一種基於告警信息時序約束的設備故障辨識方法與流程

2023-12-07 03:59:16 4

本發明涉及一種電網設備集中監控
技術領域：
，具體講涉及一種基於告警信息時序約束的設備故障辨識方法。
背景技術：
：隨著我國電力改革的不斷深入和跨大區互聯電網的快速發展，電網運行體系由傳統調度運行和設備運行分離的模式逐步轉向集中監控模式，調度自動化系統也由傳統的僅支撐調度業務逐步轉向支撐調控一體化業務的模式。然而，目前的調控一體化系統主要是在原有的調度自動化系統基礎上集成變電站監控系統的相關功能，側重於滿足電網調度業務，缺乏面向設備監控業務的高級應用技術。目前自動化系統對設備故障辨識功能的支撐較弱,相關應用功能還停留在常規的信息監視層面，並且，現有投入實際應用的設備故障辨識方法大多基於保護和斷路器狀態信息，沒有充分利用故障信息中的時序屬性，對於多重故障或存在信息丟失或畸變等的複雜故障情況，有可能得不到明確的診斷結果，甚至可能得到錯誤的診斷結論。技術實現要素：為克服上述現有技術的不足，本發明提供一種基於告警信息時序約束的設備故障辨識方法，本發明可以在電網發生故障後快速判出故障區域、故障性質及相關的保護行為是否準確，充分利用警報信息間的時序特性，以基於時序約束網絡的警報處理模型為基礎，根據模擬量變化、保護動作和斷路器跳閘三者之間存在的時序邏輯關係，實現故障信息間的冗餘糾錯，進而提高故障診斷的正確率。實現上述目的所採用的解決方案為：一種基於告警信息時序約束的設備故障辨識方法，其中，所述方法包括如下步驟：(1)對受監控的電網設備的保護裝置工作的全過程進行建模，生成基於事件軌跡的受監控設備的故障假說最大集和故障辨識模型；(2)根據SOE及模擬量變化信息實時判斷所述受監控設備的狀態變化，根據所述受監控設備狀態的變化軌跡實現故障辨識；SOE:事件順序記錄(SequenceOfEvent)；(3)根據所述受監控設備的告警時序、故障錄波信息及保護裝置整定數據，對可疑故障設備和故障原因進行真實性評估，最終確定故障設備和故障原因。優選的，所述步驟(1)中，所述故障假說最大集和故障辨識模型的生成，包括以下步驟：(1-1)在離線狀態下，根據專家或運行人員的經驗，形成按設備分類的故障假說最大集；(1-2)建立設備狀態定義表，根據各設備對應的保護裝置的警報時序約束及保護動作的邏輯規則，定義設備故障發生過程中的所有狀態；所述狀態即為設備狀態；每一設備狀態均由設備自身模擬量、相關開關狀態、相關保護信號狀態組成；該表內容：包含設備狀態，關聯開關1，開關1狀態，關聯開關2，開關2狀態，……，保護信號1，保護1狀態，保護信號2，保護2狀態，……等欄位，該表定義設備狀態與所關聯開關狀態和保護信號狀態之間的關係，表中記錄為各類設備的狀態最大集，為靜態表；(1-3)用設備狀態演變過程描述故障假說最大集中的每一類故障，生成設備故障辨識模型，該模型涉及故障設備、故障原因、警報信息以及相關的因果關係。進一步的，所述故障假說最大集為受監控的電網設備可能發生的所有故障的集合；所述設備狀態定義表為設備自身模擬量與關聯開關狀態、保護信號狀態之間的關係，表中記錄各類設備的狀態最大集，為靜態表；所述模擬量包括設備的電壓、電流、有功功率、無功功率、溫度；所述保護動作的邏輯規則為設備發生故障時保護裝置在時間順序上的動作規則；所述警報時序約束為事件之間的時間約束。優選的，所述步驟(2)中，所述故障辨識包括以下步驟：(2-1)根據開關變位或保護動作信息實時判斷所述受監控設備狀態是否發生變化，如發生變化則將變化信息寫入設備狀態信息表；設備狀態信息表中存儲所有電網設備的狀態信息，會根據設備狀態定義表中的定義實時判斷並更新該表中的狀態值，屬於動態表；(2-2)當設備狀態發生變化時，觸發設備故障推理流程，跟設備定義表匹配實時判斷設備狀態的演變過程，並將事件發生的軌跡與該設備故障假說最大集中的各故障對應的事件軌跡進行匹配，推理出可疑故障設備集和故障原因假說集；(2-3)將與可疑故障設備關聯的模擬量，即故障設備的電壓、電流、有功功率、無功功率、溫度，變換為一系列離散的電網突變事件，對所述可疑故障設備集和故障原因假說集進一步分析，推理出故障設備和故障原因。進一步的，所述離散的電網突變事件是按照需要提取可疑故障設備某些時間點模擬 量的值形成的；所述進一步分析為將離散的電網突變事件中的模擬量與已定義的設備故障的模擬量比對，從而確定兩者模擬量之間是否存在衝突，若不衝突則推理出故障設備和故障原因。如將離散的電網事件和已定義的設備故障的開關量和保護等事件比較，判斷是否衝突，例如，對於開關斷開事件，正常會伴隨電流突變為0，但如果實際上電流未發生這樣的變化，則排除該可疑故障，如果開關量變化、保護變化和模擬量變化不衝突，則確定該可疑故障為實際發生的故障。優選的，所述步驟(3)中，所述真實性評估包括以下步驟：(3-1)根據保護動作時間整定值及各動作的延遲時間計算各警報事件是否發生在相對於故障發生時刻的合理時間區間內；(3-2)從與故障設備關聯的故障錄波文件中，提取故障時刻、故障切除時刻、重合閘時刻、開關再次跳開時刻的信息；(3-3)基於警報信息間的時序約束，並結合從所述故障錄波文件中提取出的所述信息，評價保護或開關動作行為的合理性，最終確定故障設備和故障原因。即對推理判斷出的故障設備進行真實性評估，可理解為雙重驗證，根據這一步中更精確的時間信息或時序關係確定之前是否誤判。進一步的，所述合理時間區域是指前一事件和後一或多個事件的時間間隔與保護裝置整定數值以及電網物理結構相符；所述保護動作時間整定值是通過人工方式設置在保護裝置中。與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：本發明對保護功能工作的全過程進行建模，促進設備監控從人工經驗型向智能分析型轉變，提高監控人員工作效能，有助於推進設備監控業務應用體系的建設。本發明充分利用基於GPS對時的SOE信息，以基於時序約束網絡的故障診斷模型為基礎，根據模擬量變化、保護動作和斷路器跳閘三者之間存在的因果與時序邏輯關係，實現故障設備辨識和故障信息間的冗餘糾錯，具備較好的容錯性。附圖說明圖1為本發明的監控告警信息智能推理功能框圖；圖2為本發明單相永久性接地故障示意圖；圖3為本發明單相永久性接地故障分析邏輯結構圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明的具體實施方式做進一步的詳細說明。定義的故障假設集H包含四種組元：1、狀態；2、基於SOE信號的事故軌跡；3、事件概率；4、帶方向的因果關聯關係，四元素。H＝{State,trajectory(timeseries,SOE),Probability,Arrow}＝(St,Traj,Pr,Ar)；(1)其中，St:狀態；Traj：故障軌跡；Pr：實測發生概率(包括State和Ar(arrow)兩種)；Ar：兩個事件之間存在的因果聯繫。在圖2所示故障案例中，假設線路Line1上發生永久性單相故障，則主保護(931、603等)動作軌跡必為：1、保護單相跳閘；2、開關單相分閘；3、經延時後保護髮重合閘令；4、開關單相合閘；5、重合於故障；保護再次發三跳閘命令；6、開關三相分閘。因此，對線路主保護在單相永久性接地故障中的動作行為進行建模，如圖3所示。只有當故障按照之前設定好的故障專家經驗模板走完，才能判斷保護動作類型，從而推斷出故障情況。圖3中故障集H＝(St,Traj,Pr,Ar)，St＝{state1,state2,state01,state02,state11},Traj＝{state01→state1→state11→state2→state1→state02}。合理時間約束情況：1、保護單相跳閘12：31：482、開關單相分閘12：31：483、經延時後保護髮重合閘令12：31：494、開關單相合閘12：31：495、重合於故障，保護再次發三跳閘命令12：31：496、開關三相分閘12：31：50不合理時間約束情況：1、保護單相跳閘12：31：482、開關單相分閘12：32：483、經延時後保護髮重合閘令12：32：494、開關單相合閘12：32：495、重合於故障，保護再次發三跳閘命令12：32：496、開關三相分閘12：32：50保護整定的開關跳閘延遲時間為毫秒或秒級，如果開關在保護動作後的1分鐘後跳 閘，則該開關跳閘與保護動作無關，因此根據時間約束，判斷出僅根據表中事件軌跡判斷線路單相永久故障是不合理的。根據圖3狀態變化過程和模擬量信息可推理出可疑故障，結合警報時序約束和故障錄波文件中的信息確定真實發生的故障。最後應當說明的是:以上實施例僅用於說明本申請的技術方案而非對其保護範圍的限制,儘管參照上述實施例對本申請進行了詳細的說明,所屬領域的普通技術人員應當理解:本領域技術人員閱讀本申請後依然可對申請的具體實施方式進行種種變更、修改或者等同替換，但這些變更、修改或者等同替換，均在申請待批的權利要求保護範圍之內。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp