CN113726007B - 一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统，将智能录波器主站与录波器连接，并提取录波器数据，对录波器运维数据进行运维分析处理并生成故障诊断报告、智能运维报告和录波器缺陷报告，对上述报告进行综合决策分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案，最后向相关人员或调度系统推送故障或缺陷信息。本发明通过“透明化”架构的设计以及加强智能录波器主站综合决策支持及可视化操作支持，来解决智能录波器主站管理方法，用于解决录波器主站管理不够智能化和透明化的问题，实现一站式管理，并提高调控智能化水平。

Description

一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统

技术领域

本发明涉及继电保护领域，尤其涉及一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统。

背景技术

智能变电站是智能电网建设的重要支点，其运行可靠性关系着整个电网的稳定。原有的监测设备的监测面小、数据格式不统一、告警信息粗略，完全依赖人工整理和分析，工作量大、效率低。为此，2018年电力行业提出了新一代“四合一”智能录波器，在原有的“故障录波”功能基础上集成了“保护动作分析、二次系统可视化、设备运维”等新功能，能够全面反映变电站的一次输变电系统、二次继电保护系统、网络设备、网络报文等运行情况。

目前新一代智能录波器处于试点阶段，尚没有与之匹配的智能型主站系统出现，所以仍沿用传统的录波主站系统。而传统主站仅具备“故障录波”文件的调取和分析功能，对于“保护动作分析、二次系统可视化、设备运维”等新增功能并不支持。如此一来新一代智能录波器的应用范围就被局限在变电站，无法延伸到电网调度层面，不利于有效利用和推广。

目前对录波器进行管理的主站系统主要有两种：一是保信主站，二是录波主站。保信主站主要依托于变电站端的保信子站，由于管理的设备多、需要收集的信息复杂、系统自身可靠性低，存在上送成功率低、耗时长、不具备故障分析功能等问题，运行效果并不理想，所以目前大多采用单独建设录波主站的方式。而现有的一些录波主站系统受限于录波器的运行特点，主要存在以下几点不足：

1)信息不透明，集中管控难度大，主站建设成本高。

当前常规变电站项智能变电站过渡阶段，IEC103、IEC61850、私有规约并存，此外各厂家的同类型通信规约也存在差异。想要实现一站式的兼容接入，以现有主站系统的信息技术架构来说，需要建立庞大的系统模型，工作量巨大且可靠性低，所以仍存在许多存量设备无法接入、增量设备联调周期长的问题。

2)数据不透明，分析诊断手段不足，事故处理流程复杂。

同样由于缺乏规范化要求，各厂商录波器生成的录波文件在文件格式、采样频率、通道定义、命名方式等方面也存在差异，只能做到波形文件的统一打开，至于故障分析大多依赖于厂站侧装置自身或者调度侧人工分析，对数据利用率低，自动化水平不足。

3)计算不透明，系统耗能高，大型数据处理速度慢、效率低。

快速扩张的电网规模下录波数据的信息量大和集中爆发已成为行业难题，传统的多机协同调度架构和多线程任务处理机制已难以应对日益增长的海量数据的处理需求。由于系统资源分配和任务协调机制的不透明，主站系统CPU负荷率居高不下，正常运行情况下长期维持在25％以上，大数据处理情况下超过50％，卡顿、宕机情况时有发生，唯有通过提高设备配置、增加设备数量予以缓解，成本大幅提高但收效甚微。

4)运行不透明，系统自身可靠性差，维护工作量大，人力成本高。

系统自身可靠性低，对模型、环境、配置等因素的耦合性高，容易因模型不一致、网络环境恶劣、配置错误或文件缺失等原因，导致数据上送或分析失败。同时对目标和自身运行态势的评估和预警机制不完善，故障分析与排查依赖人工，日常维护工作量很大。

随着电网环境复杂程度的提升，依赖人工经验和认知的有效性急剧下降，其主要原因就在于电网运行状态“不透明”，调度人员感知的电网故障信息不及时、不全面，当电网发生异常或故障时，海量、多点数据集中爆发式上升，调度人员在大信息量的干扰下，极易出现认知障碍，判断力随之下降，很难在短时间内做出准确的分析和决策，只能依靠经验判断。但电网故障分析是需要一项综合多专业、多学科、多系统合作的工作，即使是经验丰富的调度人员，也很难保证及时、准确的做出科学的决策，就容易出现事故处理效率低导致停电时间变长，甚至决策失误导致设备损坏的二次事故发生。

