一种面向用户端变电所的报警系统及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电力自动化领域，特别设及一种面向用户端变电所的报警系统及其实 现方法。
【背景技术】
[0002] 随着电网智能化之路的不断深化，建设和改造智能化变电站/所大势所趋，电网 中采用"国调-网调-省调-市调-县调"五级管理模式对网内变电站/所进行分级管理， 但大部分用户端变电所的管理还采用人工管理的传统方式，有少数变电所通过"人工+变 电站监控系统"结合方式管理。
[0003] 人工管理方式涌现出管理不规范，管理水平因管理人员能力不同而参差不齐，人 工成本造成的管理成本高和最小巡视周期（通常一小时）引起的实时性差等问题。
[0004] 目前，用户端变电站监控系统是W日志方式记录报警信息，大量未经过任何处理 的报警信息迅速发送到变电站监控系统主站，使得值班管理人员无所适从；此外，该系统还 属于单纯的监控系统，不能与信息化管理系统形成闭环管理。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在缺陷，特别针对用户端变 电所的无人值守的问题，本发明提供一种面向用户端变电所的报警系统及其实现方法。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是；一种面向用户端变电所的报警系 统，包括
[0007] 主/从报警服务器，部署在集控中屯、机房，是报警系统的宿主服务器；
[000引主/从前置机，部署在集控中屯、机房，该装置实现了分散式用户端变电所数据集 中采集，采集后上送给主/从报警服务器；
[0009] 报警工作站，部署在集控中屯、，管理人员通过该工作站对分散式的用户端变电所 实时监控，对报警进行远程处理和报送给远方的检修专工；
[0010] 复示工作站，部署在技术中屯、，拥有报警系统的全权限，该工作站为报警系统提供 在线支持，预防和快速抢修报警系统故障。
[0011] 还包括；
[0012] 报警接口单元，接收外部系统和外部设备的报警数据或实时数据，转化成内部的 报警数据结构；
[0013] 报警配置单元，提供报警的规则、参数、输出条件、处理方式等方面的配置服务；
[0014] 报警分析单元，根据报警配置信息，接收报警接口单元发送过来的数据，对原始数 据进行分析生成原始报警；
[0015] 智能归并单元，报警分析单元产生的原始报警发送给智能归并单元，智能归并单 元对原始报警信息进行过滤处理；
[0016] 报警处理单元，包括报警确认、报警屏蔽、报警封锁、报警预案处理、报警知识库、 处理意见填报和处理流程启动；和
[0017] 报警统计单元，对报警历史数据进行统计，W直观的列表、图表方式展现给用户， 日报、月报、年报报表方便使用人员对系统管理进行全局性汇总，为系统高效的运营提供指 导。
[0018] 所述智能归并单元，通过数据挖掘的分类方法，采用基于决策树的算法构建一个 针对报警信息辨识的分类器，经过对历史时间表中历史数据挖掘分析，提炼出决策规则对 实时数据进行处理，去除噪声信息，得到一个较为纯净的报警信息数据源；然后采用基于产 生式的推理规则匹配分析，综合考虑时间相关性、拓扑相关性和层次相关性，利用规则匹配 关系实现报警系统的自动化和智能化。
[0019] 还包括；
[0020] 报警输出单元，提供报警的短信输出、电话输出、语音播报输出、邮件输出、声音输 出多种输出方式；
[0021] 报警输出单元包括
[0022] 短信模块单元，包括短信模块装置、自动短信报警和短信平台；和
[0023] 电话模块单元，包括语音卡装置、自动报警拨号和语音播报。
[0024] 还包括：所述报警处理单元，报警预案分为经验性报警处理预案和电子处理预案； 处理流程启动与外部系统巧RP、CMS和OA等）对接，实现报警处理流程化。
[0025] 一种所述的面向用户端变电所的报警系统的实现方法，其中，智能归并单元的实 现步骤包括：
[0026] 步骤A;报警分析产生的原始报警发送给智能归并单元；
[0027] 步骤B;智能归并单元对原始报警信息进行过滤处理，通过数据挖掘的分类方法， 采用基于决策树的算法构建一个针对报警信息辨识的分类器，经过对历史时间表中历史数 据挖掘分析，提炼出决策规则对实时数据进行处理，去除噪声信息，得到一个较为纯净的报 警信息数据源；
[0028] 步骤C;采用基于产生式的推理规则匹配分析，综合考虑时间相关性、拓扑相关性 和层次相关性，利用规则匹配关系实现报警系统的自动化和智能化。
[0029] 本发明的有益效果是，本发明的一种面向用户端变电所的报警系统及其实现方 法，通过报警接口单元接收多样性数据，报警配置单元提供灵活的配置规则，并由报警分析 单元进行报警分析处理，分析处理后的原始报警数据采用基于决策树的数据挖掘技术进行 噪声处理，提高原始报警准确率；此外，综合考虑了拓扑点的网络结构、时间规则和层次相 关性，有效降低了虚警率、误警率，提高了报警准确率；并采用基于产生式的推理规则匹配 分析，实现报警智能化；支持多样化、可配置的报警输出方式，并对历史报警进行统计分析； 满足用户端变电所无人值守要求，释放了人力，解决了管理人员技术参差不齐带来的管理 能力高低的问题，降低了管理成本，贯通了从监控到管理的闭环管理。
