电力通信电源系统告警信息智能采集研究

秦数棋

（国电南瑞能源有限公司，上海 200000）

0 引 言

电力通信电源系统是电力体系中不可或缺的组成部分，也是保证电网安全稳定运行的重要基础。电力通信网络由传输通道、交换设备以及终端设备等组成，按照一定规则连接后，为电力系统用户提供通信服务。电力通信网络作为专用网络具有较强的特殊性，其电源系统不仅是电网调度自动化与控制的基础，也是电力通信系统生产运营与商业化运行的基础支撑[1]。电力通信电源系统协调电力通信的发电、送电、变电以及配电等，是电力通信稳定运行的基本保障[2]。为了保障电力通信电源系统能够正常运行，需要研究电力通信电源系统告警信息的智能采集技术，即将电力通信与信息技术相融合，通过告警信息采集技术来保证通信网络的可靠性和安全性，并在原有基础上采集各个异构网关协议接口的全部告警信息进行分级处理，将处理结果统一上传至存储层，从而完成信息采集。

1 电力通信电源系统运行信息统计

采集告警信息前，需要实时获取电力通信电源系统的运行信息[3]。由于网络存在差异性，因此要想实时获取系统运行信息，各个网管系统需要建立对应的采集适配模块。该模块通过编辑开发出相应的采集适配程序并建立不同网管结构体系，从专有接口中统计电源系统的运行信息。为了及时、有效地获取故障信息，应熟悉各网管接口协议，选取各网管的采集适配模块，连接网管结构系统的接口，从而完成相应的数据采集[4]。由于每个步骤具有相对独立的采集模块，网管结构系统在信息统计过程中能够独立工作，避免了互相影响。可见，模块化统计模式为后续扩容管理与升级奠定了基础[5]。

2 电力通信电源系统运行质量评价

统计电力通信电源系统的运行信息后，需评价统计信息中各项电能的质量指标[6]。将三相电压有效值与电压偏差相比，可得到节点电压偏差。电源系统运行质量取决于三相电压和电流有效值。这两项取值与不平衡标准相比，可以得到监测点的不平衡度。采用统计方法，可得到目标范围内电压的合格指标。分析用电信息的重复数据、缺失数据以及异常数据，可获取平均停电时间和停电次数等指标。

利用电源系统数据评价电能质量。根据电压偏差标准，设置电压合格区间为[-10%，+7%]。确定在该区间内的电压合格检测值个数和电压检测值有效个数，可得出检测区域电网电压合格率的表达式为：

式中，λn为检测区域电网电压合格率；n1为电压合格检测值个数；n0为电压检测值有效个数。

如果区间内电源与用电设备发生脱离，则式（1）还可以表示为：

式中，nout为停电数据的检测值个数。

根据计算结果，最终可获得电源系统运行质量评价结果。

3 告警信息提取与分析

记录电力通信电源系统运行信息的评价结果，主要包括系统运行过程中产生的异常数据[7]。告警信息主要包含系统故障数据和入侵数据等。系统故障数据与其他运行数据不同，具有较强的随机性与时效性，因此管理人员很难提前获知故障信息产生的时间与地点。电力通信电源系统庞大且复杂，告警信息越早被发现，价值越大[8]。

若用电的地址ID、设备ID以及日期等信息均相同，或者同一时刻用电的电流、电压以及功率等均相同，则认定该数据为重复数据。此时，需要删除重复数据，填补或剔除缺失数据。

若某地点某时刻电压值缺失，则该电压值判定为缺失数据。通常采用填补方法处理缺失数据。若电压值、功率值与电流值连续平滑，则可以采用补救方法处理缺失数据。当一个数据缺失时，可以使用前一刻数据与后一时刻数据的平均值进行填补[9]。完成数据填补后，根据事件结构划分告警信息并上报至后台服务器，后台服务器实时获取上报告警信息并对故障进行报警，从而确保电力通信电源系统的稳定运行。

4 实 验

4.1 实验对象

实验对象为A地区一个月的电力通信电源系统信息。在相同实验条件下，分别采用HHT+SVM采集方法、HHT+SL采集方法以及本文设计的采集方法采集电力通信电源系统故障信息，并对实验数据进行处理。设置电压区间为[198 V，235 V]，并统计区间内检测数值个数为687 518个，其中有效数据个数为686 476个。

4.2 实验结果对比

以告警信息采集准确率为测试指标进行不同方法采集告警信息的实验，实验结果如表1所示。

表1 不同方法的告警信息采集准确率

结果显示，相对于HHT+SVM采集方法与HHT+LS采集方法，本文设计的采集方法的告警信息采集准确率更高。

为进一步验证所提方法的有效性，采集故障信息后需对其故障进行处理。处理指标包括三相不平衡度合格率、电压合格率、平均停电次数、平均停电时间以及供电可靠率，结果如表2所示。

表2 不同方法的故障处理结果对比

根据表2结果可知，与传统方法相比，本文设计方法的供电可靠率最高，平均停电次数最少，平均停电时间最短，三相不平衡度合格率最高，电压合格率最高，从侧面验证了电力通信电源系统告警信息智能采集方法能够有效采集故障信息，提高了电能运行的质量与监控水平。

5 结 论

配电网大数据的发展使供电公司能有效获取电力通信电源系统信息。通过收集故障信息能够对故障进行针对性的处理。通过分析电力通信电源的数据特征，可得到相应的电能总质量指标，从而实现电压合格率、平均停电次数、平均停电时间、供电可靠率以及三相不平衡度合格率等电能质量指标的统计分析。实验结果表明，设计的采集方法覆盖率广、规模大以及测试点密集，可以从多方位比较电能监测系统，从而更好地反映电能故障情况，利于监测配电网局部电能质量，具有较高的实际应用性。