此外，电网技术迭代也在加快。新一代智能录波器信息量更加庞大，网络结构和报文类型更加复杂，对调度人员设置了更高的专业“门槛”，但同时也提供了更多角度的电网运行信息。因此调度人员需要更智能化的录波器主站来充分消纳和运用这些信息，提供更有力的决策支持。

在计算机系统结构中，“透明性”是指计算机系统一些底层的算法或指令可以被开发人员使用，而开发人员不需要其工作原理，即存在但不需被了解。同样的，在智能变电站中复杂的报文数据及其传输过程也不需要被调度人员所了解，只需要将报文反映的电网状态加工后展示给调度人员即可。

在电网运行中，中国工程院李立浧院士提出的“透明电网”，是指运用计算机技术、数据通信技术、传感器技术、人工智能等现代信息技术与电网相结合，实现电网的可见、可知、可控。新一代“四合一”智能录波器就是一个功能强大的传感器，但在调度端缺少对其的应用技术，所以我们的主站设计要利用智能录波器的数据基础对电网进行运行状态可视化、故障深度感知和控制方案支持。

总结，当前还没有一个普遍适用的方法，能够解决录波器主站管理不够智能化和透明化的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统、设备、存储介质，用于解决录波器主站管理不够智能化和透明化的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明第一方面，公开一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，所述方法包括以下步骤：

S1，预先建立所在电网的录波器台账和录波器型号规约规则库，并根据历史运维数据深度学习形成运维知识库，所述录波器型号规约规则库为自主构造，包括国内主流录波器型号使用的IEC103、IEC61850及私有规约，用于实现常规和智能多种类型录波器的透明化接入，继续执行步骤S2；

S2，智能录波器主站通过规约规则库与录波器建立连接，继续执行步骤S3；

S3，智能录波器主站每间隔预设第一时间定时主动调取录波器的数据列表，继续执行步骤S4；

S4，智能录波器主站判断录波器是否为智能录波器，当录波器为智能录波器时，继续执行步骤S5；当录波器为常规录波器时，继续执行步骤S6；

S5，对从智能录波器中已调取的数据进行运维分析处理，生成故障诊断报告和智能运维报告，继续执行步骤S7；

S6，对从常规录波器中已调取的数据进行运维分析处理，生成故障诊断报告和录波器缺陷报告，继续执行步骤S7；

S7，对故障诊断报告、智能运维报告和录波器缺陷报告进行综合决策分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案，继续执行步骤S8；

S8，根据系统预设人员权限，向相关人员或上级调度一体化系统推送故障或缺陷信息。

本发明通过上述方法，对智能录波器主站进行智能化分析和管理，当电网发生异常或故障时，减少调度人员工作量，由主站自动生成方案，及时、准确的做出科学的决策，提高事故处理效率。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S2具体包括如下分步骤：

S2-1，连接录波器，获取每台录波器的标准定值单，与录波器台账进行比对，当发现不一致时进行短信告警，提醒运维人员及时校验，确保台账信息准确，继续执行步骤S2-2；

S2-2，根据目标录波器的台账信息，在规约规则库中加载相应的规约规则建立连接；当规约不匹配时，尝试使用所述规约规则库中其它类型规约规则进行自适应，并在运行日志中生成规约配对告警，继续执行步骤S2-3；

S2-3，若存在已配对成功的录波器因网络原因断开连接的，对录波器每间隔预设第二时间发起一次重连，连续重连3次失败的，将重连间隔时间调整为预设第三时间，预设第三时间大于预设第二时间。

本发明通过上述方法，在录波器的标准定值单与录波器台账不一致时进行短信告警，在目标录波器的规约规则连接不匹配时尝试其它类型规约规则进行自适应，并在运行日志中生成规约配对告警，防止在建立连接阶段就出现错误。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S5具体包括如下分步骤：

S5-1，对智能录波器运维数据进行分析处理，并对智能录波器进行可靠性评估；继续执行步骤S5-2；

S5-2，提取SMCD智能运维管理模型文件或SVG图形中的一次设备模型及其连接关系、二次设备模型、一二次设备关联关系、二次光纤回路和二次虚回路模型，与上一次调取的模型文件进行比对，标记发生状态变化的设备或链路，并用户界面中进行可视化展示；继续执行步骤S5-3；

