基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统的制作方法

本发明涉及一种基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统，属于电网调度技术领域。

背景技术：

随着近几年特高压交直流输电和新能源技术的跨越式发展，我国电网规模和复杂程度不断提高，增加了电网调控业务的工作量和工作难度，同时也给调度人员对电网异常的处理效率提出了更高的要求。

目前在刀闸异常发热时，调度员首先需要根据告警信息在系统中观察异常设备的实时状态并判断严重程度，然后根据调度规程相关内容并回想以往的处理经验，到系统不同功能模块中查看相关设备的状态信息，依次执行相关操作，直到异常消除，处理结束。

这种异常处理方法在当前调度业务复杂化的背景下效率太低，特别是重要线路的刀闸设备异常发热时，如果不及时处理或者处理不当，很容易造成短路并引发停电事故。

技术实现要素：

目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统，包括如下模块：刀闸运行状态监视模块、刀闸异常发热告警推送模块、刀闸异常发热分析处理模块、刀闸异常发热处置过程校验模块、刀闸异常发热历史事件查询模块；

所述刀闸运行状态监视模块用于分析通过测温装置定时扫描的刀闸照片，根据分析得到的刀闸检测发热点温升、温度，实时计算刀闸发热的缺陷等级，缺陷等级包括一般缺陷、重大缺陷、紧急缺陷，所述一般缺陷为检测发热点的发热程度小于第一阈值，所述重大缺陷为检测发热点的发热程度大于等于第一阈值，小于等于第二阈值，所述紧急缺陷为检测发热点的发热程度大于第二阈值；

所述刀闸异常发热告警推送模块用于将一般缺陷、重大缺陷、紧急缺陷刀闸对应的信息存入实时告警信息表，并将实时告警信息表中新的刀闸发热告警事件推送到运行监视主界面中；

所述刀闸异常发热分析处理模块包括：基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块、人工拉闸辅助管理模块；所述基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块用于根据电网拓扑关系，查询一般缺陷或者重大缺陷的刀闸发热告警事件中刀闸对应的线路断面信息，计算线路断面信息的电网灵敏度，获取线路负荷的发电机组的有功灵敏度，通过调节指定发电机组的出力，减小线路的负荷；

所述人工拉闸辅助管理模块用于对紧急缺陷的刀闸发热告警事件中刀闸所属间隔的拓扑进行分析，得到间隔停电的操作流程；

所述刀闸异常发热处置过程校验模块用于根据调度监控人员选择的故障处置方式，自动校验每一步的执行过程是否执行到位，并提供执行效果的实时反馈；

所述刀闸异常发热历史事件查询模块用于将所有处理过的刀闸发热告警事件存入历史库，供运行人员查询指定刀闸的历史缺陷信息，评估刀闸的健康状况，为刀闸的运检维护和改造升级提供判断依据。

作为优选方案，所述检测发热点的发热程度δt的计算公式如下：

δt=(t1-t2)/t1*100%=(t1–t2)/(t1-t0)*100%

其中，t1和t1为检测发热点的温升和温度、t2和t2为正常参照点的温升和温度、t0为环境温度参照体的温度。

作为优选方案，所述第一阈值设置为80%，第二阈值设置为95%。

作为优选方案，所述测温装置采用具备红外测温和图像识别设备功能的电力巡检机器人。

作为优选方案，所述实时告警信息表包括刀闸的所属厂站、设备编号、缺陷等级。

作为优选方案，所述人工拉闸辅助管理模块还包括人工拉闸风险分析模块，所述人工拉闸风险分析模块用于分析将发热刀闸所属间隔的断路器断开后，是否会造成相关厂站全站失电，并将相关风险在人工拉闸辅助管理界面中列出，供监控人员参考。

作为优选方案，所述刀闸异常发热处置过程校验模块还包括：当调度监控人员使用基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块时，实时监视通过故障刀闸的电流大小，并触发基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块重新计算灵敏度信息；当调度监控人员使用人工拉闸辅助管理模块时，自动跟踪相关断路器和刀闸的拉闸过程，实时展示相关断路器和刀闸的位置状态。

有益效果：本发明提供的基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统，将调度规程、电网网络分析和人工经验融合，根据告警信息，自动生成刀闸异常发热的详细处理方案，分析异常事故的风险点并跟踪校验事故的处置过程，提高调度人员针对刀闸异常发热事件的处理效率，实现刀闸异常发热故障识别、故障分析、故障处置和故障校验的全过程动态管理，保障电网安全稳定运行。

附图说明

图1是本发明基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统的示意图；

图2为刀闸异常发热告警推送模块在系统检测到刀闸异常发热告警事件后向调度监视界面推送的告警窗口；

图3为基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块针对刀闸异常发热故障辅助调度人员进行故障处理的展示图。

图4为人工拉闸辅助管理模块针对刀闸异常发热故障辅助调度人员进行故障处理的展示图。

图5为刀闸异常发热历史事件查询模块展示图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示，一种基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统，包括以下模块：

1、刀闸运行状态监视模块；

此模块主要通过测温装置，如红外测温仪来定时扫描刀闸，将所拍的照片传送回本系统并实时分析刀闸发热的缺陷等级。参照《dlt664-2016带电设备红外诊断应用规范》，刀闸发热的缺陷等级可以依据检测发热点和正常参照点的相对温差进行确定：

δt=(t1-t2)/t1*100%=(t1–t2)/(t1-t0)*100%

其中，t1和t1为检测发热点的温升和温度、t2和t2为正常参照点的温升和温度、t0为环境温度参照体的温度。δt为检测发热点的发热程度。

结果在80%以下为一般缺陷、80%~95%为重大缺陷、95%以上为紧急缺陷。

2、刀闸异常发热告警推送模块；

本模块发现有一般缺陷、重大缺陷或者紧急缺陷的刀闸后，将对应刀闸的所属厂站、设备编号、缺陷等级的信息存入实时告警信息表。本系统在扫描到实时告警信息表中有新的刀闸发热告警事件后，将告警事件推送到运行监视主界面中。

3、刀闸异常发热分析处理模块；

本模块包括基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块和人工拉闸辅助管理模块。

其中，基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块主要用于一般缺陷、重大缺陷的刀闸异常发热告警事件的处理分析。本模块获取到产生缺陷的刀闸的设备信息后，根据电网拓扑关系查询到对应的线路设备信息，调用电网灵敏度分析模块，根据线路断面信息获取影响上述线路负荷的发电机组的有功灵敏度，通过调节指定发电机组的出力，减小上述线路的负荷，从而减少通过刀闸的电流，达到降低刀闸温度的目的。上述发电机灵敏度信息可以详细地列出指定发电机组的出力每调节1mw，通过故障刀闸的电流可以减少多少安培，为调度监控人员的故障处置提供详实的依据。

人工拉闸辅助管理模块主要用于紧急缺陷的刀闸异常发热告警事件的处理，此缺陷一般可能由刀闸的物理故障导致，如连接接触不良等。此情况下调节通过刀闸的电流已不能及时有效地降低刀闸的温度，如果不及时处理，会造成隔离开关熔毁烧断，造成断路器跳闸，从而影响电网安全稳定运行。本模块将根据发热刀闸的设备信息完成刀闸所属间隔的拓扑分析，自动生成间隔停电的操作流程，快速、准确地完成人工拉闸的操作。

人工拉闸辅助管理模块还进一步地包含人工拉闸风险分析模块，人工拉闸风险分析模块分析发热刀闸所属间隔的断路器断开后，是否会造成相关厂站全站失电，并将相关风险在人工拉闸辅助管理界面中列出，供监控人员参考。

4、刀闸异常发热处置过程校验模块；

本模块根据调度监控人员选择的故障处置方式，包括调节刀闸的通过电流、人工拉闸，自动校验每一步的执行过程是否执行到位，并提供执行效果的实时反馈。当调度监控人员使用基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块时，本模块可以实时监视通过故障刀闸的电流大小，并触发基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块重新计算灵敏度信息；当调度监控人员使用人工拉闸辅助管理模块时，本模块自动跟踪相关断路器和刀闸的拉闸过程，实时展示相关断路器和刀闸的位置状态。

5、刀闸异常发热历史事件查询模块；

本模块将所有处理过的刀闸异常发热告警事件存入历史库，供运行人员查询指定刀闸的历史缺陷信息，评估刀闸的健康状况，为刀闸的运检维护和改造升级提供判断依据。

实施例1：

如图1所示，一种基于调度规程的刀闸异常发热辅助决策系统，包括以下部分。

1.刀闸运行状态监视模块

（1）定时扫描隔离开关的发热状态：

电力巡检机器人具备红外测温和图像识别设备功能，可以定时按照规划巡检整个变电站。所有开关、刀闸设备的运行状态都通过巡检机器人或者人工手持红外测温仪采集后传送回本系统。

（2）刀闸发热缺陷等级分析：

系统对上传的采集资料进行实时分析，根据《dlt664-2016带电设备红外诊断应用规范》的相对温差计算公式，监测到某变电站220kv2k711刀闸的相对温差百分比为85%，达到重大缺陷等级。

2.刀闸异常发热告警推送模块

如图2，系统检测到220kv2k711刀闸异常发热重大缺陷后，将详细的告警信息实时推送到调度监控的主界面中，监控人员可以根据告警等级选择及时处理或者忽略。

3.刀闸异常发热分析处理模块

本实施例中,220kv2k711刀闸异常发热的缺陷等级为重大缺陷，如图3、图4，辅助决策系统以“方案一”和“方案二”分别展示了基于灵敏度分析的刀闸电流调节模块和人工拉闸辅助管理模块的故障处置流程。其中，“调度规程内容”是调度规程中针对刀闸异常发热故障的处置指导规程，该条目规定了故障处置的方向性原则，但是没有实例化的具体操作步骤。下方的“降低出力机组”和“增加出力机组”则列出了根据电网灵敏度分析计算得到的可供调节的发电机组，灵敏度为正的发电机组归属于“降低出力机组”，灵敏度为负的发电机组归属于“增加出力机组”；“拉开刀闸步骤”条目为通过拓扑分析自动生成的间隔停电的操作流程，刀闸异常发热处置过程校验模块检测到指定步骤的操作完成后会将指定条目变色，实时跟踪故障处置过程。风险预警模块则提醒调度人员，执行间隔停电操作可能会对系统运行带来哪些风险；

（1）基于灵敏度分析的刀闸电流调节：

灵敏度分析模块无法直接对刀闸进行灵敏度分析，本系统根据发热刀闸的设备信息在电网中进行拓扑分析，获取发热刀闸所属线路断面信息，以线路断面信息为传入参数进行灵敏度分析，获取本断面对发电机有功的灵敏度。灵敏度信息传输结构定义如下：

structsensrest

{

keyid_typeobj_dev;//查询设备例如越限设备

keyid_typesouce_dev;//可调设备例如发电机

keyid_typest_id;//可调设备所在厂站名

floatsens_val;//灵敏度

floateff;//缓解度

boolup_flag;//上调标志

};

上述结构中的浮点值sens_val为可调设备souce_dev的灵敏度值，假设sens_val的值为0.18，代表发电机souce_dev的有功每降低1mw，目标断面的有功减少0.18mw；假设sens_val的值为-0.18，代表发电机souce_dev的有功每增加1mw，目标断面的有功减少0.18mw。在进行刀闸发热故障处置时，调度监控人员需要及时关注和调节的数据是通过发热刀闸的电流，本系统根据刀闸所属线路的实时电压、功率因素以及上述功率灵敏度信息进一步计算得到电流灵敏度信息。参照图3，通过220kv2k711刀闸的电流为813.26安培，根据灵敏度分析结果，当前可采取降低某发电厂20kv#5机组、#6机组的出力的方式来降低通过2k711刀闸的电流。根据列表展示辅助信息，#6机组当前出力为218.4mw，其最低技术出力为165mw，电流灵敏度值为0.47，通过调节#6机组，预计可以使通过2k711刀闸的电流减小（218.4-165）*0.47=25.568a，同样可以计算出#5机组调节到最小出力可以使通过2k711刀闸的电流减小27.119a。

（2）人工拉闸辅助管理：

当上述机组都调节到位后仍然不能解决刀闸严重发热缺陷并且缺陷紧急时，就必须经设备运检单位确认其安全性后，采用调度停电拉闸的方式消除缺陷。如图4，系统在辅助展示界面中为调度人员列出了间隔停电的详细步骤。

风险预警栏中列出2k71开关断开后将导致变电站全站失电，调度人员可以根据风险提示提前做好供电方式切换等操作，避免风险事故的扩大。

4.刀闸异常发热处置过程校验模块

（1）基于灵敏度分析的刀闸电流调节过程的自动校验：

在采用降低某发电厂#5机组、#6机组出力的过程中，本系统实时刷新通过2k711刀闸的电流值，并重新进行2k71线路断面的灵敏度计算，实时更新对应机组的电流灵敏度值，为调度人员的操作提供准确的依据。

（2）人工拉闸辅助管理过程的自动校验：

调度人员完成变电站供电运行方式的切换后，人工拉闸风险分析模块重新进行系统风险预警分析后将清除全站失电的风险预警，在没有任何风险预警的前提下，调度人员可以对2k71间隔进行停电操作。如图4的“拉开刀闸步骤”所示，系统将跟踪扫描220kv2k71开关的运行状态，当2k71开关断开后，系统自动将操作步骤1打勾并更新为“执行完毕”状态。接着进行步骤2、3的执行校验过程，这里不再赘述。

5.刀闸异常发热历史事件查询模块

通过输入起始时间和结束时间，可以查询指定时间段内所有涉及刀闸异常发热的告警事件。如图5，通过查询2019年度关键字为“2k711”的刀闸异常发热缺陷的事件记录，发现某厂站220kv2k711刀闸发生过多次异常发热缺陷，其绝缘性能存在一定程度的下降，刀闸设备可能存在健康隐患，应该及时安排检修、维护。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。