提供了文档导出功能，Python处理Excel的第三方库主要有xlwt、xlrd、openpyxl等，xlwt库支持对xls等Excel文件的写入，xlrd库支持对xls等Excel文件的读取，openpyxl库支持对xlsm、xlsx 等Excel 文件的读写。系统采用openpyxl 库，通过建立Workbook，对Excel 进行数据写入操作。反映在系统界面中，用户通过点击“直接生成文档”按钮，可将查询数据直接导出为Excel文档。

2.5 功能模块及界面展示

软件系统运行所需的系统配置：Windows7（32/64 位）或Windows10，电脑需安装Oralce Database Client，以保证驱动正确安装，软件能够正确调用用户端并连接数据库读取数据。

系统主要包含2种抑制查询功能，主界面如图2所示。

“当前抑制查询”功能，此种方式下，只展示查询时间段内，哪些遥信、间隔、厂站处于告警抑制或封锁状态，以及相关的汇总情况，便于监视人员快速查看当前信息，判断是否有误抑制的信号并采取措施。

“恢复与抑制查询”功能，此种方式下，会展示查询时间段内，遥信、间隔、厂站告警抑制与恢复情况、遥信封锁与解封情况，便于管理人员或监视人员进行追溯、统计或分析。

图2 主界面图

系统支持直接导出到文档，选好查询内容后，点击主界面上“直接生成文档”按钮，将直接生成Excel 文档到本地，其内容与界面展示内容完全一致，便于根据分析情况开展下一步的风险管控工作。

3 总结及展望

通过该系统，一是提供了当前处于抑制状态的遥信，提醒监视人员及时进行告警抑制的恢复操作，防止信号无法上传导致的信号漏监视；二是实现了遥信抑制与恢复操作的详情展示，提供了遥信抑制的追溯功能；三是办公区电脑操作，解决了占用生产区监控资源导致系统缓慢或非正常关闭的问题。

遥信抑制是调控工作中的一个正常环节，但如果没有及时恢复抑制或未发现哪些遥信处于抑制状态，则可能导致严重的电网或设备问题，该遥信抑制分析系统应用于调控中心监视人员或管理人员，可防止误抑制遥信，有效降低遥信漏发导致漏监视从而引发的安全风险。