一种基于全息时标量测的电网数据跳变检测与分析系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于全息时标量测的电网数据跳变检测与分析系统，以实现对历史时段的任意量测的数据跳变情况进行识别，并准确地进行记录、统计和分析。本发明利用调度自动化系统中时间序列数据库存储的有功、电压等量测数据，采用精细化的数据跳变判断规则，对电网历史数据跳变进行精确的检测，并能够推送至应用前端，另外将得到的数据跳变信息存储至调度自动化系统的关系数据库中，对数据跳变及其关联的厂站、RTU设备等进行统计分析，辅助监控人员高效地处理数据跳变问题。本发明提高了数据跳变检测的准确性与效率，支持对任意时段的数据跳变进行分析、重新统计，有效地提升了电网数据跳变的应用水平。
【专利说明】一种基于全息时标量测的电网数据跳变检测与分析系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电网数据跳变检测与分析系统，属于电力系统调度自动化【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着国家电网公司“大运行”建设的推进，电力网络的规模越来越大，其结构和运行模式也越来越复杂，目前电网调度自动化系统已达到了较高的水平，相关技术、功能都能够稳定运行，为电网运行监视、控制以及其他高级应用分析等工作提供了良好支撑。
[0003]但是实践中，在细节处理及运行中也存在一些问题，例如调度自动化系统主站端的数据可靠性问题，由于系统数据的可靠性情况直接影响到调控人员对电网运行情况的判断与分析(包括告警事件监视分析、状态估计分析、调度员潮流分析以及静态安全分析等)，因此保证电网调度自动化系统的数据可靠性显得尤为关键，而如何有效地检测、分析继而减少数据跳变则是提高系统数据可靠性的一项重要工作。这里所提的数据跳变问题是指调度自动化系统主站数据短周期性地不符合电网一次侧实际情况，这类问题通常是由信道品质不高、通信参数配置不当或相关规约软件编程不良导致的。分析解决此类问题的传统做法是根据统计出的较粗略的数据跳变结果，依靠专家经验从RTU设备、信道、通信参数、规约软件的选择等因素进行排查，由于统计数据源为周期型数据，统计方法较简单(多为对单一量测数据趋势的研判)，且统计的量测较固定，导致分析的效率、精准度以及灵活性均有不足。
[0004]在上述情况下，迫切需要一种高精度的数据跳变自动化检测与统计分析方法，能够对历史时段的任意量测的数据跳变情况进行识别，并准确地进行记录和统计，且为跳变问题的分析和解决提供一定的支撑。经初步检索，暂未发现有与本
【发明内容】
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【发明内容】
[0005]为了解决上述问题，本发明提供了一种基于全息时标量测的电网数据跳变检测与分析系统。
[0006]本发明的原理是:利用调度自动化系统中时间序列数据库存储的有功、电压等量测数据，采用精细化的数据跳变判断规则，对电网历史数据跳变进行精确的检测，并能够推送至应用前端，另外将得到的数据跳变信息存储至调度自动化系统的关系数据库中，对数据跳变及其关联的厂站、RTU设备等进行统计分析，辅助监控人员高效地处理数据跳变问题。其中，时间序列数据库(又称“实时数据库”)技术使得电网调度自动化系统针对电网量测数据的存储方式从周期性存储转变为了变化即存储，实现了对电网带时标量测数据的全息采样与存储，由此可为系统上层应用提供精细化的遥测、遥信历史数据。
[0007]本发明具体采用如下的技术方案:
[0008]本系统包括服务端和客户端，均部署在生产I区。
[0009]服务端在后台长期运行，利用时间序列数据库，根据负荷有功、交流线段端点有功、主变有功、母线电压等量测的数据，结合业务规则，实时地检测识别数据跳变情况，并将统计结果写入调度自动化系统的关系数据库；
[0010]服务端提供数据跳变统计的查询接口 ；
[0011]客户端通过多种方式呈现并通知用户其关注的实时、历史数据跳变信息，提供详实的跳变统计信息查询，提供多种跳变分析策略供分析，辅助用户快速了解、处置或回溯数据跳变情况。
[0012]进一步，服务端包括五个模块:二次开发接口处理模块、数据交互处理模块、跳变检测与统计模块、跳变分析模块以及重统计模块。其中，
[0013]二次开发接口模块负责接受、处理并反馈客户端或其他第三方应用对数据跳变情况的查询、重统计等请求，为前端应用提供良好的访问支撑；
[0014]数据交互处理模块负责所有与调度自动化系统各类相关数据的访问、组织以及维护更新，负责统计分析结果的持久化处理；
[0015]跳变检测与统计模块负责对核心业务判断规则的解析、检测、统计，可根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型等进行多层次统计；
[0016]跳变分析模块负责各类与跳变相关信息的组织与关联，形成分析结果集供二次接口访问；
[0017]重统计模块负责对历史数据跳变情况的重新统计、所有关联的统计结果更新等，可解决原先漏统计的情况。
[0018]进一步，客户端包括如下模块:
[0019]I)跳变信息实时显示模块，负责最新数据跳变信息刷新并提醒显示；
[0020]2)跳变信息操作模块，负责跳变信息的置顶、开始接收、暂停接收、排序及检索；
[0021]3)跳变查询模块，负责根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型、关联的RTU设备及厂商等查询条件进行查询；
[0022]4)数据跳变重统计模块，负责对历史数据跳变的重新统计；
[0023]5)跳变分析模块，负责跳变统计结果分析、趋势分析、设备分布分析、关联RTU设备及厂商分布分析等；
[0024]6)关联分析模块，负责关联信息查看，包括接线图、设备参数信息以及设备检修计划信息等。
[0025]进一步，本发明中所有与调度自动化系统的数据交互均通过系统的统一数据访问接口完成。
[0026]通过采用上述技术方案，实现了在周期统计时刻或外部触发统计时刻，根据特定的业务规则，对统计时段的电网负荷、交流线段端点和主变的全息有功量测数据以及母线的全息电压量测数据进行精细化的数据跳变分析，并将检测分析结果推送至应用前端、存入数据库，供监控人员进行分析查看。本发明能够以自动化的方式完成电网运行实时数据跳变、任意历史时段数据跳变的检测与统计，并提供了典型的跳变分析策略。利用调度自动化系统中时间序列数据库存储的全息量测数据，提高了数据跳变检测的准确性与效率，支持对任意时段的数据跳变进行分析、重新统计，有效地提升了电网数据跳变的应用水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1是本发明系统的模块交互图。
[0028]图2是电网有功跳变检测流程示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
[0030]为了完成电网数据跳变情况的精细化检测与统计分析，采用集成时间序列数据库的调度自动化系统，以实现电网实时运行过程中产生的所有遥测、遥信等数据的全息存储与高效访问，这些带有时标的量测数据以及调度自动化系统中已存有的电网运行静态参数、模型信息、拓扑信息、RTU设备信息等，是基于时标量测的电网数据跳变检测与分析的基础。
[0031]在本发明中，在调度自动化系统的服务层设计了一个数据跳变统计服务(服务端)，该服务是完成数据跳变检测与分析的核心组件，它还负责统计分析过程中所有与调度自动化系统中关系数据库、时间序列数据库的交互操作，另外还向前端界面以及其他外部应用提供数据访问、统计信息访问、设备信息访问以及统计分析控制等接口 ；
[0032]本服务端能够提供数据跳变情况的多角度、多层次的统计，即可根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型等的不同进行跳变统计；
[0033]本发明的另外一个部分是数据跳变查询端(客户端)，在服务端完成实时、历史数据跳变详细信息的基础上，整合调度自动化系统中的模型、RTU设备及厂商等信息，提供分层分级的数据跳变统计策略，通过趋势分析图、饼图、柱状图等多元化的显示方式实现多维度的数据跳变分析。
[0034]本客户端能够提供多维度的分析功能，即可根据数据跳变总体统计结果进行详细列表及趋势分析、关联RTU设备及厂商分布占比分析、设备跳变情况占比分析等。
[0035]本客户端还能够提供数据跳变情况的多角度、多层次的查询，即可根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型、关联的RTU设备及厂商等的不同进行查询。
[0036]本发明系统与相关的调度系统进行集成，根据发生数据跳变的设备可定位到调度自动化系统的接线图，还可定位到OMS系统展示设备参数信息、设备检修计划信息。
[0037]应用本发明系统时，需要调度自动化系统集成时间序列数据以实现对电网运行的遥测、遥信等数据全息存储。本发明的服务端与客户端均部署在生产I区，本发明系统各个模块的交互架构如图1所示，由客户端触发或服务端实时/定时触发进行数据跳变检测时，形成一个新的任务进入服务端的跳变检测与分析队列，服务端的跳变检测与统计模块、跳变分析模块以及重统计模块获取相应的任务并执行，部分结果进入服务端的结果缓存中，其他结果通过数据交互处理模块实现向数据库环境的写入。客户端的各个功能模块均通过服务端提供的接□实现跳变信息、统计信息、分析信息等的获取。
[0038]图2选取了电网有功跳变的检测流程，当开始一次有功量测的数据跳变检测时，首先判断其数值是否越过了检测的门槛值，如果越过，则分为零漂跳变以及异常跳变两种检测流程，否则本次跳变检测直接结束。对于交流点段端点的有功数据跳变判断，需要计算其对端的数据变化趋势，趋势一致时才进行下一步的判断。通过此流程，可以较全面地完成有功数据跳变的检测。
[0039]本发明进行数据跳变检测的业务规则如下:
[0040]1、有功量测数据跳变:
[0041]负荷、交流线段端点和主变的有功量测在T时刻的值Pt超过预设定的门槛值Pο,即I Pt I > I Po I，则认为可能要发生跳变，开始针对此量测展开分析，判据如下:
[0042]I)零漂跳变:如果此量测在下一个时刻T’的有功值Ρτ，降为O或零漂，且在Τ’前后一定时间段内t (如20秒)设备的运行状态没有变为“退出运行”，则认为该量测在T’时刻发生了有功跳变；
[0043]2)异常跳变:如果此量测在下一个时刻T’的有功值Pt,未降为O或零漂，但&比之前一定时间段t (如20秒)内各时刻T"的有功值Pt，，变化均超过一定比率(如20% )，且T时刻的前后一定时间段t内(如20秒)设备的运行状态没有变为“退出运行”，则认为该量测T时刻发生了有功跳变。
[0044]其中，对于交流线段端点的有功跳变，需要其对端在相同的规则下，变化趋势与本端趋势一致时，才可认定该量测发生跳变。
[0045]2、电压量测数据跳变:
[0046]母线的电压量测在T时刻的值Ut超过预设定的基准电压值U^—定比率(如2% )，即I Ut-UciIzUUK则认为可能要发生电压跳变，开始针对此量测展开分析，判据如下:
[0047]异常跳变:如果叫比T时刻之前一定时间段t (如20秒)内各时刻T"的电压值Ur变化均超过一定比率(如2% )，且T时刻的前后一定时间段t内(如20秒)设备的运行状态没有变为“退出运行”，则认为该量测T时刻发生了电压跳变。
[0048]本发明不限于上述实施例，一切采用等同替换或等效替换形成的技术方案均属于本发明要求保护的范围。
【权利要求】
1.一种基于全息时标量测的电网数据跳变检测与分析系统，其特征在于，包括服务端和客户端，所述服务端在后台长期运行，负责利用时间序列数据库以获取实时或任意时段的量测数据，实时地检测识别数据跳变情况，并将统计结果写入调度自动化系统的关系数据库，并提供数据跳变统计的查询接口； 所述客户端负责呈现并通知用户其关注的实时、历史数据跳变信息，提供跳变统计信息查询及跳变分析策略，辅助用户快速了解、处置或回溯数据跳变情况。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述服务端包括:二次开发接口处理模块、数据交互处理模块、跳变检测与统计模块、跳变分析模块以及重统计模块，其中: 所述二次开发接口处理模块负责接收、处理并反馈所述客户端或其他第三方应用对数据跳变情况的查询、重统计请求，为前端应用提供访问支撑； 所述数据交互处理模块负责所有与调度自动化系统各类相关数据的访问、组织以及维护更新，负责统计分析结果的持久化处理； 所述跳变检测与统计模块负责对核心业务判断规则的解析、检测、统计，根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型进行多层次统计； 所述跳变分析模块负责各类与跳变相关信息的组织与关联，形成分析结果集供二次接口访问； 所述重统计模块负责对历史数据跳变情况的重新统计、所有关联的统计结果更新。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征是，所述客户端包括如下模块: 跳变信息实时显示模块，负责最新数据跳变信息刷新并提醒显示； 跳变信息操作模块，负责跳变信息的置顶、开始接收、暂停接收、排序及检索； 跳变查询模块，负责根据区域、变电站、电压等级、设备类型、具体的设备名称、跳变类型、关联的RTU设备及厂商查询条件进行查询； 数据跳变重统计模块，负责对历史数据跳变的重新统计； 跳变分析模块，负责跳变统计结果分析、趋势分析、设备分布分析、关联RTU设备及厂商分布分析； 关联分析模块，负责关联信息查看，包括接线图、设备参数信息以及设备检修计划信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征是，本系统中所有与调度自动化系统的数据交互均通过本系统的统一数据访问接口完成。
【文档编号】G06Q10/06GK104504504SQ201410758940
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月10日 优先权日:2014年12月10日
【发明者】唐胜, 张珂珩, 彭晨辉, 周绮, 陈振光 申请人:江苏瑞中数据股份有限公司