融合多源信息的保护通道异常位置判断的智能定位方法与流程

本发明涉及一种融合多源信息的保护通道异常位置判断的智能定位方法。
背景技术：
：近年来，光纤凭借其较大的传输容量、强大的抗干扰性能、较高的传输速率以及良好的冗余性等诸多优点而被广泛应用于电网通信系统中。在智能变电站中，光纤通信系统发挥着更重要的作用，现代电网对光纤通信系统的依赖性越来越大。其中高压输电线路的主保护(以纵联电流差动保护和纵联比较保护为主)对通信系统的要求较高，目前基本上全部采用光纤通信的方式。因此，光纤通信网络的健康状况对于线路主保护的安全可靠运行具有重要意义。由于光纤纵联保护系统大部分采用数字复用光纤通道，涉及较多的通信接口设备及传输环节，在保护的正常运行过程以及通信通道的检查中难免出现保护通道异常问题。虽然目前纵联保护系统和通信管理系统都有一定的通信通道自检功能，且当出现通信通道异常的情况时均会给出通道异常告警信息，但保护系统一般只给出“通道异常”告警，运行人员并无法快速、确切的判断出故障元件或位置；通信管理系统虽然会给出通信系统故障元件、端口以及故障类型，但受专业和管理方面的限制，无法快速、准确评估该通信系统故障对线路保护的影响。因此，基于保护系统和通信管理系统的告警信息，对高压电网线路保护通信通道的异常情况进行分析，快速确定通信系统的故障元件或故障位置，对实时监控线路保护通信系统的健康状况、分析通信系统异常对线路纵联保护的影响、提高纵联保护运行的安全性和可靠性具有重要意义。从另一个角度看，监管电网二次回路运行的保护信息系统、通信实时运行系统自长期运行以来，记录并存储了海量历史数据，这些历史数据对于提升电力网络的运行质量具有重要作用，但目前因为专业管理界限、数据融合困难等方面的因素很少被挖掘利用，造成了数据资源的极大浪费，并且保护通道管理系统、通信资源管控系统这两个静态信息管理系统中包含重要的装置及通道的静态位置信息，对于保护通道异常的精准定位具有重要价值。技术实现要素：本发明为了解决上述问题，提出了一种融合多源信息的保护通道异常位置判断的智能定位方法，本发明通过融合实时监测电网二次回路动态运行的保护信息系统和通信实时运行系统的告警信息，同时使用静态存储保护通道及通信通道位置信息的保护通道管理系统和通信资源管控系统的数据信息，通过搭建保护通道异常判别模型、利用多源信息之间的交叉推理来实现保护通道异常时的故障元件的准确判断。本发明所提出的异常判别不仅能对某次故障属于保护装置故障或通信通道故障做出判断，而且能对具体的故障设备做出准确判别。为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种融合多源信息的保护通道异常位置判断的智能定位方法，包括以下步骤：(1)对来自保护信息系统和通信实时运行系统的原始告警信息进行时间关联和分组处理，提取与保护通道故障相关的有效告警信息；(2)利用保护信息系统有效告警信息集合和通信有效告警信息集合进行交叉推理，解析成若干关于保护装置和通信通道的故障行为模式；(3)确定可能的故障行为模式后，结合保护通道管理系统和通信资源管控系统存储的静态位置信息对故障进行具体定位，并基于历史运行数据给出对应的故障统计信息。所述步骤(1)中，基于电力系统中统一使用的gps系统，将保护信息系统和通信实时运行系统进行时间同步处理，获取两个系统在同一时间断面内的原始告警信息，形成原始告警信息集合。所述步骤(1)中，在形成基于保护信息系统的保护通道有效告警信息集合后，确定该信息集合所对应的时间断面区间，在gps系统统一准确授时的前提下，截取该时间区间内通信实时运行系统的通信通道告警信息，形成通信实时运行系统的有效告警信息集合。所述步骤(1)中，在通信实时运行系统中，事先配置好通道业务类型，当通信实时运行系统发出通道告警信息后，根据预先配置的通道业务类型信息，筛选出与保护专用通道和设备有关的告警信息，形成通信有效告警信息集合。所述步骤(2)中，如果保护信息系统出现异常告警信息时，首先基于步骤一获取保护信息系统和通信实时运行系统的有效告警信息集合，根据有效告警信息集合中的内容，如果保护信息系统告警信息集合中有通道异常告警信息，同时通信实时运行系统告警信息集合中也有通道异常告警信息，则判定为通信系统故障。所述步骤(2)中，如果保护信息系统出现异常告警信息时，首先基于步骤一获取保护信息系统和通信实时运行系统的有效告警信息集合，根据有效告警信息集合中的内容，如果保护信息系统告警信息集合中有通道异常告警信息，但通信实时运行系统告警信息集合中无告警信息，则判定为保护装置通信部件故障或保护装置到sdh光纤复用设备接口之间的通道故障。所述步骤(2)中，当保护信息系统中有保护装置异常告警信息时，认为保护装置工作异常，如果此时保护信息系统中出现了保护通道异常告警信息，根据保护信息系统告警信息集合和通信告警信息集合中告警信息的内容，对于保护装置和通信通道的状态解析为以下两种故障行为模式：(1)通信实时运行系统告警信息组中有告警信息，则判定为保护装置异常且通信通道故障；(2)仅保护信息系统中有通道告警信息，通信实时运行系统中无通道告警信息，则判定为保护装置异常。所述步骤(3)中，对于保护信息系统告警信息组和通信实时运行系统告警信息组的交叉分析，将故障行为分为保护装置异常、保护装置的通信部件或保护装置到sdh复用设备端口之间通道故障、sdh系统通信通道故障和保护装置异常且通信通道故障。所述步骤(3)中，基于各种故障行为的判断，对保护信息系统和通信实时运行系统告警信息集合中的信息做进一步筛选，以提取与对应故障行为明确强相关的告警信息，从而进行准确的故障定位，对于保护信息系统以及通信实时运行系统中存储的历史数据进行提取和筛选处理，形成对应故障行为的历史统计信息。所述步骤(3)中，当保护装置异常时，筛选并提取保信告警信息集合中的保护装置异常告警信息，获取对应保护设备id号、异常部件或异常原因信息。根据保护设备id号在保护通道管理系统中查阅该保护装置配置的基本配置信息的具体地理位置信息，基于历史故障记录数据统计该保护装置历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值。所述步骤(3)中，当保护装置的通信部件或保护装置到sdh复用设备端口之间通道故障时，筛选并提取保信告警信息集合中的通信异常告警信息，获取对应保护设备id号、异常部件或异常原因信息，根据保护设备id号在保护通道管理系统中查阅该保护装置配置的基本配置信息具体地理位置信息，结合历史故障记录数据统计该保护装置通道部件历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值。所述步骤(3)中，当sdh系统通信通道故障时，如果通信实时运行系统提供多个告警信息，需结合通信资源管控系统存储的静态位置信息，对多个告警信息所指示的故障位置进行逻辑检查，以进一步判断多条信息指示的是否是同一通信通道。进一步的，如果告警信息对应的是同一通信通道中的不同设备或端口，则认为该通道存在多处故障；如果对应的不是同一通信通道，需要查看保护信息系统的告警信息，如果两个系统的告警信息指向同一通信通道，则该通信通道发生故障的可能性最大；如果两个系统的告警信息指向不同的通信通道，则相关通道均可能故障。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过融合实时监测电网二次回路动态运行的保护信息系统和通信实时运行系统的告警信息，同时使用静态存储保护通道及通信通道位置信息的保护通道管理系统和通信资源管控系统的数据信息，通过搭建保护通道异常判别模型、利用多源信息之间的交叉推理来实现保护通道异常时的故障元件的准确判断。本发明所提出的异常判别不仅能对某次故障属于保护装置故障或通信通道故障做出判断，而且能对具体的故障设备做出准确判别。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1保护通道及通信通道示意简图；图2故障定位整体流程图；图3多源信息系统关系图。具体实施方式：下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
技术领域：
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。正如
背景技术：
所介绍的，现有技术中存在目前因为专业管理界限、数据融合困难等方面的因素很少被挖掘利用，造成了数据资源的极大浪费的不足，为了解决如上的技术问题，本发明利用信息融合技术和历史运行数据进行故障归因的方法，提出了一种融合多源系统数据信息的保护通道异常的判断方法，实现保护通道异常时故障元件的快速准确定位。该方法的主要思路是通过融合实时监测电网二次回路动态运行的保护信息系统和通信实时运行系统的告警信息，同时使用静态存储保护通道及通信通道位置信息的保护通道管理系统和通信资源管控系统的数据信息，通过搭建保护通道异常判别模型、利用多源信息之间的交叉推理来实现保护通道异常时的故障元件的准确判断。本发明所提出的异常判别不仅能对某次故障属于保护装置故障或通信通道故障做出判断，而且能对具体的故障设备做出准确判别。本发明要解决的主要技术问题是：提取同一时间断面下的保护信息系统和通信实时运行系统中告警信息的有效信息，形成有效告警信息集；通过对分别来自保护信息系统和通信实时运行系统的有效告警信息集进行交叉推理，形成关于保护装置和通信通道的可疑故障行为模式；提取每种可疑故障行为模式中包含的有效信息，并基于历史运行数据进行通信通道故障位置的判断，最后结合保护通道管理系统和通信资源管控系统存储的静态位置信息进行具体的故障定位。具体包括：第一步，对来自保护信息系统和通信实时运行系统的原始告警信息进行时间关联和分组处理，提取与保护通道故障相关的有效告警信息。首先，基于电力系统中统一使用的gps系统，将保护信息系统和通信实时运行系统进行时间同步处理，获取两个系统在同一时间断面内的原始告警信息，形成原始告警信息集合。由于保护信息系统和通信实时运行系统均实时监测相关系统的动态运行情况，所以当出现保护通道或其它通信通道异常时，将会产生类型和数量众多的告警信息，其中的部分甚至大部分信息对于保护通信通道异常判断并无关系，因此需对原始告警信息集进行相应的筛选处理，形成与保护通信通道异常判断有较强关联关系的有效告警信息集合。对于原始告警信息‘类型复杂’这一特点，结合两个系统的特点和实际情况，本发明对来自保护信息系统和通信实时运行系统的原始告警信息分别进行处理：对于保护信息系统而言，可能包含保护动作信息、装置告警信息、通道告警信息及其它告警信息等多种类型的告警信息，且以文本的形式表达具体告警内容，因此通过设置关键字的方式可对众多告警信息进行筛选，形成保护信息系统保护通道有效告警信息集合；对于通信实时运行系统而言，由于光纤通信系统承载继电保护、电网调控、电能计量、指挥通信和行政办公等多种业务，因此通信通道告警信息的类型和数量会更多。本发明采取两种方法提取与保护通道告警相关的信息：(1)在形成基于保护信息系统的保护通道有效告警信息集合后，确定该信息集合所对应的时间断面区间，在gps系统统一准确授时的前提下，截取该时间区间内通信实时运行系统的通信通道告警信息，形成通信实时运行系统的有效告警信息集合。例如，将时间起点设为t1、时间间隔设为δt，则可获取时间段同为t1～t2的保信告警信息集合和通信告警信息集合。该方案要求具备gps系统或其它能够完成统一准确授时的系统；(2)在通信实时运行系统中，事先配置好通道业务类型，根据规程要求，保护装置的通道必须是独立的，不与其它业务复用通道，因此每个保护通道都对应着具体的物理端口和设备。当通信实时运行系统发出通道告警信息后，根据预先配置的通道业务类型信息，筛选出与保护专用通道和设备有关的告警信息，形成通信有效告警信息集合。该方案要求通信实时运行系统能够管理保护专用通道和设备，当通信业务发生变化时，也能够及时识别。第二步，利用保护信息系统有效告警信息集合和通信有效告警信息集合进行交叉推理，解析成若干关于保护装置和通信通道的故障行为模式。由于在保护信息系统中可以获取明确而直观的保护通道异常告警信息，因此在推理过程中，以保护信息系统中的保护通道异常告警信息为主要导向，对于来自保护信息系统以及通信实时运行系统的有效告警信息集合进行具体解析。1.当保护信息系统无各类告警信息时，认为保护装置工作正常。如果保护信息系统出现异常告警信息时，首先基于步骤一获取保护信息系统和通信实时运行系统的有效告警信息集合，根据有效告警信息集合中的内容，可对保护装置和通信通道的状态解析为以下两种故障行为模式：(1)保护信息系统告警信息集合中有通道异常告警信息，同时通信实时运行系统告警信息集合中也有通道异常告警信息，则判定为通信系统故障；(2)保护信息系统告警信息集合中有通道异常告警信息，但通信实时运行系统告警信息集合中无告警信息，则判定为保护装置通信部件故障或保护装置到sdh光纤复用设备接口之间的通道故障；如果保护信息系统中无通道告警信息，但通信实时运行系统中出现了与保护通道有关的通信告警信息(前提是通信实时运行系统能够可靠判断告警信息来自保护通信通道)。正常情况下不会出现上述通信系统告警而保护信息系统没有告警的情况，因为保护装置是数据的发送者和接收者，通信系统只提供数据通信服务，不会主动产生和发送数据。分析这种情况出现的可能原因：(1)通信通道正常，但通信实时运行系统的告警端口误发告警信息；(2)通信通道故障，但保护信息系统漏发告警信息。根据保守决策的原则，则仍判定为通信通道故障。2.当保护信息系统中有保护装置异常告警信息时，认为保护装置工作异常。如果此时保护信息系统中出现了保护通道异常告警信息，根据保护信息系统告警信息集合和通信告警信息集合中告警信息的内容，对于保护装置和通信通道的状态解析为以下两种故障行为模式：(1)通信实时运行系统告警信息组中有告警信息，则判定为保护装置异常且通信通道故障；(2)仅保护信息系统中有通道告警信息，通信实时运行系统中无通道告警信息，则判定为保护装置异常。第三步，在确定可能的故障行为模式后，结合保护通道管理系统和通信资源管控系统存储的静态位置信息对故障进行具体定位，并基于历史运行数据给出对应的故障统计信息。根据第二步对于保护信息系统告警信息组和通信实时运行系统告警信息组的交叉分析，大致可以归纳解析成以下四种故障行为：保护装置异常、保护装置的通信部件或保护装置到sdh复用设备端口之间通道故障、sdh系统通信通道故障、保护装置异常且通信通道故障。基于以上四种故障行为的判断，对保护信息系统和通信实时运行系统告警信息集合中的信息做进一步筛选，以提取与对应故障行为明确强相关的告警信息，从而进行准确的故障定位。对于保护信息系统以及通信实时运行系统中存储的大量历史数据(包含保护信息系统告警信息、通信实时运行系统告警信息和检修记录等)进行提取和筛选处理，形成对应故障行为的历史统计信息，为运行人员快速准确查找故障位置、判断相关设备是否存在缺陷提供参考数据。下面对于四种故障行为下的故障定位方法进行详细介绍：(1)保护装置异常：筛选并提取保信告警信息集合中的保护装置异常告警信息，获取对应保护设备id号、异常部件或异常原因等信息。根据保护设备id号在保护通道管理系统中查阅该保护装置配置的基本配置信息(生产厂家，装置型号和软件版本号，投运时间等)具体地理位置信息，便于运维人员快速准确排查检修。另外，基于保护信息系统的历史故障记录数据统计该保护装置历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值，为运行人员快速、准确判断异常告警的具体原因、分析相关设备是否存在缺陷提供辅助决策支撑；(2)保护装置的通信部件或保护装置到sdh复用设备端口之间通道故障：由于通信实时运行系统无法对保护装置到sdh复用设备端口之间的通道进行监视，因此本发明将保护装置的通信部件故障和保护装置到sdh复用设备端口之间通道故障二者均视为保护装置通信部件故障。筛选并提取保信告警信息集合中的通信异常告警信息，获取对应保护设备id号、异常部件或异常原因等信息。根据保护设备id号在保护通道管理系统中查阅该保护装置配置的基本配置信息(生产厂家，装置型号和软件版本号，投运时间等)具体地理位置信息，便于运维人员快速准确排查检修。另外，基于保护信息系统的历史故障记录数据统计该保护装置通道部件历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值，为运行人员快速、准确判断异常告警的具体原因、分析相关设备是否存在缺陷提供辅助决策支撑；(3)sdh系统通信通道故障：如果认为sdh系统的通信通道故障，需要对通信实时运行系统所提供的告警信息内容做进一步解析，以确定具体的故障位置和故障类型。通信实时运行系统所提供的告警信息一般都会包含故障设备名称、盘号、端口号、故障原因等详细信息，通过解析告警信息的内容，可以对故障位置做出准确判断；如果通信实时运行系统提供多个告警信息，需结合通信资源管控系统存储的静态位置信息，对多个告警信息所指示的故障位置进行逻辑检查，以进一步判断多条信息指示的是否是同一通信通道。如果上述告警信息对应的是同一通信通道中的不同设备或端口，则认为该通道存在多处故障；如果对应的不是同一通信通道，需要查看保护信息系统的告警信息，如果两个系统的告警信息指向同一通信通道，则该通信通道发生故障的可能性最大；如果两个系统的告警信息指向不同的通信通道，则相关通道均可能故障。根据告警端口号在通信资源管控系统中查阅该通信通道及相关通信装置的基本配置信息(生产厂家，装置型号和软件版本号，投运时间等)具体地理位置信息，便于运维人员快速准确排查检修。另外，基于通信实时运行系统的历史故障记录数据统计该通信通道及相关通信装置历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值，为运行人员快速、准确判断异常告警的具体原因、分析相关设备是否存在缺陷提供辅助决策支撑；(4)保护装置异常且通信通道故障：首先，筛选并提取保信告警信息集合中的保护装置异常告警信息，获取对应保护设备id号、异常部件或异常原因等信息。根据保护设备id号在保护通道管理系统中查阅该保护装置配置的基本配置信息(生产厂家，装置型号和软件版本号，投运时间等)具体地理位置信息，便于运维人员快速准确排查检修。另外，基于保护信息系统的历史故障记录数据统计该保护装置历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值，为运行人员快速、准确判断异常告警的具体原因、分析相关设备是否存在缺陷提供辅助决策支撑；其次，对通信实时运行系统所提供的告警信息内容做进一步解析，参照第(3)条的通信通道故障定位方法以确定具体的故障位置和故障类型。根据告警端口号在通信资源管控系统中查阅该通信通道及相关通信装置的基本配置信息(生产厂家，装置型号和软件版本号，投运时间等)具体地理位置信息，便于运维人员快速准确排查检修。另外，基于通信实时运行系统的历史故障记录数据统计该通信通道及相关通信装置历史异常告警次数、异常告警原因以及相应整改措施，根据统计数据给出本次异常告警原因的概率值，为运行人员快速、准确判断异常告警的具体原因、分析相关设备是否存在缺陷提供辅助决策支撑。具体的告警信息表格如以下所示：表1保护信息系统告警信息表a表2通信实时运行系统告警信息表a表3通信资源管控系统信息表a编号告警端口告警通道1传输某网/某变,02盘14端口vc12-1某线辅a保护通道一2传输某网/某变,02盘2端口vc12-1某线辅a保护通道一3传输某网/某变,02盘6端口vc12-1某线辅a保护通道二表4保护信息系统告警信息表b表5通信实时运行系统告警信息表b表6通信资源管控系统信息表b编号告警端口告警通道1传输某网/某变,04盘1端口某线主二保护通道一2传输某网/某变,05盘2端口某线主二保护通道一3传输某网/某变,02盘9端口某线主二保护通道一以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。当前第1页12