基于专家库的主站远动信号告警设置规范核查软件设计与实现

引言

随着我国经济规模不断增长,人们对电能的要求越来越高,电网规模也随之不断扩大,变电站数量大幅增加,上送电力调度中心远动信号("四遥信号":遥信、遥测、遥控和遥调)剧增。对远动信号进行不同的告警设置,可以体现信号重要程度,如告警设置不规范,造成电力调控人员漏监视重要信号,就可能导致电网发生安全事件。

电力调控要求的不断提高,对不同远动信号告警设置提出了更高的要求。当前,远动信号告警设置存在以下问题:首先,由于远动信号数量大,若要人工完成全量模型、参数核查、设置需花费大量精力及时间,随着变电站综自改造,主站新增信息点呈井喷式增长,这无疑加剧了信号监视错漏风险:其次,主站人员技能水平不同导致对信号告警设置有所差异,不能进行规范性设置。

针对上述问题,文献提出依托专家系统,开发数据质量预警监控平台,能够对问题数据实现预警,并采用专家库的形式对问题数据进行预处理。此平台运用于信息中心,没有运用于远动信号。

为此,本项目设计了一套基于专家库的主站远动信号告警设置规范核查工具。首先,提出工具总体软件架构:然后,根据远动信号量测类型或优先级设置专家库,在专家库根据网省公司告警规范选择量测类型,根据告警规范设置告警,包括优先级、光字牌、报警模式、责任区以及存盘等重要类别:最后,基于专家库对存量变电站远动信号的设置进行自动审核,并形成报告,提高主站运维、核查工作效率。

1软件总体架构

基于专家库的主站远动信号告警设置规范核查工具架构如图1所示,本软件包括专家库定义模块、运行参数读取及展示模块、参数校核模块。

本设计是基于C++/Qt软件架构中的Owidget、OFile、QtSql、OHaSh等组件实现工具所需的各个应用功能。Qt是基于C++的跨平台图形用户界面应用程序开发框架,它既可以开发GUI程序,也可以开发非GUI程序、服务器:同时Qt是面向对象的框架,使用特殊的代码可以生成扩展以及一些宏,具有易扩展性、跨平台移植等优点。

2规则库的构建

电力调度中心调控员判断远动信号(告警信号)的重要程度是根据远动信号在主站数据库设置的不同告警等级、音响等,迅速做出反应,保障电力系统安全。

远动信号中遥信、遥测信息根据信号作用不同在主站利用不同的量测类型进行区分,现阶段远动信号告警设置是人工逐一核查,效率低且容易漏设置。本工具结合系统数据的实际运行情况,根据以量测类型为主、优先级为辅的条件构建专家库,利用HaSh链表技术,对光字牌、告警类型、优先级设定数据匹配规则,形成链式专家库,如图2所示。

通过专家库设定量测类型或信号优先级的关键字,进行规则匹配,如图3所示,校验满足条件信号的优先级、光字牌、告警类型、责任区等关键设置是否规范,并可根据自身需求进行扩展,能大幅提高工作效率及准确率。

3运行参数读取及展示设计

本模块通过Qt的QtGui组件设计数据缓存算法来依次抽取SCADA系统历史数据库中的区域、厂站、间隔及点信息,再在界面进行数据组装,利用工作站内存充足的优点,快速提取所需数据。

参数展示是基于C1M树来进行的,如图4、图5所示,其有利于运维人员快速查找目标厂站。C1M树按照模型构建一棵二级C1M树,建立"区域一变电站"二级节点,构建简洁的区域一厂站模型,既可全部展示选中厂站点信息,亦可根据间隔查看点信息,同时可以根据厂站首字母快速检索目标厂站,方便工作人员设置与查找。

4参数校核模块设计

基于专家库设定规则后,根据所选厂站或间隔,进行基于规则匹配的远动信号告警设置规范核查。本工具先完成规则的匹配,然后再进行所匹配远动信号告警设置的规范性核查,生成核查报告,罗列不规范设置。具体工作流程如图6所示。

参数校核模块同样使用了HaSh链表技术,由于专家库建立或加载时,已将规则的关键字以及关键字所对应的数据以HaSh链表形式写进内存,在遍历待校核数据时,只需将每一行数据的关键字套进专家库HaSh链表中,并将获得的专家库数据与当前数据进行对比,即可完成数据核查。

5工作流程

如图7所示,本软件的工作流程为:首先加载专家库,设置匹配规则,并基于规则完成告警类型、光字牌、责任区等重要设置:然后选择核查厂站或间隔的信号,再进行远动信号告警规范校验,程序根据所设定的专家规则逐一进行匹配核查,核查结果如选择生成报告,则自动生成报告并将不满足设置要求的进行标记。

6软件特点及应用效益

6.1软件特点

本软件采用○t软件架构,具有以下优点:

(1)可推广性强。目前调度自动化系统均采用Linux系统,本软件运行环境为Redhat6.5,只要支持该环境即可进行软件运行,同时本工具采用○t软件架构,因此本工具有很强的可推广性。

(2)维护成本低。可以根据所需增加专家库,不需要专人维护,大幅降低了维护成本。

6.2应用效益

本软件基于专家库核对主站远动信号告警设置,根据专家库设置规则自动进行远动信号告警设置规范核查,推进日常工作的智能化,能帮助班组人员牢牢把握安全防线,从技术层面自动核查远动信号告警设置的规范性,极大地降低班组人员的工作强度。目前本软件已在主站端运用,据统计分析,由技术骨干核查一个厂站平均需要40min时间,而采用本工具只需要10min,效率是原来的9倍,人员工作效率、运维管控能力均得到了大幅度提高。

7结语

本文介绍了基于专家库的远动信号告警设置规范核查工具的设计,详细阐述了软件架构的设计、专家库的构建、运行参数读取、自动核查及工作流程等方面,有利于规范主站远动信号告警设置,促进调度一体化监视水平的提高:同时,本软件成本低,易于实现,大幅降低了人工作业时间,提高了工作效率,因而具有极强的可移植性和可复制性。