0 引言

　　调度自动化系统的不断完善和智能化是国家电网公司“坚强智能电网”建设的重要一环。近年来，随着青岛社会经济的快速发展，青岛电网所承担的调度任务也日益增加，传统调度系统逐渐显现出其不足，为此，青岛电网应用了智能告警专家系统。智能告警专家系统作为调度自动化的重要组成部分，能高效地从庞大的信息流中筛选出重要信息，为电网提供快速的故障警告和决策支持，使电网运行更智能化，帮助值班人员在繁杂的电网运行信息中进行更方便、快捷和准确的判断，从而促进电网系统的安全可靠运行。

　　1 智能告警专家系统功能简介

　　1.1 信号的过滤及分类显示

　　变电站各种运行遥信总量虽然很大，但大部分只是提示类信息，而需要特别关注的是告警和事故类信息。老系统是各种信号混杂在一起，仅按时序显示，监控的工作量很大；新系统实现了信号过滤，全部信号依据统一标准进行描述，并标注重要程度。综合时序和信号所在设备单元，进行信号显示，依据信号重要性，进行信号所在厂站的画面弹窗和语音报警。

　　1.2 遥测遥信信号的分单元显示

　　变电站同一设备单元内的信号具有逻辑关联性，将其放在一起显示能正确判断该设备单元发生的异常情况。而原系统的信号仅按时序显示，需要人工寻找归类后再进行判断，效率低下。新系统将同一设备单元内具有逻辑关联性的信号放在一起，方便监控人员监控，又能以专家知识库为基础，依照其逻辑关联性进行推理，给出分析结论和处理方案。

　　1.3 信号的告警方式

　　告警动作是告警最基本的要素，指一些具体的告警表现，如语音报警、画面弹窗报警、人工确认报警、上告警窗口页面等。告警行为是一组告警动作的集合，机器要发生一系列的告警动作来提示用户。如开关发生事故变位，此时的告警行为是事故变位，即“语音报警、推画面、人工确认、上事故页面、登录数据库”。不同警戒级别的告警信号对应不同的告警行为，使监控人员从繁多的各类信号中高效地甄别出异常信号，及时发现系统的故障所在。

　　1.4 告警信号的原因判断和处理方案

　　变电站遥信信号分单元、分类显示后，监控人员的工作量会大幅减少，但提高监控人员对事故判断及处理的准确性问题凸现。青岛电网施行的是“监控中心集中监控、分散设置操作队”的模式，监控人员不参与变电站现场的操作及巡视，因此难以在第一时间对事故情况做出准确的判断及处理。而告警遥信信息能实时提供准确判断及处理方案，对迅速处理事故及异常情况、保障电网和设备的安全运行发挥重要作用。青岛电网运用的智能告警专家系统采用正向推理，分逐一推理与综合推理2类：

　　(1)逐一事件推理。定义好每个信号所属的事故告警信号种类，形成逐一推理判断关系，在告警事件发生后，可以根据每条告警信息做出推理，给出事故发生的原因及处理建议。

　　(2)综合事件推理。在逻辑判断知识库(依据大量专家知识编制而成)中包括多个事件综合判断的判别逻辑。在短时间内(可依据各地实际情况进行定义)，变电站某一设备单元连续发生多个(2个以上)事故或告警信号，这个连续发生信号存在关联的有机整体，称为一个“综合事件”。这个综合事件必然是由某个事故或异常引起的，“综合推理”逻辑就是要根据发生的“综合事件”推理出该单元设备究竟发生了何种异常，给出一个综合的判断和处理方案。

　　1.5 系统处理流程

　　处理流程如图1所示，当应用程序检测出告警，发出告警报文给告警服务程序。告警服务程序收到消息后，立即查找此告警相应的告警类型与告警方式，根据告警方式和告警状态确定相应的告警动作和告警参数，发消息给每台机器上的告警客户端，同时把告警信息存到数据库。告警客户端收到消息后完成相应的告警动作(语音、画面等)，重要告警在客户端需要进行告警确认，告警确认后通知告警服务进程。告警服务后台接到告警确认后再通知所有告警客户端此告警已经得到确认。

　　图1 系统处理流程

　　2 告警专家系统的有效配置与改进

　　2.1 信号过滤及分类

　　结合青岛电网的实际情况，根据信号的重要性分类定义如下：
 

　　(1)提示性信号。包括油泵、马达、电机运转、收发信、光端机装置动作、遥控、就地操作动作、断路器加热、冷却器、散热器投入、档位信息、刀闸变位等。

　　(2)告警性信号。包括保护装置告警、故障录波器及自动装置告警、开关机构信号告警、交直流系统告警、模拟量越限信号、闭锁性信号等。
 

　　(3)事故性信号。包括开关变位、保护(非全相、过流、速断、瓦斯、差动、母差、距离、纵联等)动作、安全自动装置动作、事故总信号。

　　基于运行监视的需要，将工作站上的显示窗口分为时序信息(全部实时信号)、提示信息、告警信息、事故信息、检修信息、操作信息、越限信息、告警未复归、系统运行信息、厂站工况信息等10个页面：

　　(1)时序页面：与原有的告警窗显示一致，全部信号按时序显示。

　　(2)提示页面：只显示电网正常运行中经常发出的提示性信号。若同一提示性信号在定义的时间内重复出现N次，则把该提示信号自动转入告警页面。如"断路器机构电机运转打压储能"本是提示性信号，但同一设备若短时间内频发该信号，说明该机构出现异常，须尽快处理。

　　(3)告警页面：只显示电网运行出现异常时才发出的告警性信号。

　　(4)事故页面：只显示电网出现事故时发出的断路器分合闸和与其有关联的跳闸性信号。

　　(5)检修页面：某个单元被置"检修"牌后，该单元的所有信号进入检修画面显示，不在提示、告警、事故、告警未复归4个画面中出现，时序页面与原来一致。

　　(6)操作页面：显示人工操作信息(遥控、置牌、封锁等)。

　　(7)越限页面：按照时间顺序显示遥测越限，如遥测已恢复正常，则这个信息在"越限页面"中消失。

　　(8)告警未复归：按照时间顺序显示未复归的告警性信号、跳闸事故性信号，如某个动作的告警性信号已经复归，则这个信号在“告警未复归页面”中消失。

　　(9)系统运行页面：显示系统运行信息。

　　(10)厂站工况页面：显示厂站工况退出信息。

　　2.2 信号单元分类

　　结合青岛电网设备的实际情况，定义有线路单元(220 kV、110 kV、35 kV及10 kV)、主变单元、母联单元(220/110/35/10母联或分段开关、母线单元)、电容器单元、直流及站用电系统和其他等单元。在告警窗中，信号按单元显示，以某单元第1个出现的信号为基准，在N秒内该单元所有的动作及复归信号，均在一个“单元区”内显示，作为一个事件。超过N秒该单元的动作及复归信号，另起一个“单元区”显示，作为另一个事件(N的数值依据信号历史统计，定为4 s)。这样不仅便于监控人员直观地了解每个单元的情况，而且系统可以对一个事件内的一个或多个信号进行逻辑推理、故障判断分析并提供简要的处理方案。

　　另外，对每一个变电站制作分单元显示的遥信表，含有未复归信号的单元以突出色显示，以便监控人员在遥信表中发现有异常的单元。

　　2.3 建立知识库

　　尽管青岛供电公司监控中心遥信信号有6万多个，但是通过对220 kV及以下变电站全部事故及异常告警信号的归纳整理，得到需关注的变电站事故及异常告警信号共约100种，具有普遍意义。基于现场巡视人员的经验和专家的理论分析，对这100种告警信号进行原因说明，并提供处理方案，建立变电站信息处理专家系统知识库，并由维护人员根据现场实际的变化随时调整和完善。

　　3 告警专家系统的应用效果

　　对电网监控的遥信信号巡视时间做了记录，如表1所示，系统应用后，相同信号量的巡视时间比应用前缩短66%，效率大为提高。

　　在系统试运行期间，借助告警系统的提示，监控值班员及时发现2起110 kV变压器有载调压分接头故障，3起直流充电机故障，2起GIS设备漏气故障，并在最短的时间内对问题设备进行处理，避免了故障的升级，保证了人身、设备以及电网的安全。

　　表1 系统应用前后遥信信号巡视时间

　　4 结语

　　结合青岛电网实际情况，建立并完善了智能告警专家系统，方便监控人员抓住重点，提高了事故异常判断与处理的准确性和快速性；建立和完善专家推理，为运行中的电网提供快速的故障告警和决策支持，同时提高了监控人员的业务水平。

　　智能告警专家系统对青岛电网能量管理系统中繁杂的信息进行了合理分层、分流处理。实践证明，系统在降低监控人员工作强度的同时，大幅度提高了监控效率，保障了电网和设备的安全稳定运行，是智能电网信息化、自动化、互动化的重要体现。