S5-3，根据智能运维文件中的装置告警分级对智能变电站健康度进行评估，评估完成后生成智能运维报告，报告内容包括评估分数和扣分项详情；继续执行步骤S5-4；

S5-4，根据保护动作信息和录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、保护动作情况评价和故障点测距信息。

本发明通过上述方法，分析智能录波器运维文件，并将发生状态变化的设备或链路在用户界面中进行可视化展示，最后根据对运维文件的评估和分析生成报告，实现对智能录波器运维状况进行智能化、透明化管理。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S5-1具体包括如下分步骤：

S5-1-1，提取智能录波器中智能运维数据，检查从智能录波器中已调取的数据中是否包含保护动作信息、录波文件、可视化模型和智能运维文件；若有缺失，就缺失数据单独发起一次调取指令；若仍缺失，则认为该类型无新文件产生，放弃该项分析流程；

S5-1-2，对智能运维文件进行分析，检查是否包含站端装置告警信息，预设站端装置告警信息等级为：重要、一般、告知、无；若不包含，则站端装置告警信息等级为无，继续执行步骤S5-1-3；若包含，则根据站端装置告警信息等级进行处理，当站端装置告警信息等级为重要或一般时，生成运维事件日志，提取告警时刻录波文件模拟量A、B段波形形态特征，纳入运维知识库；当所述站端装置告警信息等级为告知时，则生成运维事件日志；同时运行运维知识库，分析装置缺陷并指导运维方案，并且在运行过程中进行运维知识库自学习、自升级；继续执行步骤S5-1-3；

S5-1-3，对智能录波器可靠性进行评估，对照站端装置告警信息等级，设定评估等级为不可靠、缺陷、异常、可靠；当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用。

本发明通过上述方法，对智能录波器运维数据进行提取，并对运维文件进行分析，同时运行运维知识库，完成运维知识库的自学习、自升级，并对智能录波器的可靠性进行评估，加强对于智能录波器运维数据的处理功能。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S5-3具体包括：

健康度评估方法采用扣分制，以SMCD智能运维管理模型文件能够监测的最小元件为单位，为每一类元件的关键参数设定阈值与分值，当测量值超过阈值即扣除相应分值；

元件健康度为满分100分减去所有参数扣分总和，根据元件重要程度设定权重；

设备健康度为所有元件健康度分值的加权平均；

智能变电站健康度为所有设备健康度分值中取最小值。

本发明通过上述方法，设定合理的健康度评估方法，能够对智能变电站健康度进行准确评估，并在智能运维报告中记录评估分数和扣分项详情等，方便后续通过分析智能运维报告得到智能变电站出现故障或缺陷的具体信息。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S6具体包括如下分步骤：

S6-1，提取常规录波器中新调取录波文件模拟量A、B段波形形态特征，构成特征量；继续执行步骤S6-2；

S6-2，将特征量与所述运维知识库中历史数据进行比对，查找是否有同特征的运维事件数据，相似度超过90％即可认定为包含该类型运维事件，得出比对结果并生成运维事件日志；继续执行步骤S6-3；

S6-3，对常规录波器可靠性进行评估，对照所述站端装置告警信息等级，设定评估等级为不可靠、缺陷、异常、可靠；当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用；继续执行步骤S6-4；

S6-4，根据录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、故障点测距等信息；继续执行步骤S6-5；

S6-5，结合比对结果分析所述常规录波器可能存在缺陷并生成录波器缺陷报告，报告内容包含目标录波器的台账信息、缺陷元件、类型、告警分级和运维方案等信息。

本发明通过上述方法，对常规录波器运维数据进行提取，并对运维文件进行分析，对常规录波器的可靠性进行评估，对常规录波器和智能录波器进行分类运维分析和管理，加强管理针对性。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤S7具体包括如下分步骤：

S7-1，对故障诊断报告、智能运维报告、录波器缺陷报告进行分析处理，比对关键参数为同类型故障或缺陷情况、同设备历史故障或缺陷情况，继续执行步骤S7-2；

S7-2，按照优先处理故障诊断报告，次一级优先处理智能运维报告，最后处理录波器缺陷报告的顺序进行分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案。

本发明通过上述方法，对故障诊断报告、智能运维报告、录波器缺陷报告进行分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案，为调度人员解决故障或缺陷提供可靠方案，减少调度人员工作量。

本发明还公开一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理系统，所述系统包括：通信服务单元、系统内网交换机、数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元、信息推送单元、隔离装置、综合决策单元、调度一体化系统接口单元；

