一种二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法与流程

本发明属于电力系统继电保护运维检修技术领域，具体涉及一种适用于电网二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法。

背景技术：

随着经济的快速发展，社会用电需求的不断提高，电网规模和设备数量在同步快速增长，电力设备出现的缺陷也趋于增长，若不及时消除这些缺陷将影响人身、电网和设备安全，降低电网和设备的可靠性，减少设备出力或寿命，日积月累将严重影响到电力系统的安全，然而提高供电可靠性的硬性指标意味着缩短停电时间和减少停电次数，这就要求我们能对带电设备进行在线缺陷诊断，并尽可能在发生设备故障之前及时消除。

加强电力设备缺陷管理,提高在线缺陷诊断管理水平是实现电网安全稳定运行的重要保障。二次运维管理系统在运行过程中会收到大量二次设备告警信息，对这些告警信息快速响应，进行在线分析及诊断，可及时了解二次设备运行异常或故障的情况。目前传统的保信主站系统对二次设备告警的处理仅仅是作为一类告警展示在告警窗中，仅仅是大量的告警信息简单堆积，没有进一步分析利用。本发明通过二次运维管理系统中对二次设备告警信息进行扩展建模，告警信息进行详细精确的分类，按照缺陷等级，缺陷具体描述给出处理建议，形成告警信息的告警模板，在此基础上对收到的告警信息进行在线分析，展示当前告警信息，记录缺陷处理时间和处理过程，存入历史库，进行缺陷统计查询。

技术实现要素：

基于上述背景，为了提高变电站内二次设备的安全稳定运行的可靠性，本发明提出一种适用于电网二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法，该方法针对二次设备告警和二次运维管理系统实时告警(包括二次运维管理系统巡视异常告警和通信异常告警)，通过合并历史未确认的告警和新产生的告警，基于多元异常大数据分析，将实时缺陷中需要参与诊断的告警信息放入告警队列，从缺陷管理中的告警模板分类信息挖掘匹配缺陷原因、处理建议等信息，获取所属设备基本信息，形成缺陷记录，给出缺陷处理方法，从而消除缺陷。同时将新增的缺陷处理方案增量加入缺陷管理的告警模板，不断扩充和完善缺陷管理告警模板。

二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法，其特征在于：针对二次设备告警信息和二次运维管理系统实时告警信息，通过合并历史未确认的告警信息和新产生的告警信息，基于多元异常大数据分析，将实时缺陷中需要参与诊断的告警信息放入告警队列，从缺陷管理模块中的告警模板分类信息挖掘匹配缺陷原因、处理建议等信息，获取所属设备基本信息，形成缺陷记录，给出缺陷处理方法，从而消除缺陷；同时将新增的缺陷处理方案增量加入缺陷管理模块的告警模板，不断扩充和完善缺陷管理告警模板。

二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1：二次运维管理系统运行初始化时加载没有确认的缺陷，即二次运维管理系统历史库中未经运维人员确认的加入缺陷告警映射队列中的二次运维管理系统在线缺陷诊断的告警信息，包括二次设备告警信息和二次运维管理系统实时告警信息；

步骤2：二次运维管理系统实时接收新的告警信息，若接收到新的告警信息则生成一条缺陷记录，并将新生成的缺陷记录发送至二次运维管理系统的告警通知界面；若收到复归告警信息则更新缺陷的状态，将二次运维管理系统告警通知界面中该复归告警信息所对应的缺陷消除；

步骤3：将步骤1中二次运维管理系统初始化加载的没有确认的缺陷所对应的历史库中的二次设备告警信息和二次运维管理系统实时告警信息与步骤2中二次运维管理系统实时接收的告警信息中参与二次运维管理系统在线缺陷诊断的告警信息按照缺陷自动诊断规则放入缺陷告警映射队列中，按顺序从缺陷管理模块中的告警模板分类信息挖掘匹配缺陷原因、处理建议信息；通过告警信息内容匹配告警信息，形成缺陷记录，给出缺陷处理方案，并将缺陷记录以及缺陷处理方案发送至告警通知界面由运维人员进行确认操作；

步骤4：将步骤3获得的缺陷诊断结果即缺陷记录和缺陷处理方案计入缺陷诊断统计列表，通过二次运维管理系统的缺陷统计界面显示缺陷诊断结果，分别按照预先设定的缺陷等级和缺陷状态以及缺陷次数进行展示，并形成缺陷结果记录年表；

