CN114583833B - 一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置，通过对各类遥信信号、遥测数据进行融合，对融合信息进行多变量统计分析获取特征，根据特征提前发现具有隐蔽性缺陷的变电站设备，再对变电站设备进行筛选，获取筛选后设备的异常信号，通过对异常信号的校验，获得更加准确的信号。本发明提高了对监控信号巡检效率，减低了设备的事故隐患，保障了电网安全稳定运行。

Description

一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置

技术领域

本发明涉及一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置，属于电力系统运行监视技术领域。

背景技术

随着我国电力事业的飞速发展，电网作业和运行环境越来越复杂、电力作业工作量和难度逐年增大。我国电网发展迅速，根据中电联统计数据，截止目前，共有35千伏及以上变电站约4万余座，省地市公司变电站监控运维人员共计约6万余人。2012年以来，变电站数量增加了30.5%，人均监控运维工作量由0.37站/人增加至0.64站/人，增加了73%。

随着电网的快速发展，智能电网的持续建设，已经初步形成了调控一体、运检合一的格局，部分变电站实现了远方集中监控和站端无人值守，切实降低了人工成本。在未来，随着变电站“集中监控、无人值守”工作的进一步推进，监控业务向调控中心的集中，运行风险也集中到了单一的机构，为安全生产带来极大的挑战。

随着多站监视、多站多设备操作、多个设备同时发生事故、异常等等情况日渐频繁，对监控工作及电网安全的影响日益凸显，电网安全呈现复杂、多变的态势，采用传统的针对单一厂站，面向信号的监视方法给监控人员带来了巨大的信息监视压力，在远方主站进行巡视无法切实感知设备的各类状态，单纯的信号巡检并不能有效的发现故障隐患，还有可能因为分析不充分导致问题隐患存留下来导致故障扩大。如何大幅度压缩日常巡视过程中海量的信号分析工作量，克服信号巡检无法直观响应电力一次设备故障是本领域技术人员急需要解决的问题。

发明内容

目的：为了克服现有的智能电网调度技术支持系统更多依赖调控人员经验以及大量的人工信号待分析的问题，本发明提供一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

第一方面，一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法，包括如下步骤：

步骤1：接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备；

步骤2：采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号满足差异规则，则变电站设备作为隐患类设备进行提示；

步骤3：若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，且隐患类设备对应的遥测信号满足阈值规则，则将隐患类设备进行告警；

步骤4：获取具有人工标识的告警的隐患类设备对应的监控信号作为异常监控信号；

步骤5：将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号；

步骤6：将替换后的异常监控信号进行告警。

作为优选方案，所述步骤6包括：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警。

第二方面，一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析装置，包括如下模块：

特征对照模块：用于接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备；

隐患设备提示模块：用于采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号满足差异规则，则变电站设备作为隐患类设备进行提示；

隐患设备告警模块：用于若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，且隐患类设备对应的遥测信号满足阈值规则，则将隐患类设备进行告警；

人工标识过滤模块：用于获取具有人工标识的告警的隐患类设备对应的监控信号作为异常监控信号；

在线监测数据校验模块：用于将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号；

异常监控信号输出模块：用于将替换后的异常监控信号进行告警。

作为优选方案，所述异常监控信号输出模块用于：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警。

第三方面，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现第一方面所述的一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法。

作为优选方案，所述频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征获取方法，包括如下步骤：

步骤1.1：在监控信号历史数据库中，指定周期内，针对遥信变位的告警，选择数量大于1的频发告警信号；

步骤1.2：在监控信号历史数据库中，获取动作未复归信号；

步骤1.3：根据监控信号历史数据库中母线的三相电压，计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线，并根据母线发出三相电压不平衡信号；

步骤1.4：将频发告警信号、动作未复归信号、三相电压不平衡信号从多种维度分别提取高维特征空间，对三个高维特征空间分别采用数据降维处理得到低维特征空间，三个低维特征空间分别对应频发告警特征、动作未复归特征和三相电压不平衡特征。

作为优选方案，所述维度包括：频率、时间和幅度。

作为优选方案，所述计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线的方法，包括如下步骤：

母线电压最大或最小相与其它两相电压平均值相差5%以上或者330kV两条母线电压差大于2kV对应的母线。

作为优选方案，所述过滤规则为当动作信号在8小时内，达到5次以上；所述阈值规则为遥测信号与其历史平均值存在大于阈值的差异。

作为优选方案，所述差异规则为若两个时刻上的监控信号存在大于阈值的差异，或者两个时刻上的监控信号一致，但两个时刻之间对应的设备有动作告警信号。

有益效果：一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置，通过对各类遥信信号、遥测数据进行融合，对融合信息进行多变量统计分析获取特征，根据特征提前发现具有隐蔽性缺陷的变电站设备，再对变电站设备进行筛选，获取筛选后设备的异常信号，通过对异常信号的校验，获得更加准确的信号。本发明提高了对监控信号巡检效率，减低了设备的事故隐患，保障了电网安全稳定运行。