所述系统通过通信服务单元与电力调度数据网交换机连接，通过信息推送单元与电力综合数据网交换机连接；所述系统内网交换机实现系统各单元的内部连接，其中通信服务单元通过系统内网交换机与数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元连接，模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元与综合决策单元连接，综合决策单元与调度一体化系统接口单元以及隔离装置连接，隔离装置连接信息推送单元；

系统内网交换机：用于实现系统各单元的内部连接；

通信服务单元：用于通过电力调度数据网与变电站端的智能录波器或常规录波器进行通信连接和数据调取；

数据处理单元：用于保护动作信息、录波文件、可视化模型文件、智能运维文件和网络报文数据的标准化处理；

模型管理单元：用于变电站端可视化模型的图形化处理、展示和变量监测；

运维管理单元：用于智能运维文件的统计、分析，以及当变电站端设备存在缺陷时制定运维方案；

故障诊断单元：用于保护动作信息和录波数据的分析，以及当数据中包含故障数据时的故障诊断定位；

综合决策单元：用于综合模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元的分析结果进行综合分析、校验，将其中包含的模型变更、电网故障、设备缺陷信息进行告警和展示，并形成处理预案；

调度一体化系统接口单元：用于将本系统告警信息和原始数据根据上级调度一体化系统要求进行转换和推送，以及从上级调度一体化系统获取统一的包括但不限于的模型、台账、定值信息；

隔离装置：用于实现系统的电力网络安全II区业务和电力网络安全III区业务的安全隔离；

信息推送单元：用于将本系统告警信息和原始数据，通过电力综合数据网向电力网络安全III区的相应用户端进行推送。

本发明第三方面，公开一种电子设备，所述设备包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序配置为实现如本发明第一方面所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。

本发明第四方面，公开一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，所述一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序被执行时实现如本发明第一方面所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。

本发明的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法及系统相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)根据利用智能录波器的数据基础对电网进行运行状态可视化、故障深度感知和控制方案支持，使得智能录波器主站运行状态透明化，能够让调度人员及时、全面感知电网故障。

(2)智能录波器主站处理复杂的报文数据及其传输过程，只将最后的报文反映的电网状态加工后展示给调度人员，智能化的处理过程能够在电网出现故障或缺陷时，及时做出准确的分析和决策，避免出现事故处理效率低导致停电时间变长，甚至决策失误导致设备损坏的二次事故发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法工作流程图。

图2为本发明一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理系统结构图。

图3为本发明智能变电站健康评估方法图。

图4为本发明一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理系统整体结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

本发明提出了一种基于透明体系架构的智能录波器主站综合系统。针对传统录波主站在信息透明、数据透明、计算透明、运行透明等方面存在的一些不足，根据新一代智能录波器的技术特点，结合电网调度智能化需求，实现新一代“四合一”智能录波器新增功能的调度端的应用；通过“透明化”架构的设计，解决智能录波器与常规录波器的兼容性问题，实现一站式管理；加强对变电站设备运行状态的深度感知；加强对调度人员的综合决策支持及可视化操作支持；实现智能与常规变电站无差别的故障全天候监视、新增类型数据应用、电网故障诊断、设备智能运维和信息多渠道推送，提高调控智能化水平。实施例

本发明一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，工作流程见图1，处理步骤说明如下：

第一步，在任意级别的电力调度控制中心部署本发明提出的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理系统，系统通过电力调度数据网与智能变电站内的智能录波器、常规变电站内的常规录波器连接；通过电力综合数据网与办公系统、短信平台连接。预先建立系统所在电网的录波器台账和录波器型号规约规则库，并根据历史运维数据深度学习形成运维知识库。所述录波器型号规约规则库为自主构造，包括国内主流录波器型号使用的IEC103、IEC61850及私有规约，用于实现常规和智能多种类型录波器的透明化接入。转第二步。

第二步，与录波器建立连接，由通信服务单元完成，建立连接方式为：

1)通过调度一体化系统接口单元内的OCS运行控制系统接口，连接其继电保护定值管理模块，获取每台录波器的标准定值单，与录波器台账进行比对，当发现不一致是进行短信告警，提醒运维人员及时校验，确保台账信息准确；

2)根据目标录波器的台账信息，通信模块在规约规则库中加载相应的规约规则建立连接。当规约不匹配时，尝试使用规约库中其它类型规约规则进行自适应，并在运行日志中生成规约配对告警；

