JP6613175B2 - Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof - Google Patents
Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP6613175B2 JP6613175B2 JP2016040834A JP2016040834A JP6613175B2 JP 6613175 B2 JP6613175 B2 JP 6613175B2 JP 2016040834 A JP2016040834 A JP 2016040834A JP 2016040834 A JP2016040834 A JP 2016040834A JP 6613175 B2 JP6613175 B2 JP 6613175B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- abnormality detection
- series information
- time
- stability monitoring
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S20/00—Management or operation of end-user stationary applications or the last stages of power distribution; Controlling, monitoring or operating thereof
Landscapes
- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Description
本発明は、社会インフラシステム運用における時系列情報を使用する異常検出装置、系統安定度監視装置、及びそのシステムに関する。 The present invention relates to an anomaly detection device, a system stability monitoring device, and a system thereof that use time-series information in social infrastructure system operation.
社会インフラシステムの発展に伴い、デジタルシステム、通信システムが広く、多数導入されてきている。これらのシステムでは、各種の検出値などを定期的に入手して時系列情報を得、目的に応じて送信する形態が採用されている。この場合に、時系列情報には異常値を含むことが想定されることから、各種の異常検出技術が多種多様な分野で使われるようになってきた。 With the development of social infrastructure systems, many digital systems and communication systems have been widely introduced. In these systems, various detection values and the like are periodically obtained to obtain time-series information and transmitted according to the purpose. In this case, since it is assumed that the time series information includes abnormal values, various abnormality detection techniques have been used in various fields.
本技術分野の背景技術として、特許文献1には、時系列データに生じた微小な変動傾向を検出し、その検出を迅速に行う方法及び装置を提供することを目的として、「センサ1から読み込まれる時系列データをA/D変換して入力バッファ3に蓄え、メディアンフィルタ4により高周波ノイズを除去した後、変動傾向検知装置において、データの相対変化量から追加確信度を決定し、確信度結合関数を用いて最新の確信度を求め、確信度に対する閾値を用いることにより時系列データの微小変動傾向を検出する。」ことが記載されている。
As a background art of this technical field,
また本技術分野の背景技術として、非特許文献1がある。非特許文献1では、統計学における分類化を用いることで異常検出を行う。
Further,
特許文献1では、信号処理における異常検出を趣旨とする。このため入力情報にメディアンフィルタ処理をした上で相対変化量から異常検出することで異常検出精度の向上をしている。しかし、異常検出精度の向上のため、メディアンフィルタにおける入力バッファを必要とし、結果として異常検出に遅延が生じる。
非特許文献1では、統計学における分類化を用いることで、高精度な異常検出をしている。しかし、分類化における演算処理は複雑なため、異常検出に遅延が生じる。
In
特許文献1と非特許文献1の手法は異常検出精度の向上はしているが異常検出速度が不足するため、インフラシステム運用のように異常検出速度が要求されるユースケースには向かない。
Although the methods of
そこで本発明では、時系列情報の異常検出の精度を保ちつつ高速化することによりインフラシステム運用を支援する。具体的には、時系列情報の異常検出の精度を保ちつつ高速化することが可能な異常検出装置を提供する。さらには異常検出装置の具体的な利用場面として、系統安定度監視装置に適用することを提案する。また系統安定度監視装置を用いるに好適な系統安定度監視システムを提供する。 Therefore, in the present invention, the infrastructure system operation is supported by increasing the speed while maintaining the accuracy of detecting the abnormality of the time series information. Specifically, an abnormality detection device is provided that can increase the speed while maintaining the accuracy of abnormality detection of time-series information. Furthermore, it proposes applying to a system stability monitoring device as a concrete use scene of an abnormality detection device. Moreover, the system stability monitoring system suitable for using a system stability monitoring apparatus is provided.
上記課題を解決するために、代表的な本発明の一つは、時系列情報の異常値を検出する異常検出装置であって、時系列情報を入力する入力部と、時系列情報の変化値を算出する変化値算出部と、変化値と正常判定基準値を入力とし、解析時間枠を決定する解析時間枠調整部と、解析時間枠の枠内における時系列情報についての統計処理により、最新の時系列情報の異常を判定し異常検出結果を与える統計型異常検出部を備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, one of the representative aspects of the present invention is an abnormality detection device for detecting an abnormal value of time-series information, an input unit for inputting time-series information, and a change value of time-series information. The change value calculation unit that calculates the value, the analysis value frame adjustment unit that determines the analysis time frame, and the statistical processing on the time series information within the analysis time frame And a statistical abnormality detection unit that determines abnormality of the time series information and gives an abnormality detection result.
また上記課題を解決するために、代表的な本発明の一つは、異常検出装置において求めた異常検出結果を利用する系統安定度監視装置であって、過去事例を保持する過去事例データベースと、過去の時系列情報を保有する過去時系列情報データベースと、異常検出装置において求めた異常検出結果を用いて、当該異常検出結果に類似する過去事例と、過去事例直後の時系列情報を抽出する類似性判定部とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problem, one of the representative inventions is a system stability monitoring device that uses the abnormality detection result obtained in the abnormality detection device, and a past case database that holds past cases; Using the past time series information database that holds past time series information and the abnormality detection result obtained in the abnormality detection device, the past case similar to the abnormality detection result and the similar to extracting the time series information immediately after the past case And a sex determination unit.
また系統安定度監視装置を、系統運用をするコントロールルームに備えることを特徴とする系統安定度監視システムとする。 In addition, a system stability monitoring system is provided which includes a system stability monitoring apparatus in a control room for system operation.
本発明によれば、高精度で高速な異常検出によりリアルタイムの運用支援ができる。上記した以外の課題、構成及び効果は実施形態の説明により明らかにされる。 According to the present invention, real-time operation support can be performed by high-precision and high-speed abnormality detection. Problems, configurations, and effects other than those described above will become apparent from the description of the embodiments.
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施例1は、本発明の異常検出装置を系統安定度監視装置に適用したときの全体システム構成を示す図である。 Example 1 is a figure which shows the whole system structure when the abnormality detection apparatus of this invention is applied to a system | strain stability monitoring apparatus.