其中，缺陷等级是指根据缺陷自动诊断规则所设定的三种缺陷等级，分为一般、严重和危机三种缺陷等级；

缺陷状态是指已消除缺陷和未消除缺陷两种状态；

步骤5：根据缺陷处理方案对缺陷处理完毕并消除缺陷后，缺陷管理模块向告警通知界面发送缺陷消除消息，二次运维管理系统删除消除缺陷的缺陷告警映射关系，并且能够通过缺陷统计界面查看已消除缺陷和未消除缺陷；

步骤6：二次运维管理系统定时对告警信息进行查漏纠错，定时读取实时库表参与缺陷诊断的记录的告警值，如果存在缺陷告警映射队列中不包含的告警信息，则需要将该告警信息放在缺陷告警映射队列中等待缺陷诊断。

本发明进一步包括以下优选方案：

在步骤1中，加载没有确认的缺陷，未经运维人员确认操作的缺陷，包括二次设备告警信息和二次运维管理系统实时告警信息，二次运维管理系统实时告警信息包括二次运维管理系统巡视异常告警和通讯异常告警。

在步骤3中，所述告警模板是通过对各类告警信息进行详细的归类，利用继电保护专家系统和变电站运维经验，针对不同的告警信息内容预先制定的运维和检修建议的模板，通过告警信息内容匹配告警信息，形成缺陷记录，给出缺陷处理方案。

在步骤3中，新增的和修改的缺陷处理方案可手动编辑增量加入缺陷管理的告警模板，扩充和完善缺陷管理告警模板；不能与告警模板匹配的告警信息不参与诊断。

在步骤3中，二次设备缺陷等级与二次设备告警信息所属信号点的告警影响程度相对应，取数据库表中告警信息缺陷等级的属性位，若该信号点参与缺陷诊断时，当缺陷等级的属性位为1，对应缺陷等级为危急；属性位为2，对应缺陷等级为严重；属性位为3，对应缺陷等级为一般；

属性位为其他值，该信号点不参与缺陷诊断。

在步骤3中，二次运维管理系统在线缺陷针对的告警信息包括巡检异常和二次设备与子站的通信异常；

巡检异常缺陷子类型包括：定值、定值区、软压板、硬压板、控制字、模拟量、状态量、把手、电源开关、pt小车、保护时间、同源数据比对、巡检测试、差流、零序电流、零序电压；通过周期扫描实时库设备信息表这些缺陷类型的巡视结果，比较各种类型的巡视结果是否发生变化，如果某种巡检异常缺陷子类型的巡视结果是异常状态，去缺陷告警映射队列中查找，如果存在表示上次就是异常状态，巡视结果没有发生变化，不用处理，如果不存在则产生一条缺陷告警，并加入映射告警队列；如果巡检异常缺陷子类型的巡视结果是正常状态，去缺陷告警映射队列中查找，如果存在则表示上次是异常状态，巡视结果发生变化，产生缺陷复归告警，同时更新数据库中对应缺陷状态；

二次设备与子站的通信异常告警的缺陷诊断，当二次运维管理系统收到通信异常的告警后，根据告警消息中的相关信息从设备表的状态字段中读取通信状态进行判断，实时读取该字段，根据其对应位状态值进行缺陷诊断；如果二次运维管理系统与子站通信正常的情况下，二次设备与子站通信异常时，则认为发生缺陷，并将与缺陷有关的信息存入缺陷结果表中；若二次设备与子站通信由异常变为正常时，应更新对应缺陷的状态；如果二次运维管理系统与子站通信发生异常，则不进行二次设备与子站的通信状态的缺陷诊断。

在步骤5中，消除缺陷的方法有：通过手工消除缺陷；如果配置了告警自动转换缺陷，当告警消除时，对应的缺陷也消除。

本发明具有以下有益的技术效果：

缺陷诊断分析是对电力系统二次设备告警和二次运维管理系统实时告警的深入分析，通过对各类告警进行全面详细的归类，借鉴继电保护方面专家指导建议，利用变电站多年运维已有的经验，给出合理化运维和检修建议，并纳入缺陷管理告警模板，不断完善告警模板，将历史处理经验进行记录保存，有效地指导运维人员尤其是运维新手解决问题，能提前规避装置运行风险，提高变电站安全稳定运行效率。

附图说明

图1为本发明二次运维管理系统的在线缺陷诊断方法流程图；

图2为步骤3详细流程示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明作进一步详细描述。

本发明分析的缺陷生成主要来源于告警。包括二次设备告警、主站实时诊断(包括二次运维管理系统巡视异常告警和通讯异常告警)，缺陷诊断的流程如附图1所示，包含以下步骤：

步骤(1)二次运维管理系统初始化加载没有确认的缺陷。

①二次设备告警和二次运维管理系统通讯异常告警诊断时初始化加载没有确认的缺陷的判断方法：

加载时从当年的年表中读取状态为未确认缺陷态的缺陷，然后去二次运维管理系统实时库表判断当前状态，如果是复归状态则更新这个缺陷在历史库中的状态，不再加载进映射队列。对于缺陷源类型为设备缺陷告警的缺陷根据相关状态输入序号去实时列表中查找，其余类型的根据设备号去查找。

②二次运维管理系统巡视异常告警诊断时初始化加载没有确认的缺陷的判断方法：

1、加载当年未确认的巡视异常缺陷。

2、读取二次设备信息实时库表中的所有记录，查看各装置巡视子类型的巡视结果。

1)如果该装置在缺陷映射队列表中不存在，则直接结果诊断队列，等待诊断；

2)如果装置巡视子类型的巡视结果为异常：

a.如果缺陷映射队列表中存在，表示历史库中该装置的缺陷状态为待确认,则把它加入缺陷映射队列中，不再产生缺陷告警；

b.如果缺陷映射队列表中不存在，产生一条缺陷告警，把它加入缺陷映射队列中。

3)巡视结果为正常：

a.如果缺陷映射队列表中存在，表示历史库中该装置的缺陷状态为待确认,则更新实时库中该缺陷的缺陷状态，产生缺陷复归告警；

b.如果缺陷映射队列表中不存在,则忽略它。

步骤(2)二次运维管理系统实时接收系统告警消息，若接收到新告警则生成一条缺陷，并向系统发送告警通知界面发现新缺陷，若收到复归的告警则更新缺陷的状态，并向系统发送告警告知界面有缺陷消除。特殊情况为系统实时获取装置的检修状态，对于处在检修状态下的装置不进行缺陷的诊断，检修态跟据实时库设备表的状态字段的检修态位进行判断，该位为1则处于检修态，0为非检修态。

步骤(3)参与诊断的告警信息放入告警队列，根据具体的告警类型分别进行诊断，如附图2所示。

①当诊断模块收到的新的装置告警时，所谓新告警是根据告警消息中的告警值进行判断，若为新告警，此时需要依据告警点的序号标识从系统获取数据库表中信号点相关信息包括告警原因、告警处理意见，所属缺陷等级这些缺陷记录信息存入缺陷结果表中；若诊断模块收到的是复归的装置告警，应更新对应缺陷的状态。

投入运行(含试运行)的继电保护和安全自动装置缺陷按严重程度共分为三级：危急缺陷、严重缺陷、一般缺陷。缺陷等级目前与信号点的告警影响程度相对应，即根据属性位的值确定要诊断的告警及部分一般状态量点及对应的缺陷等级，详细说明如下：

属性位十进制值为1，该点参与缺陷诊断，则对应缺陷等级为危急；

属性位十进制值为2，该点参与缺陷诊断，则对应缺陷等级为严重；

属性位十进制值为3，该点参与缺陷诊断，则对应缺陷等级为一般；

属性位十进制值为其他值，该点不参与缺陷诊断。

②主站实时诊断产生的缺陷主要包括：

a)巡检异常；

b)装置与子站的通信异常。

缺陷诊断同装置告警的缺陷诊断。由于各地对缺陷的诊断范围要求不一，因此主站实时诊断功能中参与缺陷诊断的项应能够灵活配置，各项的使能标记使用配置文件defect.ini的使能位enable值表示，配置文件内容如下：

#＝＝＝＝＝＝缺陷诊断参数配置＝＝＝＝＝＝

#type：巡视异常子类型，1：定值2：定值区3：软压板4:硬压板5:控制字6:模拟量7：状态量8：把手9：电源开关10：pt小车11：保护时间12：同源数据比对13：巡检测试14：差流15：零序电流16：零序电压。

#enable：使能标志,0-不使用，1-使用。

#＝＝＝＝＝＝缺陷诊断总配置＝＝＝＝＝＝

[online]

type＝0

enable＝1

#//巡视异常缺陷_定值异常

[online_seterr]

type＝1

enable＝1

#//巡视异常缺陷_定值区异常

[online_setareaerr]

type＝2

enable＝1

//巡视异常诊断_软压板异常

[online_softyberr]

type＝3

enable＝1

#//巡视异常诊断_硬压板异常

[online_hardyberr]

type＝4

enable＝1

#//巡视异常缺陷_控制字异常

[online_bytecodeerr]

type＝5

enable＝1

#//巡视异常缺陷_模拟量异常

[online_analogerr]

type＝6

enable＝1

#//巡视异常缺陷_状态量异常

[online_digiterr]

type＝7

enable＝1

#//巡视异常缺陷_把手异常

[online_handleerr]

type＝8

enable＝1

#//巡视异常缺陷_电源开关异常

[online_handleerr]

type＝9

enable＝1

#//巡视异常缺陷_pt小开关异常

[online_handleerr]

type＝10

enable＝1

#//巡视异常缺陷_保护时间异常

[online_devtimeerr]

type＝11

enable＝1

#//巡视异常缺陷_同源数据比对异常

[online_samesrc]

type＝12

enable＝1

#//巡视异常缺陷_巡检测试结果异常

[online_devtimeerr]

type＝13

enable＝1

#//巡视异常诊断_差流异常

[online_diffcurrenterr]

type＝14

enable＝1

#//巡视异常诊断_零序电流异常

[online_i0err]

type＝15

enable＝1

#//巡视异常诊断_零序电压异常

[online_u0err]

type＝16

enable＝1

③、巡检异常告警的缺陷诊断

巡视模块发送的告警中，只包含站信息，不包括具体哪种类型异常，所以直接收告警消息不能满足，本发明通过缺陷诊断模块周期扫描实时库设备信息表定值、定值区、控制字等的巡视结果，比较各种类型的巡视结果是否发生变化，扫描周期在defect.ini文件中配置：

#扫描实时库stat_iedinfo_real表的周期(单位s)

[scan_iedinfo_period]

scan_period＝2

如果某种巡视子类型的巡视结果是异常状态，去缺陷告警映射队列中查找，如果存在表示上次就是异常状态，巡视结果没有发生变化，不用处理，如果不存在则产生一条缺陷告警，并加入映射告警队列。

如果巡视子类型的巡视结果是正常状态，去缺陷告警映射队列中查找，如果存在则表示上次是异常状态，巡视结果发生变化，产生缺陷复归告警，同时更新数据库中对应缺陷状态。

巡检异常告警与缺陷记录的对应关系，由于巡检异常告警没有进行建模，因此由巡检告警类型、及设备id组合信息与具体缺陷形成对应关系，映射关系为<{巡检告警类型，设备id},{缺陷id,缺陷发现时间}>

④、装置与子站的通信异常告警的缺陷诊断

当诊断模块收到通信异常的告警后，需根据告警消息中的相关信息从设备表的状态字段中读取通信状态进行判断，通信状态具体含义在宏定义。缺陷诊断模块实时读取该字段，根据其对应位状态值进行缺陷诊断。如果二次运维管理系统与子站通信正常的情况下，装置与子站通信异常时，将认为发生缺陷，依据相关信息(告警原因、告警处理意见，所属缺陷等级)以及其他缺陷记录信息存入缺陷结果表中；若装置与子站通信由异常变为正常时，应更新对应缺陷的状态。如果二次运维管理系统与子站通信发生异常，则不进行装置与子站的通信状态的缺陷诊断。

步骤(4)：缺陷诊断结果计入缺陷诊断统计列表，在缺陷统计界面可以显示缺陷诊断统计结果，分别按照缺陷等级(一般、严重、危急程度)和按照缺陷状态(已消除缺陷、未消除缺陷)以及按照缺陷次数进行展示；

步骤(5)：缺陷管理模块向二次运维系统发送告警通知缺陷消除，删除状态消除后的缺陷告警映射关系，告警处理完毕。

缺陷通过3种方式产生：

告警手工转换为缺陷；

如果配置了自动转换，告警可根据规则自动转换为缺陷；

通过工具人工增加缺陷；

因此缺陷消除有2种方式：

如果配置了告警自动转换缺陷，当告警消除时，对应的缺陷也消除；

可通过手工消除缺陷；

步骤(6)：缺陷诊断的纠错，缺陷诊断模块应定时(可配置，可较长时间)对告警进行查漏纠错，定时读取运维系统实时库表相关字段、实时库表及设备实时库表中参与缺陷诊断的记录的告警值，如果存在告警队列及缺陷告警映射队列中不包含的告警，则需要将该告警放在告警队列中等待缺陷诊断。