3)对已配对成功的录波器因网络原因断开连接的，每间隔预设第二时间发起一次重连，连续重连3次失败的，将重连间隔时间调整为预设第三时间，预设第三时间大于预设第二时间，将预设第二时间设定为10分钟，预设第三时间设定为1小时。转第三步。

第三步，调取录波器数据，由通信服务单元完成。采用主站主动调取方式，通信服务单元每间隔预设第一时间调取录波器的数据列表，将预设第二时间设定为5分钟，将新列表与上一次的列表进行比对，发现新增条目即为录波器产生的新数据，向录波器发起新增数据的调取指令。转第四步。

第四步，判断连接录波器是否为智能录波器，由通信服务单元完成。根据录波器型号是否是智能录波器型号和第二步中连接的规约类型是否为IEC61850判断是否为智能录波器，只有两点同时满足方可判定为智能录波器，否则为常规录波器，二者后续数据处理流程不同；如果为智能录波器，转第五步；如果为常规录波器，转第六步。

第五步，处理智能录波器数据，流程如下：

1)提取智能运维数据，由数据处理单元完成。检查智能录波器的已调取数据中是否包含保护动作信息、录波文件、可视化模型和智能运维文件。若有缺失，由通信服务单元就缺失数据单独发起一次调取指令。若仍缺失，则认为该类型无新文件产生，下一步放弃该项分析流程。

2)智能运维分析，由运维管理单元完成。对提取的智能运维文件进行分析，是否包含站端装置告警信息。若不包含，则进行下一步；若包含，则先根据告警分级情况(重要、一般、告知)选择处理流程，当告警分级情况为重要或一般时，生成运维事件日志，提取告警时刻录波文件模拟量A、B段波形形态特征，纳入运维知识库；当告警分级情况为告知时，生成运维事件日志；再进行下一步。

3)运行运维知识库，由运维管理单元完成。在运行过程中完成自学习、自升级，用于装置缺陷分析和运维方案指导。

4)录波器可靠性评估，由运维管理单元完成。对录波器可靠性进行评估，对照中告警分级情况(重要、一般、告知、无)，评估等级为(不可靠、缺陷、异常、可靠)。当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用。

5)模型数据提取、模型可视化，由模型管理单元完成。提取SMCD智能运维管理模型文件或SVG图形中的一次设备模型及其连接关系、二次设备模型、一二次设备关联关系、二次光纤回路和二次虚回路等模型，与上一次调取的模型文件进行比对，标记发生状态变化的设备或链路，并用户界面中进行可视化展示。

6)生成智能变电站健康评估、智能运维报告，由运维管理单元完成。根据智能运维文件中的装置告警分级对智能变电站健康度进行评估，评估方法如图3所示。评估完成后生成智能运维报告，报告内容包括评估分数和扣分项详情。健康度评估方法采用扣分制，以SMCD智能运维管理模型文件能够监测的最小元件为单位，为每一类元件的关键参数设定阈值与分值，当测量值超过阈值即扣除相应分值；元件健康度为满分100分减去所有参数扣分总和，根据元件重要程度设定权重；设备健康度为所有元件健康度分值的加权平均；智能变电站健康度为所有设备健康度分值中取最小值。

7)生成电网故障分析、故障诊断报告，由故障诊断单元完成。根据保护动作信息和录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、保护动作情况评价和故障点测距等信息。转第七步。

第六步，处理常规录波器数据，流程如下：

1)挖掘录波数据，由数据处理单元完成。提取新调取录波文件模拟量A、B段波形形态特征，构成特征量。

2)根据特征量比对运维知识库，由运维管理单元完成。将提取的特征量与运维知识库中历史数据进行比对，查找是否有同特征的运维事件数据，相似度超过90％即可认定为包含该类型运维事件，生成比对结果和运维事件日志。

3)评估录波器可靠性，由运维管理单元完成。对录波器可靠性进行评估，对照中告警分级情况(重要、一般、告知、无)，评估等级为(不可靠、缺陷、异常、可靠)。当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用。

4)生成电网故障分析、故障诊断报告，由故障诊断单元完成。根据录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、故障点测距等信息。由于常规录波器采集保护动作信息不完整，此步骤不具备保护动作情况评价功能。