附图说明

图1为本发明方法的流程示意图。

图2为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法，包括如下步骤：

步骤1：接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备。

所述频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征获取方法，包括如下步骤：

步骤1.1：在监控信号历史数据库中，指定周期内，针对遥信变位的告警，选择数量大于1的频发告警信号。

步骤1.2：在监控信号历史数据库中，获取动作未复归信号。

步骤1.3：根据监控信号历史数据库中母线的三相电压，计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线，并根据母线发出三相电压不平衡信号。

所述计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线的方法，包括如下步骤：

母线电压最大或最小相与其它两相电压平均值相差5%以上或者330kV两条母线电压差大于2kV对应的母线。

步骤1.4：将频发告警信号、动作未复归信号、三相电压不平衡信号从多种维度分别提取高维特征空间，对三个高维特征空间分别采用数据降维处理得到低维特征空间，三个低维特征空间分别对应频发告警特征、动作未复归特征和三相电压不平衡特征。所述维度包括：频率、时间和幅度。

通过特征数据利用多变量统计分析方法初步判断出状态可能异常的变电站设备。

步骤2：采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号存在大于阈值的差异，或者两个时刻上的监控信号一致，但两个时刻之间对应的设备有动作告警信号，则作为隐患类设备进行提示。

对可能异常的变电站设备通过时刻差异比对的方法进一步筛选出隐患类设备。

步骤3：若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，则获取隐患类设备对应的遥测信号，若遥测信号与其历史平均值存在大于阈值的差异，则将隐患类设备进行告警。

所述过滤规则为当动作信号在8小时内，达到5次以上，即为动作信息满足过滤规则。

对隐患类设备采用频次异常发现的方法进一步筛选出告警的隐患类设备。

步骤4：对于告警的隐患类设备对应的监控信号通过人工操作巡检在电网调控中心监控系统中进行人工标识，获取告警的隐患类设备对应的异常监控信号。

人工巡检时，会将告警的隐患类设备对应的监控信号的状态与人工标识相统一，确保系统中采集的监控信号的状态与实际中设备对应的状态相一致，并人工过滤掉不符合的监控信号，从而确保监控信号中异常监控信号免除误告警。

步骤5：将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号。

通过对异常监控信号联动在线监测数据，辅助对变电站设备中的监控信号进行校验。

步骤6：将替换后的异常监控信号进行告警，反馈给使用者。所述步骤6包括：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警。

同期历史监控信号对误报警信号进行了修正，具有较好的参考性，所以利用同期历史监控信号对异常监控信号进一步进行校验，可以充分地确保异常信号的准确性。

如图2所示，一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析装置，包括如下模块：

特征对照模块：用于接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备。

隐患设备提示模块：用于采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号存在大于阈值的差异，或者两个时刻上的监控信号一致，但两个时刻之间对应的设备有动作告警信号，则作为隐患类设备进行提示。

隐患设备告警模块：用于若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，则获取隐患类设备对应的遥测信号，若遥测信号与其历史平均值存在大于阈值的差异，则将隐患类设备进行告警。

人工标识过滤模块：用于对于告警的隐患类设备对应的监控信号通过人工操作巡检在电网调控中心监控系统中进行人工标识，获取告警的隐患类设备对应的异常监控信号。

在线监测数据校验模块：用于将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号。

异常监控信号输出模块：用于将替换后的异常监控信号进行告警，反馈给使用者。所述异常监控信号输出模块用于：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警。

实施例1：

一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法及装置，利用融合技术深度挖掘变电站监控信息，其监控数据包含遥测和遥信数据，遥测数据主要指的是变压器油温、档位、压力，母线电压、设备电流、有功功率、无功功率等数据。遥信是指反应变电站内设备运行状况、二次装置动作情况等信息。对历史监控数据从频率、时间、幅度等等维度进行多变量统计分析，深度挖掘融合信息的对应的特征，利用该特征快速对变电站设备进行有效定位，大大改善了集中监控带来的海量数据分析的工作量。再针对变电站设备的实时监控信号进行比对，进一步对变电站设备进行分类，获得不同关注程度的隐患类设备，再对隐患类设备的异常监控信号进行人工过滤，在线监测数据和历史数据的校验，最终可获得日常监控人员需要的可供监控员直接读取的设备对应的异常结果，进而通过这种自动巡检手段实现快速故障诊断。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备；

步骤2：采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号满足差异规则，则变电站设备作为隐患类设备进行提示；

步骤3：若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，且隐患类设备对应的遥测信号满足阈值规则，则将隐患类设备进行告警；

步骤4：获取具有人工标识的告警的隐患类设备对应的监控信号作为异常监控信号；

步骤5：将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号；

步骤6：将替换后的异常监控信号进行告警；

所述步骤6包括：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警；

所述频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征获取方法，包括如下步骤：

步骤1.1：在监控信号历史数据库中，指定周期内，针对遥信变位的告警，选择数量大于1的频发告警信号；

步骤1.2：在监控信号历史数据库中，获取动作未复归信号；

步骤1.3：根据监控信号历史数据库中母线的三相电压，计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线，并根据母线发出三相电压不平衡信号；

步骤1.4：将频发告警信号、动作未复归信号、三相电压不平衡信号从多种维度分别提取高维特征空间，对三个高维特征空间分别采用数据降维处理得到低维特征空间，三个低维特征空间分别对应频发告警特征、动作未复归特征和三相电压不平衡特征；

所述计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线的方法，包括如下步骤：

母线电压最大或最小相与其它两相电压平均值相差5%以上或者330kV两条母线电压差大于2kV对应的母线；

所述过滤规则为当动作信号在8小时内，达到5次以上；所述阈值规则为遥测信号与其历史平均值存在大于阈值的差异；

所述差异规则为若两个时刻上的监控信号存在大于阈值的差异，或者两个时刻上的监控信号一致，但两个时刻之间对应的设备有动作告警信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法，其特征在于：所述维度包括：频率、时间和幅度。

3.一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析装置，其特征在于：包括如下模块：

特征对照模块：用于接收来自电网调控中心监控系统变电站实时监控信号，周期性检索出满足频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征的变电站设备；

隐患设备提示模块：用于采集满足特征的变电站设备两个时刻上的监控信号，若两个时刻上的监控信号满足差异规则，则变电站设备作为隐患类设备进行提示；

隐患设备告警模块：用于若隐患类设备对应的动作信号满足过滤规则，且隐患类设备对应的遥测信号满足阈值规则，则将隐患类设备进行告警；

人工标识过滤模块：用于获取具有人工标识的告警的隐患类设备对应的监控信号作为异常监控信号；

在线监测数据校验模块：用于将异常监控信号与实时监控信号进行一致性校验，将与实时监控信号不一致的异常监控信号用实时监控信号替换，获得替换后的异常监控信号；

异常监控信号输出模块：用于将替换后的异常监控信号进行告警；

所述异常监控信号输出模块用于：将替换后的异常监控信号与同期历史监控信号进行校验，过滤掉与同期历史监控信号两者差异大于阈值的替换后的异常监控信号，再将过滤后的替换后的异常监控信号进行告警；

所述频发告警特征、动作未复归特征或者三相电压不平衡特征获取方法，包括如下步骤：

步骤1.1：在监控信号历史数据库中，指定周期内，针对遥信变位的告警，选择数量大于1的频发告警信号；

步骤1.2：在监控信号历史数据库中，获取动作未复归信号；

步骤1.3：根据监控信号历史数据库中母线的三相电压，计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线，并根据母线发出三相电压不平衡信号；

步骤1.4：将频发告警信号、动作未复归信号、三相电压不平衡信号从多种维度分别提取高维特征空间，对三个高维特征空间分别采用数据降维处理得到低维特征空间，三个低维特征空间分别对应频发告警特征、动作未复归特征和三相电压不平衡特征；

所述计算三相电压压差，获取三相电压压差大于阈值的母线的方法，包括如下步骤：

母线电压最大或最小相与其它两相电压平均值相差5%以上或者330kV两条母线电压差大于2kV对应的母线；

所述过滤规则为当动作信号在8小时内，达到5次以上；所述阈值规则为遥测信号与其历史平均值存在大于阈值的差异；

所述差异规则为若两个时刻上的监控信号存在大于阈值的差异，或者两个时刻上的监控信号一致，但两个时刻之间对应的设备有动作告警信号。

4.根据权利要求3所述的一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析装置，其特征在于：所述维度包括：频率、时间和幅度。

5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时，实现如权利要求1-2中任一项所述的一种基于集中监控遥信、遥测的融合分析方法。