図1に示す系統安定度監視装置1は、少なくとも複数のデータベースDB11、DB12、類似性判断部7及び運転支援算出部7、異常検出装置9を含んで構成されている。異常検出装置9は、系統安定度監視装置1で使用する各種の時系列的な入力の異常を検知し、異常情報の有無、及び修正した入力を与えるものである。
The system
異常検出装置9は、複数のデータベースDB2、DB3、DB4および複数の処理部により構成されている。異常検出装置9には、例えば電力系統各所で計測された電流、電圧などの値が時系列情報D1として入力されている。時系列情報D1の一例が図4に例示されており、これについて後述する。入力された時系列情報D1は、変化値算出部2において前回入力と今回入力の間での差分として変化値を算出される。変化値算出部2の処理内容と処理結果の一例が図5、図6に例示されており、これについて後述する。
The
正常判定基準値データベースDB2には、正常判定基準値が予め記憶されており、解析時間枠調整部3において、前記変化値と正常判定基準値から解析時間枠を調整する。解析時間枠調整部3の処理内容と正常判定基準値と処理結果の一例が図7、図8、図9に例示されており、これについて後述する。
The normal determination reference value database DB2 stores normal determination reference values in advance, and the analysis time
統計基準値データベースDB3には、統計基準値が予め記憶されており、統計型異常検出部4において、統計基準値と解析時間枠から入力の異常検知を行う。統計型異常検出部4の処理内容と統計基準値と処理結果の一例が図10a、図10b、図11a、図11bに例示されており、これについて後述する。
The statistical reference value database DB3 stores statistical reference values in advance, and the statistical
補正パラメータデータベースDB4には、補正パラメータが予め記憶されており、異常検出結果補正部5において、異常検知結果と補正パラメータから異常検出結果の補正を行う。異常検出結果補正部5の処理内容と補正パラメータと処理結果の一例が図12、図13、図14a、図14bに例示されており、これについて後述する。補正結果は表示部8に表示される。
Correction parameters are stored in advance in the correction parameter database DB4, and the abnormality detection
図1の異常検出装置9は上記のように構成されており、最終的に求められた補正結果は系統安定度監視装置1に送られて利用される。なお、系統安定度監視装置1の過去事例データベースDB12には過去事例が記憶されており、過去時系列情報データベースDB11には過去において検知した時系列情報(過去時系列情報)が記憶されている。
The
類似性判定部6は、異常検出装置9で求めた異常検出結果の補正結果と、過去事例データベースDB12の記憶内容と過去時系列情報データベースDB11の記憶内容を入力とし、異常検出装置9で求めた直近の異常発生事例と抽出した過去事例の類似性を判定する。類似性判定の処理内容と処理結果の一例が図15、図16a、図16b、図17に例示されており、これについて後述する。
The
類似性判定結果を入力とする運用支援算出部7では、運用支援策を算出し、表示部8に各結果の1つ以上を表示する。運用支援算出部7での処理内容と処理結果の一例が図18、図19に例示され、表示部8における表示事例が図20、図21に例示されており、これらについて後述する。
The operation
図2は系統安定度監視装置1のハード構成と電力系統12の全体構成例を示す図である。電力系統12には計測器10aや計測器10bが含まれ(以下、単に計測器10という)、計測器10は、電力系統における計測値を計測し、計測結果を時系列情報D1として、通信ネットワーク11を介して、系統安定度監視装置1の通信部92に送信する。系統安定度監視装置1が受信した計測値D1はメモリ93に保持される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a hardware configuration of the system
ここで、計測器10とは、PMU(Phasor Measurement Units)やVT(Voltage Transfomer)や、PT(Potential Transfomer)やCT(Current Transfomer)やテレメータ(TM:Telemeter)などの電力系統に設置される計測機器や計測装置である。なお、計測器10は、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition)などの、電力系統に設置される計測値の集約装置であってもよい。
Here, the measuring
ここで、計測値である時系列情報D1は、計測器10にて計測された電力系統に関するデータであり、GPSなどを利用した同期時刻付きの電力情報である電圧や電流のいずれか一つまたは複数である。なお、時系列情報D1は、データを識別するための固有番号と、タイムスタンプとを含んでもよい。
Here, the time series information D1 that is a measurement value is data related to the power system measured by the measuring
系統安定度監視装置1の構成について説明する。系統安定度監視装置1は、計算機システムとして構成されており、複数のデータベースDB、CPU91、メモリ93、通信部92、入力部94、表示部8、バス13などにより構成されている。
The configuration of the system
複数のデータベースDBとしては、異常検出処理のために、正常判定基準値データベースDB2、統計基準値データベースDB3、補正パラメータデータベースDB4、検出結果データベースDB6、異常検出プログラムデータベースDB13が備えられている。また系統安定処理のために、類似性判定プログラムデータベースDB7、運用支援プログラムデータベースDB8、過去時系列情報データベースDB11、過去事例データベースDB12が備えられている。これらのデータベースDB及び各種の構成機器は、バス13を介して相互に接続されている。
As the plurality of databases DB, a normal determination reference value database DB2, a statistical reference value database DB3, a correction parameter database DB4, a detection result database DB6, and an abnormality detection program database DB13 are provided for abnormality detection processing. For system stability processing, a similarity determination program database DB7, an operation support program database DB8, a past time series information database DB11, and a past case database DB12 are provided. The database DB and various components are connected to each other via a
なお表示部8は、ディスプレイ装置に代えて、またはディスプレイ装置と共に、プリンタ装置または音声出力装置等を用いる構成でもよい。
The
入力部94は、例えば、キーボードスイッチ、マウス等のポインティング装置、タッチパネル、音声指示装置等の少なくともいずれか一つを備えて構成できる。入力部94は、上記以外のユーザーインターフェースであってもよい。
For example, the
通信部92は、通信ネットワーク11に接続するための回路及び通信プロトコルを備える。
The
CPU91は、各プログラムデータベースから所定のコンピュータプログラムを読み込んで実行する。ここで、各プログラムデータベースとは、異常検出プログラムデータベースDB13と、類似性判定プログラムデータベースDB7と、運用支援プログラムデータベースDB8と、を指す。CPU91は、一つまたは複数の半導体チップとして構成してもよいし、または、計算サーバのようなコンピュータ装置として構成してもよい。 The CPU 91 reads a predetermined computer program from each program database and executes it. Here, each program database refers to an abnormality detection program database DB13, a similarity determination program database DB7, and an operation support program database DB8. The CPU 91 may be configured as one or a plurality of semiconductor chips, or may be configured as a computer device such as a calculation server.
メモリ93は、例えば、RAM(Random Access Memory)として構成され、各プログラムデータベースから読み出されたコンピュータプログラムを記憶したり、各処理に必要な計算結果データ及び画像データ等を記憶したりする。メモリ93に格納された画面データは、表示部8に送られて表示される。
The
ここで、各プログラムデータベースの記憶内容を説明する。まず異常検出プログラムデータベースDB13には、異常検出に必要な各プログラムが記憶されている。異常検出に必要な各プログラムとは、変化値算出プログラムPr2、解析時間枠調整プログラムPr3、統計型異常検出プログラムPr4、異常検出結果補正プログラムPr5の、1つ以上のことである。類似性判定プログラムデータベースDB7には、入力データから類似過去事例と過去時系列情報を抽出するプログラムが記憶されている。運用支援算出プログラムデータベースDB8には、類似過去事例に基づいて運用支援をするプログラムが記憶されている。 Here, the contents stored in each program database will be described. First, each program necessary for detecting an abnormality is stored in the abnormality detection program database DB13. Each program necessary for abnormality detection is one or more of a change value calculation program Pr2, an analysis time frame adjustment program Pr3, a statistical abnormality detection program Pr4, and an abnormality detection result correction program Pr5. The similarity determination program database DB7 stores a program for extracting similar past cases and past time series information from input data. The operation support calculation program database DB8 stores a program for performing operation support based on similar past cases.
CPU91では、各プログラムデータベースからメモリ93に読み出された各計算プログラムを実行して、変化値算出、解析時間枠調整、統計型異常検出、異常検出結果補正、類似性判定、運用支援算出、表示すべき画像データの指示、各種データベース内のデータの検索等などを演算処理する。
In the CPU 91, each calculation program read from each program database to the
メモリ93は、時系列情報D1、表示用の画像データ、計算結果データ等の計算一時データ及び計算結果データなどを一旦格納するメモリであり、CPU91によって必要な画像データを生成して表示部8(例えば表示ディスプレイ画面)に表示する。演算処理においては、メモリ93の物理メモリを使用するが、仮想メモリを使ってもよい。
The
系統安定度監視装置1には、上記したように大きく分けて8つのデータベースが格納されている。このうちプログラムデータベースDB7、DB8、DB13を除く、他のデータベースの記憶内容は概略以下のようである。
The system
正常判定基準値データベースDB2は解析時間枠調整用の基準値を蓄積し、統計基準値データベースDB3は統計基準値を蓄積し、補正パラメータデータベースDB4は検出結果補正用のパラメータを蓄積し、過去時系列情報データベースDB11は過去の時系列情報を蓄積し、過去事例データベースDB12は過去の異常検出結果を蓄積している。各データの例については後述する。 The normal determination reference value database DB2 stores reference values for analysis time frame adjustment, the statistical reference value database DB3 stores statistical reference values, the correction parameter database DB4 stores parameters for correction of detection results, and a past time series The information database DB11 stores past time series information, and the past case database DB12 stores past abnormality detection results. Examples of each data will be described later.
次に系統安定度監視装置1の計算処理内容について図3を用いて説明する。図3は、系統安定度監視装置1の処理全体を示すフローチャートの例である。処理ステップS1から処理ステップS8について、内容を説明する。
Next, calculation processing contents of the system
まず、処理ステップS1では、時系列情報D1をメモリ93から読み込む。ここで、図4を用いて入力される時系列情報D1について説明する。図4の例では、2016年1月23日の17時00分12秒以後の33.3ミリ秒単位で入力した時系列情報D1として、電力系統の電圧と周波数の変化事例を示している。
First, in processing step S <b> 1, time series information D <b> 1 is read from the
本実施例では時系列情報D1は電力系統における計測値、つまりPMUの計測値などを用いるものとする。時系列に沿って情報が蓄積されているのなら、PMUの計測値などではなくSCADAの計測値でもよく、図4のように各時間断面について複数情報が蓄積されていてもよく、欠損データがあってもよく、また電力系統の情報以外の情報でもよい。また、この時系列情報D1は一列ずつストリーミング形式で読み込まれてもよい。図4の実施例の場合、PMUデータにおけるVoltage(電圧)とFrequency(周波数)に重点を置き、リアルタイム運用のためそれらがストリーミング形式で入力されることを前提とする。つまり、系統運用において計測値がストリーミングに入力される前提である。 In this embodiment, the time series information D1 uses a measured value in the power system, that is, a measured value of the PMU. If the information is accumulated along the time series, the measurement value of SCADA may be used instead of the measurement value of PMU, a plurality of information may be accumulated for each time section as shown in FIG. It may also be information other than power system information. Further, the time series information D1 may be read in a streaming format one column at a time. In the embodiment of FIG. 4, the emphasis is placed on the Voltage (frequency) and Frequency (frequency) in the PMU data, and it is assumed that they are input in a streaming format for real-time operation. That is, it is a premise that measurement values are input to streaming in system operation.