5)生成录波器缺陷分析、录波器缺陷报告。结合比对结果，分析录波器可能存在缺陷并生成录波器缺陷报告，报告内容包含目标录波器的台账信息、缺陷元件、类型、告警分级和运维方案等信息。转第七步。

第七步，根据综合决策知识库生成综合决策报告，由综合决策单元完成。对故障诊断报告、智能运维报告、录波器缺陷报告根据综合决策知识库相应模块比对结果进行分析处理，比对关键参数为同类型故障或缺陷情况、同设备历史故障或缺陷情况。按照优先处理故障诊断报告，次一级优先处理智能运维报告，最后处理录波器缺陷报告的顺序，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案。转第八步。

第八步，校核人员权限、进行信息推送，由信息推送单元或调度一体化系统接口单元完成。根据系统预设人员权限，向相关人员或上级调度一体化系统推送故障或缺陷信息。

本发明所述的系统24小时运行，系统同时管理智能录波器和常规录波器。实现调度端对智能变电站的电网故障诊断、变电站可视化模型和设备智能运维等功能应用，实现对常规变电站的电网故障诊断、录波器缺陷感知等功能应用。系统通过电力综合数据网内的办公系统完成故障信息和录波数据的发布，通过短信平台完成故障短信推送。

本发明所述的系统自动调取变电站内智能录波器或常规录波器的最新数据。

主站系统与智能变电站内的智能录波器管理单元进行通信连接和数据传输，见图4：通过智能录波器采集单元在智能变电站过程层网络中采集合并单元、智能终端、保护装置等设备的SV、GOOSE报文。其中SV网络报文由合并单元采集变电站一次系统的PT/CT电气量转换而成，GOOSE报文由智能终端采集断路器状态量和接收保护装置控制信号量转换而成。由智能录波器采集单元生成保护动作信息报告和COMTRADE格式的录波文件，记录网络报文。通过智能录波器管理单元在智能变电站站控层网络采集智能录波器采集单元、保护装置及其它装置的MMS网络报文，以及时间同步装置的PTP报文。MMS网络报文由各设备生成，包含自身的运行状态信息。PTP报文由时间同步装置生成，包含授时信息和时间质量信息。由智能录波器管理单元能生成可视化模型。

主站系统与常规变电站内的常规录波器管理单元进行通信连接和数据传输，见图4：通过常规录波器采集单元的电缆回路采集变电站一次系统的PT/CT电气量、断路器状态量和保护动作信息，由常规录波器采集单元生成录波文件，有常规录波器管理单元完成录波文件的COMTRADE格式转换。

本发明实现了智能录波器主站的信息透明化：①在通信服务单元中建立了录波器规约规则库，该库几乎涵盖了国内主流录波器型号使用的IEC103、IEC61850及私有规约，实现常规和智能多种类型录波器的透明化接入；②通信规约模块加入了规约自适应机制，按需从规则库加载规约。因此录波器接入不再需要调试人员手动指派安装有特定通信规约模块的特定通信服务单元，只需建立录波器台账、确保录波器网络和端口通畅，系统会自动为其分配合适的通信服务单元，实现通信接口的透明化分配；③自动从OCS系统更新录波器型号信息，调整规约配置，即使型号未知或错误，也能通过自适应机制自行调整，透明化维护对后期录波器型号更迭有较强的适应能力。

本发明实现了数据透明化：①在数据处理单元中针对新一代智能录波器增加了数据解析的种类，全面兼容智能录波器的所有站端业务，实现数据透明化管理；②在模型管理单元中增加了智能录波器可视化模型的图形化处理，能够将智能变电站复杂艰深的报文数据直观、透明的展示给用户。

本发明实现了计算透明化，①在通信服务单元中通信规约模块数量不再与规约种类数量1:1配比，而是按系统的日常任务量进行配比。按管理1000套录波器计算，以往需要配置40个通信规约模块(其中5个为冷备用，启用时需人工配置)，如今只需配置20个通信规约模块(其中10个为热备用，根据任务量自动启动并加载规约规则)，实现系统资源的透明化管理；②在数据处理单元中，开始处理完成录波器数据，优先提取智能运维数据中的录波器告警分级评估值，若评估等级为不可靠和缺陷时，放弃该组数据，避免无效数据消耗系统资源；③在运维管理单元和综合决策单元等计算量较大的业务中，按告警分级情况选择处理流程和任务优先级，避免任务无序排队和大型数据处理造成线程拥堵。