【附图说明】
[0030] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0031] 图1是本发明的报警系统在用户端变电所中的实施例整体结构图。
[0032] 图2是本发明的报警系统的模块图。
[0033] 图3是本发明的报警分析的流程图。
[0034] 图4是本发明的智能归并单元中的噪声处理决策树图。
[0035] 图5是本发明的智能归并单元中的推理流程图。
[0036] 图6是本发明的报警处理单元的处理流程。
【具体实施方式】
[0037] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在W本发明技术方案为前提下实 施，给出了详细的实时方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。 [003引图1是实施例的整体结构，本实施例硬件环境包括：
[0039] 主/从报警服务器，部署在集控中屯、机房，是报警系统的宿主服务器，SM装置和语 音卡装置要接入报警服务器。
[0040] 主/从前置机，部署在集控中屯、机房，该装置实现了分散式用户端变电所数据集 中采集，采集后上送给报警服务器。
[0041] 报警工作站，部署在集控中屯、，集中管理人员通过该类工作站对分散式的用户端 变电所实时监控，对报警进行远程处理和报送给远方的检修专工，该类工作站数量不定，根 据管理区域进行划分和分配。
[0042] 复示工作站，部署在技术中屯、，是报警系统的全权限，该类工作站主要是为报警系 统提供在线支持，预防和快速抢修报警系统故障。
[0043] 用户端变电所，地理位置较分散，包括一次设备和二次设备电力设备、通讯设备、 环境设备和动力设备，电力设备通过通讯管理机采集，环境设备和动力设备通过PLC采集， 通讯管理机和PLC采集到数据后利用VPN网络上送给前置机。
[0044] 图2是实施例中报警系统包括的模块，本图按照数据流向阐述：
[0045] 报警配置模块，从报警类型分为变位报警、越限报警、死数据报警、跳变报警和频 变报警五大类；
[0046] 变位报警，是状态量变化时产生的报警，比如过流报警、红外入侵报警和事故总信 号等变位报警，变位报警需要配置状态值对应的动作（报警、正常、日志）、动作描述和延时 时间。
[0047] 越限报警，是模拟量超过配置的阀值产生的报警，比如电压越限、功率越限和温度 越限等越限报警，越限报警需要配置上限值、上上限值、下限、下下限及相应的描述信息和 延时时间。
[0048] 死数据报警，是模拟量长时间不变产生的报警，仅需配置死数据的时间。
[0049] 跳变报警，是模拟量当次采集的值与上次采集的值的变化幅度，仅需配置变化幅 度值。
[0化0] 频变报警，是状态量在设定时间内发生变化的次数超过设定次数时发生的报警， 频变报警需要配置时间段和次数。
[0051] 每一条报警规则包括报警输出配置、报警时段配置、报警资源配置和报警处理配 置等公共配置。
[0化2] 报警接口模块，一类是基于实时采集数据的报警输入接口，接口变量是数据结构， 包括状态量数据结构、模拟量数据结构和SOE数据结构，另一类是基于已产生报警的输入 接口，接口变量是单一的数据结构。
[0化3] 报警分析模块，如图3所示；
[0054] 通过报警接口模块，获得报警数据和实时数据，读取报警配置库到内存；报警数据 经过报警适配器的转换后放入到原始报警内存库；实时数据先判断该数据是否是状态量， 若是状态量则根据配置库的配置进行变位报警分析，否则，根据配置库的配置进行越限报 警分析，分析后的产生原始报警，存储到原始报警内存库，原始报警内存库中的数据周期性 的持久化到介质中。
[0055] 智能归并模块，该部分是对原始报警信息进行过滤处理，W无人值守变电站集控 中屯、系统的报警信息为样本集S，样本集包含S个数据；类标号属性具有m个不同的值，Si 是类。中的样本数。样本分类所需的期望信息由下式给出
[0化6]
[0057] 其中；Pi是任意样本属于Ci的概率，由Si/s估算；信息编码采用二进制。
[0化引由A划分成子集的滴或期望信息由下式给出
[0059]
[0060] 其中，A为测试属性；V为A具有的不同值的个数。
[0061] 属性A具有V个不同的值{a。32, ...，a、}，可W用属性A将S划分为V个子集 怯1，S,，. ..，SJ;Sj.包含S中的样本，它们在A上具有值a 。是子集Sj.中类Ci样本数。
[0062] 对于给定子集Sj，有；
[0063]
[0064] 其中，Pu=Su/sj，是S冲的样本属于类Ci的概率。
[00化]在A上分枝获得的编码信息是：
[0066] G(A)=1 (si，S2, . . . ,sj -E(A)
[0067] G(A)即为属性A的值导致的滴的期望压缩，为属性A的信息增益。
[0068] 属性X的信息增益率为
[0069]
[0070] 式中，
是利用属性X的值对数据进行分枝而得到 的。
[