図3に戻り、処理ステップS2では時系列情報D1の変化値を算出する。ここで図5を用いて処理ステップS2の詳細説明をする。まず、処理ステップS201では、時系列情報D1を読み込む。次に、処理ステップS202では読み込まれた時系列情報D1の変化値を算出する。変化値の算出方法は微分や積分を用いて行い、変化値としては微分値や積分値の差分や簡単に直近のデータとの差分などの1つ以上を用いる。最後に、処理ステップS203ではこの変化値を出力する。以下の本実施例の説明では、直近のデータとの差分を変化値とした。 Returning to FIG. 3, in the processing step S2, a change value of the time series information D1 is calculated. Here, the process step S2 will be described in detail with reference to FIG. First, in processing step S201, time series information D1 is read. Next, in processing step S202, a change value of the read time series information D1 is calculated. The change value is calculated using differentiation or integration, and as the change value, one or more of a difference between the differentiation value and the integration value, or a difference from the most recent data is used. Finally, in step S203, this change value is output. In the following description of this embodiment, the difference from the latest data is used as the change value.
ここで図6を用いて処理ステップS2の出力の例を説明する。図4の時系列情報D1において、PMUのVoltageとFrequencyの変化値が各時間断面において蓄積されている。本実施例では時系列情報D1がストリーミング形式で入力されるため、こちらの変化値の出力もストリーミング形式で一行ごと出力される。つまり、変化値算出部に、図4の時間断面「2016/01/23 17:00:12.033」の情報が読み込まれた場合、この時間断面において変化値を算出する。なお、図6では、情報が読み込まれる前の時間断面「2016/01/23 17:00:12.000」の変化値は、直近のデータがないため0としている。 Here, an example of the output of the processing step S2 will be described with reference to FIG. In the time-series information D1 in FIG. 4, the change values of the PMU voltage and frequency are accumulated in each time section. In this embodiment, since the time series information D1 is input in the streaming format, the output of the change value is also output line by line in the streaming format. That is, when the information of the time section “2016/01/23 17: 00: 12.033” in FIG. 4 is read in the change value calculation unit, the change value is calculated in this time section. In FIG. 6, the change value of the time section “2016/01/23 17:00: 12.000” before the information is read is set to 0 because there is no latest data.
図3に戻り、処理ステップS3では処理ステップS4の入力値となる解析時間枠を調整する。ここで図7を用いて処理ステップS3の詳細説明をする。処理ステップS301ではメモリ93や各データベースより各種情報を読み込む。各種情報とは、処理ステップS2の出力結果である変化値と、正常判定基準値データベースDB2に格納されている正常判定基準値である。
Returning to FIG. 3, in the processing step S3, the analysis time frame that becomes the input value of the processing step S4 is adjusted. Here, the processing step S3 will be described in detail with reference to FIG. In process step S301, various information is read from the
ここで一旦図8を用いて正常判定基準値データベースDB2の記憶内容を説明する。正常判定基準値は、データタイプと、最大変化値と、標準値と、調整値からなる。図8記載の一例では、データタイプはPMU_AにおけるVoltageやFrequencyである。各データタイプにおいて最大変化値と、標準値と、調整値が存在する。図8の例では、Voltageについての最大変化値、標準値、調整値は、それぞれ0.010、300.150であり、Frequencyについての最大変化値、標準値、調整値は、それぞれ0.015、600、150である。データタイプの区別化に制約はなく、時系列情報D1の周期、あるいは計測器のタイプ(PMUやSCADA)などで区別してもよい。 Here, the storage contents of the normal determination reference value database DB2 will be described with reference to FIG. The normal determination reference value includes a data type, a maximum change value, a standard value, and an adjustment value. In the example shown in FIG. 8, the data type is “Voltage” or “Frequency” in PMU_A. There is a maximum change value, a standard value, and an adjustment value for each data type. In the example of FIG. 8, the maximum change value, standard value, and adjustment value for Voltage are 0.010 and 300.150, respectively, and the maximum change value, standard value, and adjustment value for Frequency are 0.015, respectively. 600 and 150. There is no restriction on the distinction of the data type, and the distinction may be made by the period of the time series information D1 or the type of measuring instrument (PMU or SCADA).
正常判定基準値データベースDB2における標準値および調整値はデータ数、つまり時系列情報D1における時間断面の数にあたる。例えば解析枠がPMU_A(Voltage)の標準値である300の場合、最新の300行を解析対象とする。 The standard value and the adjustment value in the normal determination reference value database DB2 correspond to the number of data, that is, the number of time sections in the time series information D1. For example, when the analysis frame is 300, which is the standard value of PMU_A (Voltage), the latest 300 lines are set as the analysis target.
図7に戻り、処理ステップS302では入力された時系列情報D1の変化値と、正常判定基準値データベースDB2の各データタイプにおける最大変化値を比較する。変化値の絶対値が最大変化値を超過した場合は処理ステップS304に進み、超過しなかった場合は処理ステップS303に進む。 Returning to FIG. 7, in the process step S302, the input change value of the time series information D1 is compared with the maximum change value in each data type of the normal determination reference value database DB2. If the absolute value of the change value exceeds the maximum change value, the process proceeds to process step S304, and if not, the process proceeds to process step S303.
処理ステップS304では解析時間枠を調整値に設定する。こちらは各データタイプの調整値となる。例えば、PMU_A(Voltage)の変化値が最大変化値を超えた場合、PMU_A(Voltage)の調整値である150と設定し、その後、処理ステップS305に進む。 In processing step S304, the analysis time frame is set to the adjustment value. This is the adjustment value for each data type. For example, when the change value of PMU_A (Voltage) exceeds the maximum change value, 150 is set as the adjustment value of PMU_A (Voltage), and then the process proceeds to processing step S305.
処理ステップS303では解析時間枠を標準値である300に設定し、処理ステップS305に進む。処理ステップS305では各時間断面において解析時間枠を出力する。この処理によれば、PMU_A(Voltage)の変化値が最大変化値を超えた場合には、解析時間枠を短く設定し、最大変化値を超えない場合には、解析時間枠を長く設定したことになる。 In processing step S303, the analysis time frame is set to 300 which is a standard value, and the process proceeds to processing step S305. In processing step S305, an analysis time frame is output in each time section. According to this process, when the change value of PMU_A (Voltage) exceeds the maximum change value, the analysis time frame is set short, and when the maximum change value is not exceeded, the analysis time frame is set long. become.
ここで図9を用いて処理ステップS3の出力を説明する。出力された解析時間枠は時系列情報D1の一種であるため、図9のように各時間断面における解析時間枠がデータタイプごとに出力される。 Here, the output of the processing step S3 will be described with reference to FIG. Since the output analysis time frame is a kind of time-series information D1, the analysis time frame in each time section is output for each data type as shown in FIG.
なお処理ステップS3による一連の解析時間枠算出は全時間断面で算出しても、定期的に算出してもよい。また、一度調整された解析時間枠を一定条件で固定してもよい。例えば一度調整値に設定された解析時間枠をある一定期間固定するなどしてもよい。これにより、解析時間枠が短期間で調整値と基準値の間を交互することを防止でき、検出精度を維持できる効果がある。 Note that the series of analysis time frame calculation in the processing step S3 may be calculated for all time sections or periodically. Moreover, the analysis time frame adjusted once may be fixed under a certain condition. For example, the analysis time frame once set as the adjustment value may be fixed for a certain period. As a result, the analysis time frame can be prevented from alternating between the adjustment value and the reference value in a short period, and the detection accuracy can be maintained.
