基于设备智能逻辑模型建模的电网监控信号分析研究

宁波++彭嘉宁++常鹏++李桐++张舒丽

摘 要本文在电网一次、二次设备关系建模技术基础之上，利用逻辑组态方式建立电网设备和信号的关联性关系模型，采用软集成块设计思想、拓扑分析技术实现对各类电网信号分析，提出了一种基于设备智能逻辑模型的电网监控信号分析技术，可良好的解决信号繁多和关系复杂性问题，能够对电网实时信号信息进行智能分析，解决了监控人员故障判别和分析问题，具有先进的技术创新和实际应用性。

【关键词】智能逻辑模型 关联 软集成块 逻辑分析 信号智能分析

电网自动化技术的发展和变电站综合自动化应用，及站端各种測控装置、保护装置和智能化装置分布配置，高速网络通信的应用，使一次、二次设备间的各种报警信号、状态信号、内部信号在主站系统中均得以体现，这些信号监视着电网设备的运行状况。且随着“大运行”和“调控一体”管理模式的实行，各类电网调控技术支持系统，遵照“告警直传，远程浏览，数据优化，认证安全”原则，通过技术手段实现调控中心对变电站设备的远方监控，在“调控一体”运行模式下，电网调度与变电监控一体化设置，全部信息汇总到监控中心，使得监控中心接收到的报警信息大大增加，各种信号动作频繁，特别是在电网故障时，监控员眼花缭乱，容易遗漏重要信号，延误处理。

本文结合目前大量的信号集中发生导致监控人员难以准确判断电网故障故障发生的真正原因的现状，提出了一种基于设备智能逻辑模型的电网监控信号分析技术。本技术首先通过对一次、二次设备的关联关系模型、信号信息模型进行研究，利用电网一次、二次关系建模技术，采用逻辑组态方式建立电网设备和信号的关联性关系模型；然后基于设备智能逻辑模型设计信号分析软集成块，对电网各类实时信号信息进行分析；最后根据分析结果，结合电网实时信号信息进行拓扑分析，实现信号智能分析，有效判别定位电网故障并进行信息提示，良好的解决了电网信号繁多和关系复杂性问题。

1 设备智能逻辑模型建模

本技术在进行准确的信号分析分析之前，首先需要建立描述真实电网的一次设备和二次设备智能逻辑模型。一次设备智能逻辑模型是通过对设备的拓扑关系信息进行关联性关系分析，实现设备相关关联性关系模型建模；二次设备智能逻辑模型则是在间隔和具体设备的范围内，通过对一次设备保护、自动装置、测控装置信息分析，建立二次设备的配置关系、驱动关系模型。具体如下：

1.1 一次设备智能逻辑模型建模

主要通过获取一次设备电网模型信息，根据实际电网的连接关系和参数，建立一次设备的模型和网络拓扑关系模型。为信号分析提供一次设备关联关系基础，在信号分析中主要应用于分析判断故障影响范围和确定故障设备和故障属性。

1.2 二次设备智能逻辑模型建模

根据获取到的一次设备的保护、自动装置、测控装置信息，建立一次设备的保护、自动装置、测控装置的配置和关系模型。其基本元素包括：条件设备（量测源）、各类装置、信号、压板和动作设备，如图1所示。

二次设备配置设计采用组态模式，可任意根据电网模型实际配置，通过组态工具绘图对二次设备进行配置，建立一次设备的二次配置关系，和各类信号的配置关系，实现二次设备智能逻辑模型建模。

2 基于智能逻辑模型的信号智能分析

电网信号类型繁多，关系错综复杂，怎样利用一次、二次设备智能逻辑模型建立信号和预期结果之间的逻辑关系是信号分析的关键问题。而集成电路设计是设计人员通过对整体体系结构进行规划，进行各逻辑层次的功能子模块的划分，按自顶向下、自底向上的设计方法学将各逻辑功能子模块集成设计。因此为解决信号分析逻辑关系的关键问题，本技术首先基于设备智能逻辑模型按照集成电路集成块的设计思想从间隔内逻辑分析层对信号和设备智能逻辑模型进行关联分析，得出间隔内分析结果，然后结合间隔内分析结果、电网实时信号信息从电网范围逻辑分析层对信号进行拓扑分析、综合分析，实现信号智能分析。具体如下：

2.1 间隔内逻辑分析层

本技术首先利用数据挖掘技术对获取的各类实际电网信号信息和一次、二次设备智能逻辑模型信息进行关联逻辑关系分析；然后采用集成电路集成块设计思想按照信号和设备智能逻辑模型之间的关联逻辑分析结果设计了各类信号智能分析软集成块，软集成块根据组态方式设计，可按照信号的类型任意设计，满足各类信号的和结果的逻辑集成，当信号产生时，本技术能够通过各类软集成块的组合，利用程序驱动软集成块，结合信号信息和设备智能逻辑模型信息获得间隔内分析结果。

例如：开关拒动，开关拒动存在着各种原因和形式，开关拒动也会给电网运行安全带来巨大的隐患，特别是保护不能跳开关。本文中判断开关拒动的逻辑分析集成块采用集成电路集成块的设计思想按照开关拒动信号信息模型和开关一次、二次设备智能逻辑模型关联逻辑关系分析结果设计，开关拒动信号产生时将驱动开关拒动的逻辑分析集成块程序进行开关拒动产生原因分析，根据信号信息和设备智能逻辑模型信息获得间隔内分析结果，定位故障源头，迅速定位开关拒动原因。

2.2 电网范围逻辑分析层

本节根据上文中获得的间隔内逻辑分析结果，结合获取的电网实时信号数据，在电网影响范围内对各间隔的结果特征结合拓扑分析技术，对信号进行综合分析，从而得出电网层分析结果，实现信号智能分析，例如：当故障发生时，特别是出现越级跳闸的情况时，各类保护信号批量上传，通过这些信号的综合分析，能快速得出故障发生设备和故障性质，为监控员提供明确得故障信息，为监控员提供辅助决策依据。

3 结语

变电站站端综自信号的发生反映了电网的运行和故障信息，然而在故障发生时大量的信号集中发生，对监控员准确判断电网故障带来极大的影响，使监控员难以判别故障发生的真正原因，面对电网的成千上万个信号，一个简单的信号可能给整个电网带来潜在的危险。本文提出的基于设备智能逻辑模型的电网监控信号分析技术根据获取的电网设备模型信息，建立一次、二次设备智能逻辑模型，然后根据各类信号信息和设备智能逻辑模型之间的关联逻辑关系分析结果建立各类信号软集成块的组合，利用程序驱动软集成块对信号进行逻辑化、条理化、有效化的分析，最终结合实时信号信息，采用拓扑分析技术实现对信号的智能分析，为电网监控信号发生意义的判断提供一个智能分析的新技术，有着重大的现实意义。

参考文献

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作者单位

1.国网宁夏电力公司 宁夏回族自治区银川市 750000

2.山东安信源信息技术有限公司 山东省济南市 250101endprint