[发明专利]采用故障信息组群技术协调电网综合故障信息分析的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种故障分析技术，特别涉及一种调度/集控主站综合利用各类故障信息对电力系统故障在线/离线分析方法。

背景技术

故障发生后，海量的告警信息涌入调度中心主站，保护动作、开关动作、潮流越限、母线失压、装置闭锁、系统异常、自动装置动作等等，在这些信息中，除了EMS/SCADA系统的数据外，保护动作信息、保护装置波形信息、故障录波器录波信息、当时的定值设置等都是重要的故障分析数据源。随着电力系统自动化技术的发展，以上这些信息的获取不再成为一种阻力，而如何灵活利用这些多源数据、进行实时在线的综合分析，快速准确的给出故障原因，成为调度中心人员的迫切需求。

根据对电网故障诊断系统的理论现状的研究，结合电网故障诊断技术实现条件以及实际需求等各方面因素，发现有以下问题需要解决：

（1）采用单一智能方法进行诊断存在着很大的局限性，单一的故障诊断算法针对某种数据源环境较有效果，仅能解决某个或某些方面的问题，诊断性能有一定的提高，但不可能很好地解决电网故障诊断所面临的所有难题，将多种智能方法融合实行故障诊断，优势互补，将成为故障诊断的必由之路。目前采用的方式大多是针对单一数据源，利用单一算法进行分析的研究，比如单独利用EMS数据、单独利用保护动作信息数据、单独利用录波数据进行分析；利用波形进行分析的案例和文献有所见，但多以保护/录波装置为单位进行分析，是装置级的故障分析，在多个二次装置响应同一次故障的情况下，会得出多个故障分析结果，这些结合波形分析的方法也只是将波形作为单一数据源进行孤立的分析，没有考虑多数据源的统一综合分析；

（2）有文献显示提出对多数据源、多类型数据的综合分析，大体方案有如下两种：

方案1：根据不同类型的数据采用不同的算法进行串行的分析，对于综合分析系统来说，如果在一个时段内发生多起故障，在前面那起故障的综合分析没有结束时，后面的故障无法进行分析，特别是如果录波信息通道条件较差，波形数据采集受阻情况下，有可能后面多起故障的综合分析会因为某个录波文件的迟迟召唤不到，而导致后续故障的综合分析无法顺利启动。这种方案无法保证故障综合分析系统整体的实时性；

方案2：将不同数据源或者算法分析完全解耦成若干分析子系统，将各分析子系统的分析结果提取故障特征和故障度，进一步采用信息融合方法得到综合分析结果。但这种方案没有考虑故障录波文件等数据的采集时滞性，默认在各类源数据都可同时获取的情况下进行综合分析。而对于故障录波分析子系统，要完成一次故障的分析，要面对几个，乃至几十个录波文件的筛选和分析，因为电网的一处故障经常引起多处装置的启动录波，而对非故障核心区的录波数据的分析实际效用不大，且浪费各种有效资源（如网络资源、磁盘资源、分析进程资源等）。

综上，我们发现，对电网故障诊断有利的数据源面对调度中心主站采集的众多数据中，其采集特性各不相同，EMS的SCADA数据、保信系统的保护动作信息获取快速、便捷。定值和录波数据的分析，源数据精准细致，但依赖于实时召唤，采集实时性较差，且冗余波形文件较多，较大，筛选工作较繁琐，与前者类型的采集具有异步性，故电网故障诊断不能等所有数据都准备完备后才能推出结果，在考虑多源数据融合分析过程中，需要考虑数据采集的异步性，同时又要保证综合分析结果的“综合性”，以及在线分析的实时性效果。

在依赖录波信息进行的分析子系统中，考虑到在众多非核心故障设备的录波数据的采集和分析会大大降低基于波形信息的故障分析的效率，故，考虑在快速故障分析结果基础上进行有目的的故障波形数据的自动召唤和采集，带有倾向性的召唤故障概率大的设备波形，大大提高采集效率，也为后续的分析节省时间，提高综合分析的时效性。因此，对于具体的同一个故障的分析处理，子系统在时序上分阶段异步的处理会大大提高分析效率。但是，如果将这几个子系统按照完全串行思路进行综合分析，波形分析所需数据召唤环节数十分钟乃至数小时的等待将大大影响快速故障诊断对电网的实时监视和分析。所以，要实现在线快速有效的综合故障分析，各分析子系统应在宏观上并行独立运行。

此外，保护装置的不正确动作经常导致对一次设备故障的误判，而保护装置本身的异常、定值设定的不正确，又是导致保护装置不正确动作的重要原因，综合故障信息分析需要考虑对保护装置异常分析的扩展，而非仅仅停留在一次设备的故障分析上。

发明内容