図3に戻り、処理ステップS4では統計型手法で異常検出する。統計型検出手法は例えば非特許文献1などに記載の方法に即して行う。ここで図10aを用いて処理ステップS4の詳細を説明する。処理ステップS401では各種情報をメモリ93に読み込む。ここで各種情報とは、統計基準値データベースDB3に記憶された統計基準値と、時系列情報D1と、処理ステップS3で算出された解析時間枠である。
Returning to FIG. 3, in processing step S4, an abnormality is detected by a statistical method. The statistical detection method is performed in accordance with the method described in
ここで図10bを用いて統計基準値データベースDB3に記憶された統計基準値について説明する。統計基準値データベースDB3には、データタイプごとに閾値αと閾値βを有している。αは情報分布上の閾値であり、βは連続性における閾値である。図10bの例では、データタイプがPMU_A(Voltage)の場合、例えば閾値αは1、閾値βは2とされ、データタイプがPMU_A(Frequency)の場合、例えば閾値αは1.2、閾値βは1とされている。閾値αと閾値βの使用方法は、処理ステップS403や処理ステップS406で後述する。 Here, the statistical reference values stored in the statistical reference value database DB3 will be described with reference to FIG. The statistical reference value database DB3 has a threshold value α and a threshold value β for each data type. α is a threshold value in the information distribution, and β is a threshold value in continuity. In the example of FIG. 10B, when the data type is PMU_A (Voltage), for example, the threshold α is 1 and the threshold β is 2, and when the data type is PMU_A (Frequency), for example, the threshold α is 1.2 and the threshold β is It is set to 1. The method of using the threshold value α and the threshold value β will be described later in processing step S403 and processing step S406.
図10aに戻り、処理ステップS402では、時系列情報D1について、解析時間枠内の平均値と標準偏差を計算する。例えば解析時間枠が300である場合に、この期間内に得られた複数の時系列情報D1の平均値と標準偏差を計算する。解析時間枠として150が指定された場合にも、この期間内に得られた複数の時系列情報D1の平均値と標準偏差を計算する。 Returning to FIG. 10a, in processing step S402, an average value and a standard deviation within the analysis time frame are calculated for the time series information D1. For example, when the analysis time frame is 300, an average value and a standard deviation of a plurality of time series information D1 obtained within this period are calculated. Even when 150 is designated as the analysis time frame, the average value and standard deviation of the plurality of time series information D1 obtained within this period are calculated.
次に処理ステップS403では、最新時系列情報の異常度が判定される。最新時系列情報とは、この一連の計算中に受信した最新の時系列情報D1のことである。解析時間枠が300であり、連続する300個の時系列情報D1が得られている場合に、最後に入力された時系列情報D1が、最新時系列情報とされる。処理ステップS403の処理では、最新時系列情報が平均値から標準偏差のα倍離れている場合は、処理ステップS404に進み、離れていない場合は処理ステップS405に進む。 Next, in processing step S403, the degree of abnormality of the latest time series information is determined. The latest time series information is the latest time series information D1 received during this series of calculations. When the analysis time frame is 300 and 300 continuous time series information D1 is obtained, the time series information D1 input last is the latest time series information. In the process of process step S403, if the latest time series information is a 留 times the standard deviation from the average value, the process proceeds to process step S404, and if not, the process proceeds to process step S405.
ここでは、最新時系列情報が平均値から標準偏差のα倍以内である状態を正常とし、最新時系列情報が平均値から標準偏差のα倍以上離れている状態を異常と考えている。処理ステップS404では、処理ステップS403で処理された最新時系列情報を異常候補キューに蓄積し、処理ステップS406に進む。逆に処理ステップS405では異常候補キューを消去し、処理ステップS48へ進む。 Here, the state where the latest time series information is within α times the standard deviation from the average value is considered normal, and the state where the latest time series information is more than α times the standard deviation from the average value is considered abnormal. In process step S404, the latest time series information processed in process step S403 is accumulated in the abnormality candidate queue, and the process proceeds to process step S406. Conversely, in process step S405, the abnormal candidate queue is deleted, and the process proceeds to process step S48.
処理ステップS406では異常候補が連続してあったかを確認する。異常候補キューにβ回以上時系列情報が蓄積されている場合、処理ステップS407に進む。処理ステップS407では時系列情報D1と共に異常検出信号を出力する。処理ステップS408では時系列情報D1と共に正常信号を出力する。 In processing step S406, it is confirmed whether there are consecutive abnormality candidates. If time series information is accumulated β times or more in the abnormality candidate queue, the process proceeds to step S407. In processing step S407, the abnormality detection signal is output together with the time series information D1. In processing step S408, a normal signal is output together with the time-series information D1.
ここで図11aを用いて処理ステップ4の処理の流れを概念的に説明する。図11aにおいて、その上部には横軸に時間、縦軸に時系列情報D1としてPMU_A(Voltage)の一例を示している。PMU_A(Voltage)を計測した時系列の情報を時系列情報E1として示しており、点線で示す時間範囲内を解析時間枠Fとしている。いずれの解析時間枠Fにおいても、例えば解析時間枠が300であり、連続する300個の時系列情報D1が得られている。従って、解析時間枠F1の時の最新時系列情報T1は時刻t1における値であり、解析時間枠F2の時の最新時系列情報T2は時刻t2における値であり、解析時間枠F3の時の最新時系列情報T3は時刻t3における値である。但し、解析時間枠F3は解析時間枠F2の直後(次回)の状態を表しているものとする。またこの事例では、時系列情報E1は変動を繰り返しているが、最新時系列情報T2、T3が、連続する時刻t2、t3にかけて今までにないほどの大きな連続する増加を計測したものとする。
Here, the process flow of
図11aの下部には、解析時間枠F内に得られた連続する300個の時系列情報D1による分布状況Wが示されている。分布状況Wは例えば平均値μと標準偏差σで表されている。分布状況W1は、異常発生前として例えば解析時間枠F1の確率密度関数を表しており、この場合の最新時系列情報T1は、標準偏差σの位置にあるものとする。分布状況W2、W3は、異常発生後として例えば解析時間枠F2、F3のときの確率密度関数を表しており、この場合の最新時系列情報T2、T3は、標準偏差σよりも大きな位置に存在している。かつ最新時系列情報T2、T3は、連続して標準偏差2σよりも大きな位置に存在している。 In the lower part of FIG. 11a, a distribution situation W by 300 time series information D1 obtained in the analysis time frame F is shown. The distribution situation W is represented by, for example, an average value μ and a standard deviation σ. The distribution status W1 represents, for example, a probability density function in the analysis time frame F1 before occurrence of an abnormality, and the latest time series information T1 in this case is assumed to be at the position of the standard deviation σ. The distribution statuses W2 and W3 represent probability density functions, for example, in the analysis time frames F2 and F3 after the occurrence of an abnormality. In this case, the latest time series information T2 and T3 exist at a position larger than the standard deviation σ. doing. The latest time series information T2 and T3 are continuously present at a position larger than the standard deviation 2σ.
このように、図11aには時間断面t1〜t3が記されている。時間断面t1は動揺発生前、時間断面t2は動揺発生時、時間断面t3は動揺検出時を表す。各々の時間断面において、解析時間枠内の確率密度関数W1、W2、W3を図11a下部に示す。これらの重要情報のみを抽出したものが処理ステップS402である。 Thus, time sections t1 to t3 are shown in FIG. 11a. The time section t1 represents before the occurrence of the fluctuation, the time section t2 represents the time when the fluctuation occurred, and the time section t3 represents the time when the fluctuation was detected. In each time section, the probability density functions W1, W2, W3 within the analysis time frame are shown in the lower part of FIG. 11a. What extracted only these important information is processing step S402.
確率密度関数W1によれば、動揺発生前の時間断面t1において確率密度関数は正規分布に類似したものを設定する。ここでは、電力系統運用は電圧や周波数を一定範囲に維持することが主目的であるため、安定した系統状態では正規分布に類似する可能性が高い仮定をおいている。なおこのように正規分布を仮定してもよいが、それ以外の分布を仮定してもよい。 According to the probability density function W1, a probability density function similar to a normal distribution is set in the time section t1 before the occurrence of fluctuation. Here, the main purpose of power system operation is to maintain the voltage and frequency within a certain range, and therefore, it is assumed that there is a high possibility that the power system operation is similar to a normal distribution in a stable system state. A normal distribution may be assumed in this way, but other distributions may be assumed.
動揺発生時である時間断面t2では、確率密度関数が正規分布から変化する。これは系統事故時には安定した系統状態から外れるため、正規分布の外に系統状態が変化するためである。ここで、確率密度関数の中心値である平均値から標準偏差σのα倍離れた点が検出された場合、異常検出候補とする。ここでは標準偏差σ×αを閾値となる。これは処理ステップS403と処理ステップS404の処理である。時間断面t2で検出された異常検出候補が、時間断面t3のように連続で閾値α×σをβ回超過した場合、異常検出をする。これは処理ステップS406に相当する。その後、処理ステップS47にて時系列情報と共に異常検出信号を出力する。一方で、β回超過する前に時間断面t1のような状態へ戻った場合異常検出はされず、時系列情報と共に正常信号を出力する。これは処理ステップS48に相当する。 The probability density function changes from the normal distribution at the time section t2 when the fluctuation occurs. This is because the system state changes outside the normal distribution because the system state deviates from the stable system state in the event of a system failure. Here, if a point that is α times the standard deviation σ from the average value that is the central value of the probability density function is detected, it is determined as an abnormality detection candidate. Here, the standard deviation σ × α is a threshold value. This is processing of processing step S403 and processing step S404. When the abnormality detection candidate detected at the time section t2 exceeds the threshold α × σ β times continuously as in the time section t3, abnormality detection is performed. This corresponds to process step S406. Thereafter, an abnormality detection signal is output together with time-series information in processing step S47. On the other hand, if the state returns to the state of the time section t1 before exceeding β times, the abnormality is not detected and a normal signal is output together with the time series information. This corresponds to processing step S48.
このように処理ステップS4で用いられるパラメータαやパラメータβや解析時間枠は異常検出において重大な役割を果たす。解析時間枠を拡大すれば正規分布に近い確率密度が得られるが、演算時間や演算負荷が増加してしまう。そこで、処理ステップS2やS3で時系列情報に異常が見られる可能性が高いところを効果的に抽出することで、演算時間や演算負荷を軽減可能である。また、αとβを調整することで、検出精度を調整可能である。例えば、αとβを高く設定することでシステムノイズを軽減することができる。 As described above, the parameter α, the parameter β, and the analysis time frame used in the processing step S4 play an important role in abnormality detection. If the analysis time frame is expanded, a probability density close to a normal distribution can be obtained, but calculation time and calculation load increase. Therefore, it is possible to reduce the calculation time and the calculation load by effectively extracting places where there is a high possibility that the time series information is abnormal in the processing steps S2 and S3. Also, the detection accuracy can be adjusted by adjusting α and β. For example, system noise can be reduced by setting α and β high.
次に図11bを用いて処理ステップ4の出力を説明する。図11bの異常検出結果とは、処理ステップS407と処理ステップS408で出力された異常検出信号と正常信号のことである。図11bでは異常検出信号407は「1」で表し、正常信号408は「0」で表しているが、「T」や「F」、「Yes」や「No」など異常検出信号と正常信号の区別ができればよい。
Next, the output of
図3に戻り、処理ステップS5について説明する。処理ステップS5では異常検出結果補正をする。ここで異常検出結果補正について図12を用いて説明する。処理ステップS501では時系列情報D1と、異常検出結果と、補正パラメータデータベースDB4に個記憶されている補正パラメータをメモリ93に読み込む。
Returning to FIG. 3, the processing step S5 will be described. In processing step S5, the abnormality detection result is corrected. Here, the abnormality detection result correction will be described with reference to FIG. In processing step S501, the time series information D1, the abnormality detection result, and the correction parameters stored in the correction parameter database DB4 are read into the
ここで図13を用いて補正パラメータの例を説明する。補正パラメータデータベースDB4は、正常判定基準値データベースDB2や統計基準値データベースDB3と同じように、各データタイプに対して補正区間G1の数値が設定されている。図13の場合、補正区間G1は、データタイプPMU_A(Voltage)の場合には3、データタイプPMU_A(Frequency)の場合には4と設定されている。これは、連続して得られる時系列情報D1について、連続する3データ、あるいは連続する4データを補正区間G1とすることを設定したものである。 Here, an example of the correction parameter will be described with reference to FIG. In the correction parameter database DB4, as in the normal determination reference value database DB2 and the statistical reference value database DB3, the numerical value of the correction section G1 is set for each data type. In the case of FIG. 13, the correction section G1 is set to 3 for the data type PMU_A (Voltage) and 4 for the data type PMU_A (Frequency). In this case, the time series information D1 obtained continuously is set such that three consecutive data or four consecutive data is set as the correction section G1.
図12に戻り、処理ステップS502では補正区間G1内の連続する3データ、あるいは連続する4データについて、正常信号の位置について調べる。補正区間G1内の正常信号が異常検出信号に挟まれている形であれば処理ステップS503へ、挟まれていない場合は処理ステップS504へ移行する。処理ステップS503では補正区間G1内の異常検出信号に挟まれた正常信号を異常検出信号へと補正し、処理ステップS505へと進む。処理ステップS504では検出結果をバイパスし、処理ステップS505へと進む。バイパス処理は検出結果を補正せずにデータを通すことである。処理ステップS505では時系列情報と補正済異常検出結果を出力する。 Returning to FIG. 12, in processing step S502, the position of the normal signal is examined for three consecutive data or four consecutive data in the correction section G1. If the normal signal in the correction section G1 is sandwiched between the abnormality detection signals, the process proceeds to processing step S503, and if not, the process proceeds to processing step S504. In processing step S503, the normal signal sandwiched between the abnormality detection signals in the correction section G1 is corrected to the abnormality detection signal, and the process proceeds to processing step S505. In process step S504, the detection result is bypassed, and the process proceeds to process step S505. The bypass process is to pass data without correcting the detection result. In processing step S505, the time series information and the corrected abnormality detection result are output.
図14aは、異常検出結果補正の効果を説明するための図である。図14aを用いて処理ステップS502〜処理ステップS504の具体的な処理内容を説明する。図14aには、本実施例におけるPMU_A(Voltage)とPMU_A(Frequency)の異常検出結果の一例が時系列的に記載されている。PMU_A(Voltage)の時系列的な異常検出結果の推移例は「0−0−0−1−1」であり、PMU_A(Frequency)の時系列的な異常検出結果の推移例は「0−1−0−1−0」である。また図14aには、PMU_A(Voltage)についての補正区間G1として連続する3データ区間502aが記載され、PMU_A(Frequency)についての補正区間G1として連続する4データ区間502bが記載されている。
FIG. 14A is a diagram for explaining the effect of the abnormality detection result correction. The specific processing content of processing step S502 to processing step S504 will be described with reference to FIG. In FIG. 14a, an example of the abnormality detection result of PMU_A (Voltage) and PMU_A (Frequency) in this embodiment is described in time series. A transition example of the time-series abnormality detection result of PMU_A (Voltage) is “0-0-0-1-1”, and a transition example of the time-series abnormality detection result of PMU_A (Frequency) is “0-1”. −0-1-0 ”. In FIG. 14a, three
これらの補正区間G1における連続する3データ、または連続する4データの1、0の関係について、正常信号0の位置が調べられる。この結果、補正区間G1内の正常信号が異常検出信号に挟まれている形であれば、補正区間G1内の異常検出信号0に挟まれた正常信号1を異常検出信号0へと補正する処理を行う。この処理後の状態が図14aの下部に示されており、PMU_A(Frequency)の時系列的な異常検出結果の推移例は、当初「0−1−0−1−0」であったものが、「0−1−1−1−0」に修正されたことを表している。
The position of the
このように、各時間断面において、補正区間G1内の異常検出結果を基準に異常検出補正をする。502aでは補正区間が3つの時間断面分であるのに対し、502bでは補正区間が4つの時間断面分である。また、両区間では異常検出信号と正常信号が混在しているが、502aでは異常検出信号が連続性を保つことで間に正常信号が挟まれてないのに対し、502bでは異常検出信号「1」の間に正常信号「0」が挟まっている。502aの補正結果は504であり、502bの補正結果は503である。 Thus, in each time section, abnormality detection correction is performed based on the abnormality detection result in the correction section G1. In 502a, the correction section is for three time sections, whereas in 502b, the correction section is for four time sections. In both sections, the abnormality detection signal and the normal signal are mixed, but in 502a, the abnormality detection signal maintains continuity so that no normal signal is sandwiched therebetween, whereas in 502b, the abnormality detection signal “1” is present. ”Indicates a normal signal“ 0 ”. The correction result of 502a is 504, and the correction result of 502b is 503.
これらの補正プロセスは処理ステップS504と処理ステップS503に相当する。この結果、処理ステップS504では正常信号は補正されず、処理ステップS503では正常信号が異常検出信号に補正されている。このような処理ステップS5の検出結果補正の処理により、PMU_A(Frequency)の異常検出結果の時間断面「2016/01/23 17:00:12.100」のような検出漏れを補正することができる効果がある。 These correction processes correspond to processing step S504 and processing step S503. As a result, the normal signal is not corrected in processing step S504, and the normal signal is corrected to an abnormality detection signal in processing step S503. By such detection result correction processing in step S5, a detection omission such as a time section “2016/01/23 17:00: 12.100” of the abnormality detection result of PMU_A (Frequency) can be corrected. effective.
次に処理ステップS5にて補正処理が必要となる例について図14bを用いて説明する。電力系統の特有の現象として、スイング現象というものがある。時系列情報E2はスイング現象中のPMU_A(Voltage)の計測値である。スイング現象、つまり発電機の出力の増減による計測値の揺れに処理ステップS4の処理を実施した場合、統計上の閾値を交互に交差するため、異常検出結果H1のように正常信号と異常検出信号を交互に発することになる。つまり処理ステップS5の補正処理なしの場合は、前記スイング現象が生じたときの時系列情報E2を一つの異常としてではなく、複数の異常として検出してしまう。処理ステップS5を用いることにより、補正部分H2のように検出漏れ部分を補正し、一つの異常として検出することができ、運用者にとって異常検出がより理解しやすくなるという効果がある。 Next, an example in which correction processing is required in processing step S5 will be described with reference to FIG. As a phenomenon specific to the power system, there is a swing phenomenon. The time series information E2 is a measurement value of PMU_A (Voltage) during the swing phenomenon. When the process of step S4 is performed on the swing phenomenon, that is, the fluctuation of the measured value due to the increase or decrease of the output of the generator, the normal threshold and the abnormality detection signal are detected as the abnormality detection result H1 because the statistical threshold value is alternately crossed. Will be issued alternately. That is, when the correction process in step S5 is not performed, the time series information E2 when the swing phenomenon occurs is detected as a plurality of abnormalities instead of a single abnormality. By using the processing step S5, it is possible to correct the detection omission part as the correction part H2 and detect it as one abnormality, and it is effective for the operator to more easily understand the abnormality detection.
次に図3に戻り、処理ステップS6では類似度判定をする。図15の処理フローを用いて処理ステップS6の詳細を説明する。 Next, returning to FIG. 3, in step S6, similarity determination is performed. Details of the processing step S6 will be described using the processing flow of FIG.
処理ステップS601では時系列情報D1、検出結果、過去事例データベースDB12に記憶された過去事例などをメモリ93に読み込む。処理ステップS602では検出部分の時系列情報D1を座標値へと変換する。ここで、座標値への変換について、図16aを用いて説明する。図16aにおいて、PMU_A(Frequency)の異常検出された部分が602aである。部分602aのように、異常検出された時系列情報D1を602bのように座標値として変換する。時系列情報D1を変換する際、情報を座標化する。つまり、時系列情報D1を座標値に変換することにより、N次元空間での座標として表す。この座標への変換処理は、重要度を示す時系列情報D1の減衰率や周波数を求めることができるプローニー解析などや、パターンを表す重回帰分析などや、前記重要度と前記パターンの両方を座標化してもよい。
In processing step S601, time series information D1, detection results, past cases stored in the past case database DB12, and the like are read into the
図15に戻り、処理ステップS603では変換された情報に類似している過去事例を、過去事例データベースDB12から抽出し、処理ステップS604では抽出された過去事例の類似度を判定する。図16bは、類似判定の効果の一例を説明するための図である。図16bを用いて処理ステップS603と処理ステップS604の処理の例を説明する。過去事例データベースDB12には、処理ステップS602の処理と同じように座標化された時系列情報D1とその期間における制御対策が蓄積されている。処理ステップS603では、処理ステップS602で座標化されたデータにもっとも近い座標を過去事例データベースDB12から識別することにより類似過去事例を抽出する。処理ステップS604は座標間の距離などに基づいて類似度を判定する。
Returning to FIG. 15, a past case similar to the converted information is extracted from the past
図15に戻り、処理ステップS605では検出部分を過去事例データベースDB12に蓄積し、処理ステップS606では類似過去事例と類似度判定結果を出力する。図17は、類似度判定動作の例を説明するための図である。ここで図17を用いて処理ステップS605と処理ステップS606の具体的な実施方法の例を説明する。 Returning to FIG. 15, in step S605, the detected part is stored in the past case database DB12. In step S606, the similar past case and the similarity determination result are output. FIG. 17 is a diagram for explaining an example of the similarity determination operation. Here, an example of a specific implementation method of the processing step S605 and the processing step S606 will be described with reference to FIG.
図17において、602cと602dは同じ異常に対して異なる時間断面における解析時間枠である。602c内では座標値として表された重回帰分析結果602eがあり、602d内では同様に重回帰分析結果602fがある。重回帰分析結果602eと重回帰分析結果602fから同じ異常でも時間断面が異なると座標値が異なる。よって、座標値への変換は検出された異常に対して常に行う必要がある。それに伴い、類似性判定部において、座標化された時系列情報を過去事例から抽出する作業を時系列情報が読み込まれる頻度に合わせて繰り返す必要がある。よって、過去事例データベースDB12は高速データベースであったほうがよい。読み込み頻度に合わせて類似性判定ができない場合は、類似性判定の頻度を低くしてもよい。
In FIG. 17, 602c and 602d are analysis time frames in different time sections for the same abnormality. In 602c, there is a multiple regression analysis result 602e expressed as a coordinate value, and in 602d there is a multiple
次に図3に戻り、処理ステップS7では運用支援策を算出する。ここで図18を用いて処理ステップS7の処理の例を説明する。処理ステップS701では類似過去事例と、類似判定結果と、過去時系列情報データベースDB11に記憶された過去時系列情報をメモリ93に読み込む。処理ステップS702では類似過去事例直後の情報を過去時系列情報データベースDB11から抽出する。処理ステップS703では抽出された情報より安定度を評価する。本実施例の電力系統運用においては、電圧や周波数がある安定区域に滞在している期間などを用いて安定度を評価する例をあげている。処理ステップS704では安定度の大きさに基づいて、類似情報と、類似判定結果と、制御対策と、制御対策後安定度を出力する。処理ステップS7の処理は類似性判定部のように時系列情報D1の読み込み頻度に合わせて行ってもよく、また異常検出後からある一定時間が経過してから行ってもよい。
Next, returning to FIG. 3, in step S7, an operation support measure is calculated. Here, an example of the processing in step S7 will be described with reference to FIG. In processing step S701, the similar past case, the similarity determination result, and the past time series information stored in the past time series information database DB11 are read into the
ここで図19を用いて前記運用支援策の算出の例を説明する。類似過去事例701aには異常検出時の制御対策701bが記録されており、制御対策701bとひもづいた制御対策701b直後の情報を過去時系列情報データベースDB11から抽出し、安定度評価703を実行し、安定度評価704と制御対策701bを出力する。これにより運用者が制御対策701bの有効性を安定度評価704で容易に確認することができる。安定度評価704と制御対策701bを合わせたものを運用支援策とする。また前記運用支援策の制御対策701bは過去事例にひもづいてものではなく、系統データで算出したものでもよい。
Here, an example of calculation of the operation support measure will be described with reference to FIG. A
図3に戻り、処理ステップS8では本装置の情報を表示する。表示部では時系列情報D1と、補正済異常検出結果と、類似過去事例と、類似判定結果と、制御対策安定度をメモリ93に読み込む。ここで図20を用いて表示部8の例を説明する。表示画面805において、時系列情報および類似過去事例8051をグラフに表示し、グラフインデックス8052を設ける。また、類似事例リスト8053に類似過去事例と、制御対策事例と、制御対策後安定度と、表示する。解析時間枠8054では、補正済異常検出結果の範囲を表示する。類似事例リスト8053に類似度と、制御対策と、制御対策後安定度を表示することにより、運用者が現異常に最も近い過去事例およびその当時の制御とその有効性を確認することができる効果がある。また、運用者が前記表示部を監視することで、過去事例の知見を利用した運用を可能とする効果がある。
Returning to FIG. 3, in the processing step S8, information on the apparatus is displayed. The display unit reads the time-series information D1, the corrected abnormality detection result, the similar past case, the similarity determination result, and the control measure stability into the
なお類似事例リスト8053に関し、ここに表示する類似事例リストは制御対策を同時に表示するのがよい。類似事例は、図17などに記載されているデータ項目の記号と同じ表示とするのがよい。制御対策事例は、制御対策を記憶する事例インデックスの記号を表示するのがよい。制御対策後安定度は、予想値を表示するものとし、予め安定解析を実施し、制御対策と紐づけして記憶しておくのがよい。
Regarding the
ここで図21を使って実際に電圧安定度監視装置1のユースケースの一例を説明する。系統安定度監視システムは、例えば、系統運用をするコントロールルームにて制御装置OS1と広域監視装置OS2、電圧安定度監視装置1で構成される。広域監視装置OS2で異常が発見された場合、系統運用者は制御装置OS1を用いて系統の安定化を図る。
Here, an example of a use case of the voltage
しかし、広域監視装置OS2では制御装置OS1を適切に操作するのは困難である。例として、電力系統での動揺が発生した場合、動揺の収束方法などは広域情報だけでは判断できない。そこで本実施例における電圧安定度監視装置1は制御装OS1の近隣に設置することにより、広域監視装置OS2などでは表示されない具体的な運用支援を表示することを利点とする。また既存の制御装置OS1や広域監視装置OS2が設置されたコントロールルームに、後付けで電圧安定度監視装置1を追加することも可能である。この場合には、既存のシステムへの改造を最小にすることが出来るため、電圧安定度監視装置1の追加を容易にすることが出来るという効果を得られる。
However, it is difficult for the wide-area monitoring device OS2 to properly operate the control device OS1. As an example, when a fluctuation occurs in the power system, the convergence method of the fluctuation cannot be determined only by the wide area information. Therefore, the voltage
実施例2は、実施例1の各パラメータを人工知能で算出した場合の構成例である。図22では実施例2のブロック図を示す。図22の構成例では、パラメータ算出人工知能AI1に各種のデータベースを結合し、例えば過去時系列情報DB11と過去事例DB12からデータを読込み、正常判定基準値データベースDB2と、統計基準値データベースDB3と、補正パラメータデータベースDB4に出力することを特徴とする。その他部位については図1の系統安定度監視装置1と差異がないため、その説明については省略する。
The second embodiment is a configuration example when the parameters of the first embodiment are calculated by artificial intelligence. FIG. 22 shows a block diagram of the second embodiment. In the configuration example of FIG. 22, various databases are combined with the parameter calculation artificial intelligence AI1, for example, data is read from the past time series information DB11 and the past case DB12, and the normal determination reference value database DB2, the statistical reference value database DB3, It outputs to correction parameter database DB4, It is characterized by the above-mentioned. Other parts are not different from the system
実施例2では各パラメータの算出に過去時系列情報データベースDB11内の過去時系列情報D11や過去事例データベースDB12内の過去事例DB12を用いる。実施例2の具体的な処理については図23を用いて説明する。
In the second embodiment, the past time series information D11 in the past time series information database DB11 and the
図23において、処理ステップAIS1では時系列情報D11と過去事例D12を入力する。処理ステップAIS2aと処理ステップAIS2bとAIS2cは並行処理する。 In FIG. 23, time series information D11 and a past case D12 are input at processing step AIS1. Processing step AIS2a and processing steps AIS2b and AIS2c are processed in parallel.
処理ステップAIS2aでは過去事例D12の各データタイプにおいての平均的な異常継続時間を計算する。処理ステップAIS2bでは過去時系列情報D11の変化値から確率密度関数を計算する。処理ステップAIS2bでは過去時系列情報D11の確率密度関数を計算する。 In processing step AIS2a, an average abnormal duration in each data type of the past case D12 is calculated. In the processing step AIS2b, a probability density function is calculated from the change value of the past time series information D11. In the processing step AIS2b, the probability density function of the past time series information D11 is calculated.
処理ステップAIS2a〜AIS2cを用いて処理ステップAIS3で正常判定基準値D2と、統計基準値D3と、補正パラメータD4を算出する。正常判定基準値D2の最大変化値は処理ステップAIS2bの結果を用いて算出、標準値と調整値は処理ステップAIS2aの結果を用いて算出する。統計基準値D3は処理ステップAIS2cの結果を用いて算出する。補正パラメータD4はAIS2aの結果を用いて算出する。 Using processing steps AIS2a to AIS2c, a normal determination reference value D2, a statistical reference value D3, and a correction parameter D4 are calculated in processing step AIS3. The maximum change value of the normal determination reference value D2 is calculated using the result of the processing step AIS2b, and the standard value and the adjustment value are calculated using the result of the processing step AIS2a. The statistical reference value D3 is calculated using the result of the processing step AIS2c. The correction parameter D4 is calculated using the result of AIS2a.
処理ステップAIS4では正常判定基準値D2と、統計基準値D3と、補正パラメータD4を出力する。 In processing step AIS4, a normal determination reference value D2, a statistical reference value D3, and a correction parameter D4 are output.
パラメータ算出人工知能AI1の利点としては実施例1で使われる前記各パラメータや基準値の設定を容易にすることである。本来、各種パラメータは専門家の知見を利用しなければ設定が難しい。パラメータ算出人工知能AI1を用いることにより、過去時系列情報D11や過去事例D12から専門家の知見を数学や統計学に基づいて模擬することができ、それを用いることによってパラメータや基準値を容易に算出することができる。 An advantage of the parameter calculation artificial intelligence AI1 is to facilitate the setting of the parameters and reference values used in the first embodiment. Originally, various parameters are difficult to set unless expert knowledge is used. By using parameter calculation artificial intelligence AI1, expert knowledge can be simulated based on mathematics and statistics from past time series information D11 and past case D12, and parameters and reference values can be easily used Can be calculated.
1:系統安定度監視装置
2:変化値算出部
3:解析時間枠調整部
4:統計型異常検出部
5:異常検出結果補正部
6:表示部
7:類似性判定部
8:運用支援算出部
9:系統安定度監視装置
10:計測器
11:通信ネットワーク
12:電力系統
91:CPU
92:通信部
93:メモリ
94:入力部
D1:時系列情報
DB2:正常判定基準値データベース
DB3:統計基準値データベース
DB4:補正バラメータデータベース
DB11:過去時系列情報
DB12:過去事例
DB13:異常検出プログラムデータベース
1: System stability monitoring device 2: Change value calculation unit 3: Analysis time frame adjustment unit 4: Statistical abnormality detection unit 5: Abnormality detection result correction unit 6: Display unit 7: Similarity determination unit 8: Operation support calculation unit 9: System stability monitoring device 10: Measuring instrument 11: Communication network 12: Power system 91: CPU
92: Communication unit 93: Memory 94: Input unit D1: Time series information DB 2: Normal determination reference value database DB 3: Statistical reference value database DB 4: Correction parameter database DB 11: Past time series information DB 12: Past case DB 13: Abnormality detection program database
Claims (18)
前記時系列情報を入力する入力部と、
前記時系列情報の変化値を算出する変化値算出部と、
前記変化値と正常判定基準値を入力とし、解析時間枠を決定する解析時間枠調整部と、
前記解析時間枠の枠内における前記時系列情報についての統計処理により、最新の前記時系列情報の異常を判定し異常検出結果を与える統計型異常検出部を備えることを特徴とする異常検出装置。 An anomaly detection device that detects an anomaly value of time series information,
An input unit for inputting the time series information;
A change value calculation unit for calculating a change value of the time series information;
With the change value and normality determination reference value as inputs, an analysis time frame adjustment unit that determines an analysis time frame;
An abnormality detection apparatus comprising: a statistical abnormality detector that determines an abnormality of the latest time-series information and gives an abnormality detection result by statistical processing on the time-series information within the analysis time frame.
前記変化値算出部は、微分値または積分値の差分や、直近のデータとの差分、などの1つ以上を用いて変化値を算出すること特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection apparatus according to claim 1,
The abnormality detection device, wherein the change value calculation unit calculates a change value by using one or more of a difference between a differential value or an integral value, a difference from the latest data, and the like.
前記解析時間枠調整部は、前記変化値を前記正常判定基準値として設定された最大変化値と比較し、前記変化値が最大変化値よりも大きいときには前記解析時間枠を短く設定し、入力とし、前記変化値が最大変化値よりも小さいときには前記解析時間枠を長く設定すること特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to claim 1 or 2,
The analysis time frame adjustment unit compares the change value with a maximum change value set as the normality determination reference value, and sets the analysis time frame short when the change value is larger than the maximum change value, and serves as an input. When the change value is smaller than the maximum change value, the analysis time frame is set to be long.
前記統計型異常検出部は、統計基準値を入力とする統計処理により、最新の前記時系列情報の異常を判定することを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3,
The statistical type abnormality detection unit determines an abnormality of the latest time-series information by statistical processing with a statistical reference value as an input.
前記統計型異常検出部における異常検出結果を、最新の前記時系列情報について順次求め、連続して求めた補正区間内の複数の異常検出結果の発生パターンに応じて、前記異常検出結果を補正する異常検出結果補正部を備えること特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 4,
Anomaly detection results in the statistical anomaly detection unit are sequentially obtained with respect to the latest time-series information, and the anomaly detection results are corrected in accordance with occurrence patterns of a plurality of anomaly detection results within a continuously obtained correction section An abnormality detection device comprising an abnormality detection result correction unit.
前記統計型異常検出部における異常検出結果の各結果の1つ以上を表示する表示部を備えることを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 5,
An abnormality detection apparatus comprising: a display unit that displays one or more of each abnormality detection result in the statistical abnormality detection unit.
前記正常判定基準値は、前記時系列情報の周期や計測器のタイプなどのデータタイプで区別化されていることを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 6,
The abnormality detection device, wherein the normal determination reference value is differentiated by a data type such as a period of the time series information and a type of measuring instrument.
前記解析時間枠調整部は、解析時間枠を全時間断面または定期的に算出する解析時間枠調整部、であることを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 7,
The analysis time frame adjustment unit is an analysis time frame adjustment unit that calculates an analysis time frame for all time sections or periodically.
前記解析時間枠調整部は、解析時間枠を一定条件で固定する解析時間枠調整部、であることを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 7,
The abnormality detection device, wherein the analysis time frame adjustment unit is an analysis time frame adjustment unit that fixes the analysis time frame under a certain condition.
前記統計型異常検出部は、異常検出信号と正常信号の区別ができる検出結果を出力することを特徴とする異常検出装置。 The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 9,
The anomaly detection apparatus, wherein the statistical anomaly detection unit outputs a detection result capable of distinguishing between an anomaly detection signal and a normal signal.
過去事例を保持する過去事例データベースと、過去の時系列情報を保有する過去時系列情報データベースと、前記異常検出装置において求めた異常検出結果を用いて、当該異常検出結果に類似する前記過去事例と、前記過去事例直後の時系列情報を抽出する類似性判定部と、を備えることを特徴とする系統安定度監視装置。 A system stability monitoring device that uses an abnormality detection result obtained in the abnormality detection device according to any one of claims 1 to 10,
The past case database that holds past cases, the past time series information database that holds past time series information, and the past cases similar to the abnormality detection result using the abnormality detection result obtained in the abnormality detection device, A systematic stability monitoring apparatus, comprising: a similarity determination unit that extracts time-series information immediately after the past case.
前記類似性判定部の抽出結果を入力とし、運用支援策を算出する運用支援算出部、を備えることを特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring device according to claim 11,
A system stability monitoring apparatus comprising: an operation support calculation unit that receives an extraction result of the similarity determination unit and calculates an operation support measure.
前記類似性判定部は、時系列情報を重要度やパターンの1つ以上を用いて座標化することを特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring device according to claim 11 or 12,
The similarity determination unit coordinates the time series information using one or more of importance and patterns, and a system stability monitoring apparatus.
前記類似性判定部は、時系列情報の読み込み頻度以下の頻度で類似性判定をすることを特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring apparatus according to any one of claims 11 to 13,
The system stability monitoring apparatus, wherein the similarity determination unit performs similarity determination at a frequency equal to or less than a frequency of reading time-series information.
前記運用支援算出部は、時系列情報の読み込みに同期または非同期して運用支援算出をすることを特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring device according to claim 12 ,
The system support monitoring device, wherein the operation support calculation unit calculates operation support synchronously or asynchronously with reading of time series information.
系統安定度監視装置は表示部を備え、当該表示部における表示情報は、前記時系列情報、類似過去事例データ、グラフインデックス、類似事例リスト、制御対策事例、制御対策後安定度のうち1つ以上を表示することを特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring apparatus according to any one of claims 11 to 15,
The system stability monitoring apparatus includes a display unit, and the display information in the display unit is one or more of the time-series information, similar past case data, graph index, similar case list, control countermeasure example, and post-control countermeasure stability. System stability monitoring device characterized by displaying
過去時系列情報データベースと過去事例データベースに基づき、パラメータ算出人工知能で、正常判定基準値と統計基準値と補正パラメータを設定すること、を特徴とする系統安定度監視装置。 The system stability monitoring device according to any one of claims 11 to 16, wherein
A system stability monitoring apparatus, characterized in that, based on a past time series information database and a past case database, parameter determination artificial intelligence sets normal judgment reference values, statistical reference values, and correction parameters.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016040834A JP6613175B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016040834A JP6613175B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017157072A JP2017157072A (en) | 2017-09-07 |
JP6613175B2 true JP6613175B2 (en) | 2019-11-27 |
Family
ID=59810322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016040834A Active JP6613175B2 (en) | 2016-03-03 | 2016-03-03 | Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6613175B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6725476B2 (en) * | 2017-11-10 | 2020-07-22 | 株式会社日立製作所 | Data management system and data management method |
WO2019155533A1 (en) * | 2018-02-06 | 2019-08-15 | 三菱電機株式会社 | Sequential data analysis apparatus, sequential data analysis method, and sequential data analysis program |
JP6790006B2 (en) * | 2018-02-27 | 2020-11-25 | 三菱重工マリンマシナリ株式会社 | Condition diagnosis device, condition diagnosis method, and condition diagnosis program |
JP7184636B2 (en) | 2018-12-27 | 2022-12-06 | 三菱重工業株式会社 | Data sorting device and method, and monitoring diagnostic device |
JP6790154B2 (en) | 2019-03-07 | 2020-11-25 | 東芝デジタルソリューションズ株式会社 | Collaborative learning system and monitoring system |
JP7180772B2 (en) * | 2019-06-10 | 2022-11-30 | 日本電気株式会社 | MONITORING METHOD, MONITORING DEVICE, RECORDING MEDIUM |
CN116773169B (en) * | 2023-06-20 | 2024-04-26 | 南通思诺船舶科技有限公司 | Method and system for health management of propeller shaft |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10143543A (en) * | 1996-11-12 | 1998-05-29 | Toshiba Corp | Time sequential data preservation device and recording medium |
JP4790371B2 (en) * | 2005-10-18 | 2011-10-12 | 財団法人電力中央研究所 | Time series data storage, extraction and synthesis method and program |
JP5793299B2 (en) * | 2010-12-28 | 2015-10-14 | 株式会社東芝 | Process monitoring and diagnosis device |
-
2016
- 2016-03-03 JP JP2016040834A patent/JP6613175B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017157072A (en) | 2017-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6613175B2 (en) | Abnormality detection device, system stability monitoring device, and system thereof | |
EP3379360B1 (en) | Anomaly detection system and anomaly detection method | |
JP6374466B2 (en) | Sensor interface device, measurement information communication system, measurement information communication method, and measurement information communication program | |
US10228994B2 (en) | Information processing system, information processing method, and program | |
US10598702B2 (en) | Similarity detection of abnormal waveforms using PMU measurement | |
EP3795975B1 (en) | Abnormality sensing apparatus, abnormality sensing method, and abnormality sensing program | |
US20230213926A1 (en) | Abnormal irregularity cause identifying device, abnormal irregularity cause identifying method, and abnormal irregularity cause identifying program | |
US12039045B2 (en) | Event analysis in an electric power system | |
JP6713937B2 (en) | System operation decision support device and method | |
US20210089962A1 (en) | Information processing device, information processing method, and recording medium | |
US9613271B2 (en) | Determining severity of a geomagnetic disturbance on a power grid using similarity measures | |
US20220156137A1 (en) | Anomaly detection method, anomaly detection apparatus, and program | |
CN111400114A (en) | Deep recursion network-based big data computer system fault detection method and system | |
CN112380073B (en) | Fault position detection method and device and readable storage medium | |
JPWO2019187433A1 (en) | Product detectors, methods and programs | |
JP6960263B2 (en) | System operation support devices and methods in the power system, and wide area monitoring protection control system | |
CN110007171A (en) | The screening method and system of transformer online monitoring data false alarm | |
EP4152016A1 (en) | Evolving faults in a power grid | |
JP2018190281A (en) | Data processing apparatus, data processing method, and program | |
US20220138624A1 (en) | Time-series data processing method | |
US20220121191A1 (en) | Time-series data processing method | |
Yeh et al. | Estimation of a data-collection maturity model to detect manufacturing change | |
JP2020057290A (en) | Monitoring apparatus, monitoring method, and monitoring program | |
JP2020177542A (en) | State variation detection device and program for state variation detection | |
CN113434713B (en) | Forestry big data construction method and system based on one graph |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180821 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190626 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190709 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190722 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191029 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191101 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6613175 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |