特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力運(yùn)營技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)。供電系統(tǒng)是保障全社會(huì)各部門正常運(yùn)行和人民群眾安居樂業(yè)的動(dòng)力源和生命線，一旦電網(wǎng)發(fā)生重特大事故，供電系統(tǒng)受到嚴(yán)重?fù)p害，將會(huì)造成重大的社會(huì)損失和經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]2013年，哈密一鄭州特高壓直流單極投運(yùn)后，河南電網(wǎng)跨入特高壓交直流混聯(lián)新階段，隨之而來的是河南電網(wǎng)安全運(yùn)行難度和壓力的增大。河南電網(wǎng)現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)500kV變電站調(diào)度集中監(jiān)控，新的電網(wǎng)模式對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的要求有了大幅度的提高。目前，對(duì)于監(jiān)控信息的智能分析與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力尚未涉及，從監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)狀來看，監(jiān)控員只能被動(dòng)接受信號(hào)，面對(duì)近乎海量的信號(hào)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛在的異常。如何對(duì)監(jiān)控信息分類、分層、分級(jí)并智能分析評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并對(duì)異常、事故及潛在缺陷風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，提前防范和化解電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，確保電網(wǎng)及設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行，是整個(gè)調(diào)控業(yè)務(wù)當(dāng)前面臨的主要問題。因此，迫切需要一套能夠?qū)Ω黝愋畔⑦M(jìn)行集中收集、綜合分析、智能提醒的數(shù)據(jù)分析與輔助決策平臺(tái)，輔助調(diào)控人員進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行潛在安全風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警及事故情況下綜合判斷處理。
[0004]另外，電網(wǎng)特高壓交直流混聯(lián)背景在國內(nèi)外電網(wǎng)中均較獨(dú)特，國內(nèi)外各電網(wǎng)公司目前尚未開創(chuàng)特高壓交直流背景下調(diào)控一體化業(yè)務(wù)的先例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)及方法，為特高壓交直流混聯(lián)背景下的電力運(yùn)營提供更有效的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行保證和更智能的電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)輔助決策，以更快速的判斷和處理電網(wǎng)事故。
[0006]為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為:
一種特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)，包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)、變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估平臺(tái)、監(jiān)控運(yùn)行智能分析平臺(tái)及專家知識(shí)庫。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)用于電網(wǎng)及變電站設(shè)備全景信息的分級(jí)篩選和快速提取，制定典型事故集及處置措施，通過Hadoop分布式對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)、監(jiān)控信息及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式計(jì)算和處理，采用描述統(tǒng)計(jì)與推斷統(tǒng)計(jì)的方法預(yù)警預(yù)測(cè)特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)下設(shè)備的異常狀態(tài)。變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估平臺(tái)利用電力調(diào)度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)平臺(tái)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的時(shí)間區(qū)間、地理區(qū)間和結(jié)構(gòu)區(qū)間的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。監(jiān)控運(yùn)行智能分析平臺(tái)用于對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)的輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。專家知識(shí)庫用于存儲(chǔ)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)制定的典型事故集及處置措施。
[0007]特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)的工作方法包括以下步驟:
步驟一:數(shù)據(jù)采集及存儲(chǔ)
將EMS系統(tǒng)所監(jiān)控的變電站一二次設(shè)備所采集的信、OMS系統(tǒng)設(shè)備基礎(chǔ)臺(tái)賬、參數(shù)及異常缺陷記錄、保信子站系統(tǒng)故障錄波信息和氣象系統(tǒng)信息進(jìn)行整合處理，建立調(diào)控?cái)?shù)據(jù)模型信息庫。
[0008]步驟二:創(chuàng)建監(jiān)控信息對(duì)比分析計(jì)算模型
根據(jù)設(shè)備臺(tái)賬數(shù)據(jù)、設(shè)備家族性缺陷以及設(shè)備實(shí)際運(yùn)行工況等監(jiān)控信息，創(chuàng)建監(jiān)控信息對(duì)比分析計(jì)算模型，用于對(duì)監(jiān)控信息數(shù)據(jù)的分析計(jì)算。
[0009]步驟三:對(duì)計(jì)算模型進(jìn)行信息篩選和初步分析
通過設(shè)置潮流斷面和監(jiān)視設(shè)備超越限值的情況刪除冗余信息，完成信息篩選;根據(jù)實(shí)時(shí)接收的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，及時(shí)分析電網(wǎng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障和保護(hù)動(dòng)作行為以及開關(guān)跳閘情況，判斷一、二次設(shè)備的缺陷和發(fā)展趨勢(shì)，完成初步分析。
[0010]步驟四:監(jiān)控信號(hào)智能分析。
[0011 ]對(duì)監(jiān)控信息進(jìn)行周期性對(duì)比分析及狀態(tài)評(píng)價(jià);基于計(jì)算模型，結(jié)合D5000實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及故障錄波系統(tǒng)在事故發(fā)生時(shí)對(duì)事故信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集;根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行特點(diǎn)及斷面限額情況，提醒監(jiān)控重點(diǎn)及預(yù)控措施。
[0012]步驟五:存儲(chǔ)分析結(jié)果
通過信息數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析、分類分析、特異群分析和演變分析，將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)采集篩選后的數(shù)據(jù)分為直接信息、間接信息、過程信息和結(jié)果信息四類，再按照信息類型、電壓等級(jí)、設(shè)備類型進(jìn)行二層面區(qū)分，為每個(gè)信息進(jìn)行時(shí)間標(biāo)注，形成信息集;利用信息單位時(shí)間內(nèi)發(fā)生頻次、同類型設(shè)備同時(shí)間內(nèi)發(fā)生頻次將信息集轉(zhuǎn)化為規(guī)律集;按照矩陣方式排列和存儲(chǔ)信息集于規(guī)律集。
[0013]步驟六:調(diào)控信號(hào)風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)
按照調(diào)控信號(hào)所控設(shè)備所屬間隔重要性及設(shè)備異常影響范圍對(duì)調(diào)控信號(hào)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)定級(jí)。
[0014]步驟七:數(shù)據(jù)分層對(duì)比與展示步驟八:數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)告警提示。
[0015]本發(fā)明的有益效果:I)本發(fā)明建立了國內(nèi)首創(chuàng)的特高壓交直流混聯(lián)背景下大電網(wǎng)監(jiān)控信息集中采集、分類儲(chǔ)存、分層對(duì)比、智能分析、動(dòng)態(tài)提醒的監(jiān)控信息智能分析和運(yùn)行輔助決策平臺(tái)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了特高壓近區(qū)電網(wǎng)及變電站設(shè)備全景信息的分級(jí)篩選和快速提取，輔助大電網(wǎng)運(yùn)行控制;并在平臺(tái)中設(shè)置調(diào)控一體化模式下特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)典型事故集及其處置原則，輔助監(jiān)控員開展事故障礙和異常處置。
[0016]2)本發(fā)明構(gòu)建并實(shí)現(xiàn)了變電站集中監(jiān)控運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，達(dá)到對(duì)變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的時(shí)間區(qū)間、地理區(qū)間、結(jié)構(gòu)區(qū)間的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并基于調(diào)控一體化的多維信息資源優(yōu)勢(shì)，結(jié)合計(jì)劃工作、設(shè)備缺陷、天氣預(yù)警等綜合信息，為變電站運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行短期和長期預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)預(yù)控措施，提前判斷電網(wǎng)故障發(fā)生節(jié)點(diǎn)，有效遏制隱患發(fā)生及擴(kuò)大，保障全網(wǎng)設(shè)備的安全可靠運(yùn)行。
[0017]3)本發(fā)明建立了監(jiān)控運(yùn)行智能分析體系及專家知識(shí)庫，輔助監(jiān)控員快速、正確完成信息處置。通過運(yùn)行積累，結(jié)合監(jiān)控信息數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從現(xiàn)有的運(yùn)行系統(tǒng)獲取所有重要信息源，綜合歷史資料形成數(shù)據(jù)專家?guī)?，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)和風(fēng)險(xiǎn)概率分析，建立適用于全網(wǎng)不同電壓等級(jí)的監(jiān)控信息處置策略庫，輔助監(jiān)控員快速、正確完成信息處置。結(jié)合變電站監(jiān)控典型信息表，將監(jiān)控信息合并、釋義進(jìn)行分析和關(guān)聯(lián)同構(gòu)，并與實(shí)時(shí)信息相結(jié)合，形成監(jiān)控智能分析專家?guī)欤瑢?shí)現(xiàn)監(jiān)控信息標(biāo)準(zhǔn)化、智能化應(yīng)用。
[0018]4)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控信息自動(dòng)傳動(dòng)驗(yàn)證技術(shù)，達(dá)到設(shè)備“四遙”信息自動(dòng)傳動(dòng)及異常情況下信息自動(dòng)比對(duì)、糾錯(cuò)的效果，提高信息核對(duì)效率，規(guī)避人員實(shí)時(shí)運(yùn)行時(shí)的信息遺漏，及時(shí)發(fā)現(xiàn)信號(hào)中斷、阻塞、漏報(bào)等情況。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例的特高壓交直流聯(lián)網(wǎng)下調(diào)控一體數(shù)據(jù)分析與輔助決策系統(tǒng)包括監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)、變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系、監(jiān)控運(yùn)行智能分析體系及專家知識(shí)庫，其中:
監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)分析和調(diào)控一體化運(yùn)行輔助決策平臺(tái)，通過實(shí)現(xiàn)特高壓近區(qū)電網(wǎng)及變電站設(shè)備全景信息的分級(jí)篩選和快速提取，輔助大電網(wǎng)運(yùn)行控制；分析特高壓交直流混聯(lián)近區(qū)電網(wǎng)集中監(jiān)控運(yùn)行特點(diǎn)和要點(diǎn)，研究制定調(diào)控一體化模式下特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)典型事故集及其處置原則。利用可拓控制理論將電網(wǎng)運(yùn)行信息、設(shè)備參數(shù)信息、設(shè)備告警信號(hào)、氣象信息等結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)有機(jī)整合，通過類似Hadoop分布式計(jì)算技術(shù)對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)、監(jiān)控信息、設(shè)備狀態(tài)等電力數(shù)據(jù)進(jìn)行分布式計(jì)算和處理。通過對(duì)信息數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析、分類分析、特異群分析和演變分析等多維度數(shù)據(jù)挖掘，尋找數(shù)據(jù)中規(guī)律集。采用描述統(tǒng)計(jì)與推斷統(tǒng)計(jì)的方法，預(yù)警預(yù)測(cè)特高壓交直流混聯(lián)電網(wǎng)下設(shè)備的異常狀態(tài)，提醒電網(wǎng)存在的安全隱患，建立特高壓混聯(lián)電網(wǎng)專項(xiàng)信息處置策略庫，在運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)信息的自動(dòng)比對(duì)和處理，有效規(guī)避人為處置風(fēng)險(xiǎn)。并通過數(shù)據(jù)可視化與控制提醒的方式，將數(shù)據(jù)分析結(jié)果與演變過程提供給監(jiān)控員。
[0020]變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，基于電力調(diào)度監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)平臺(tái)，搭建變電站運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估體系，提升調(diào)控一體化預(yù)警預(yù)控水平。按照從風(fēng)險(xiǎn)辨識(shí)到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，最終實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)控制的體系設(shè)計(jì)思路，借助數(shù)據(jù)平臺(tái)信息的有力支撐，實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況的時(shí)間區(qū)間、地理區(qū)間、結(jié)構(gòu)區(qū)間的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
[0021 ]監(jiān)控運(yùn)行智能分析體系及專家知識(shí)庫，