本发明实现了运行透明化：①在模型管理单元中，可视化展示一、二次设备及其关联关系模型；实时监视模型状态变化并进行动态标记或告警，透明化反映电网运行状态；②在运维管理单元中，对设备运行状态和告警情况进行监视，建立从设备元件健康度到设备健康度再到智能变电站健康度的多级评分机制，深度透明化反映变电站设备工况。

综上，本发明总体上实现了智能录波器主站从整体体系架构到电网及设备的全景感知、事故处理综合决策等核心业务的透明化运行与管理，实现了透明化全景。

本发明还公开一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理系统，所述系统结构见图2，包括：通信服务单元、系统内网交换机、数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元、信息推送单元、隔离装置、综合决策单元、调度一体化系统接口单元；

所述系统通过通信服务单元与电力调度数据网交换机连接，通过信息推送单元与电力综合数据网交换机连接；所述系统内网交换机实现系统各单元的内部连接，其中通信服务单元通过系统内网交换机与数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元连接，模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元与综合决策单元连接，综合决策单元与调度一体化系统接口单元以及隔离装置连接，隔离装置连接信息推送单元；

系统内网交换机：用于实现系统各单元的内部连接；

通信服务单元：用于通过电力调度数据网与变电站端的智能录波器或常规录波器进行通信连接和数据调取；

数据处理单元：用于保护动作信息、录波文件、可视化模型文件、智能运维文件和网络报文数据的标准化处理；

模型管理单元：用于变电站端可视化模型的图形化处理、展示和变量监测；

运维管理单元：用于智能运维文件的统计、分析，以及当变电站端设备存在缺陷时制定运维方案；

故障诊断单元：用于保护动作信息和录波数据的分析，以及当数据中包含故障数据时的故障诊断定位；

综合决策单元：用于综合模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元的分析结果进行综合分析、校验，将其中包含的模型变更、电网故障、设备缺陷信息进行告警和展示，并形成处理预案；

调度一体化系统接口单元：用于将本系统告警信息和原始数据根据上级调度一体化系统要求进行转换和推送，以及从上级调度一体化系统获取统一的包括但不限于的模型、台账、定值信息；

隔离装置：用于实现系统的电力网络安全II区业务和电力网络安全III区业务的安全隔离；

信息推送单元：用于将本系统告警信息和原始数据，通过电力综合数据网向电力网络安全III区的相应用户端进行推送。

本发明还公开一种电子设备，所述设备包括：至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序配置为实现如上述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。

本发明还公开一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，所述一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序被执行时实现如上述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，预先建立所在电网的录波器台账和录波器型号规约规则库，并根据历史运维数据深度学习形成运维知识库，继续执行步骤S2；

S2，智能录波器主站通过所述规约规则库与录波器建立连接，继续执行步骤S3；

S3，所述智能录波器主站每间隔预设第一时间定时主动调取所述录波器的数据列表，继续执行步骤S4；

S4，所述智能录波器主站判断所述录波器是否为智能录波器，当录波器为智能录波器时，继续执行步骤S5；当录波器为常规录波器时，继续执行步骤S6；

S5，对从智能录波器中已调取的数据进行运维分析处理，生成故障诊断报告和智能运维报告，继续执行步骤S7；

S6，对从常规录波器中已调取的数据进行运维分析处理，生成故障诊断报告和录波器缺陷报告，继续执行步骤S7；

S7，对所述故障诊断报告、智能运维报告和录波器缺陷报告进行综合决策分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案，继续执行步骤S8；

S8，根据系统预设人员权限，向相关人员或上级调度一体化系统推送故障或缺陷信息。

2.如权利要求1所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下分步骤：

S2-1，连接所述录波器，获取每台录波器的标准定值单，与所述录波器台账进行比对，当发现不一致时进行短信告警，提醒运维人员及时校验，确保台账信息准确，继续执行步骤S2-2；

S2-2，根据目标录波器的台账信息，在所述规约规则库中加载相应的规约规则建立连接；当规约不匹配时，尝试使用所述规约规则库中其它类型规约规则进行自适应，并在运行日志中生成规约配对告警，继续执行步骤S2-3；

S2-3，若存在已配对成功的录波器因网络原因断开连接的，对所述录波器每间隔预设第二时间发起一次重连，连续重连3次失败的，将重连间隔时间调整为预设第三时间，预设第三时间大于预设第二时间。

3.如权利要求1所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括如下分步骤：

S5-1，对所述智能录波器运维数据进行分析处理，并对所述智能录波器进行可靠性评估；继续执行步骤S5-2；所述步骤S5-1具体包括：

S5-1-1，提取所述智能录波器中智能运维数据，检查从所述智能录波器中已调取的数据中是否包含保护动作信息、录波文件、可视化模型和智能运维文件；若有缺失，就缺失数据单独发起一次调取指令；若仍缺失，则认为该类型无新文件产生，放弃该项分析流程；

S5-1-2，对所述智能运维文件进行分析，检查是否包含站端装置告警信息，预设站端装置告警信息等级为：重要、一般、告知、无；若不包含，则站端装置告警信息等级为无，继续执行步骤S5-1-3；若包含，则根据所述站端装置告警信息等级进行处理，当站所述端装置告警信息等级为重要或一般时，生成运维事件日志，提取告警时刻录波文件模拟量A、B段波形形态特征，纳入所述运维知识库；当所述站端装置告警信息等级为告知时，则生成运维事件日志；同时运行所述运维知识库，分析装置缺陷并指导运维方案，并且在运行过程中进行运维知识库自学习、自升级；继续执行步骤S5-1-3；

S5-1-3，对所述智能录波器可靠性进行评估，对照所述站端装置告警信息等级，设定评估等级为不可靠、缺陷、异常、可靠；当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用；

S5-2，提取SMCD智能运维管理模型文件或SVG图形中的一次设备模型及其连接关系、二次设备模型、一二次设备关联关系、二次光纤回路和二次虚回路模型，与上一次调取的模型文件进行比对，标记发生状态变化的设备或链路，并用户界面中进行可视化展示；继续执行步骤S5-3；

S5-3，根据所述智能运维文件中的装置告警分级对智能变电站健康度进行评估，评估完成后生成智能运维报告，报告内容包括评估分数和扣分项详情；继续执行步骤S5-4；

S5-4，根据保护动作信息和录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、保护动作情况评价和故障点测距信息。

4.如权利要求3所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，所述步骤S5-3具体包括：

健康度评估方法采用扣分制，以SMCD智能运维管理模型文件能够监测的最小元件为单位，为每一类元件的关键参数设定阈值与分值，当测量值超过阈值即扣除相应分值；

元件健康度为满分100分减去所有参数扣分总和，根据元件重要程度设定权重；

设备健康度为所有元件健康度分值的加权平均；

智能变电站健康度为所有设备健康度分值中取最小值。

5.如权利要求3所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，所述步骤S6具体包括如下分步骤：

S6-1，提取所述常规录波器中新调取录波文件模拟量A、B段波形形态特征，构成特征量；继续执行步骤S6-2；

S6-2，将所述特征量与所述运维知识库中历史数据进行比对，查找是否有同特征的运维事件数据，相似度超过90％即可认定为包含该类型运维事件，得出比对结果并生成运维事件日志；继续执行步骤S6-3；

S6-3，对所述常规录波器可靠性进行评估，对照所述站端装置告警信息等级，设定评估等级为不可靠、缺陷、异常、可靠；当评估等级为不可靠时，其数据不可用；当评估等级为缺陷时，其缺陷项相关数据不可用；当评估等级为异常或可靠时，其数据可用；继续执行步骤S6-4；

S6-4，根据录波文件进行电网故障的判定和定位，生成故障诊断报告，报告内容包括故障线路名称、类型、相别、故障前一后二共三个周波的电气参量、故障点测距等信息；继续执行步骤S6-5；

S6-5，结合所述比对结果分析所述常规录波器可能存在缺陷并生成录波器缺陷报告，报告内容包含目标录波器的台账信息、缺陷元件、类型、告警分级和运维方案等信息。

6.如权利要求1所述的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法，其特征在于，所述步骤S7具体包括如下分步骤：

S7-1，对故障诊断报告、智能运维报告、录波器缺陷报告进行分析处理，比对关键参数为同类型故障或缺陷情况、同设备历史故障或缺陷情况，继续执行步骤S7-2；

S7-2，按照优先处理故障诊断报告，次一级优先处理智能运维报告，最后处理录波器缺陷报告的顺序进行分析处理，生成事故处理方案、变电站智能运维方案和录波器智能运维方案。

7.一种基于透明体系架构的智能录波器主站工作系统，其特征在于，所述系统包括：通信服务单元、系统内网交换机、数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元、信息推送单元、隔离装置、综合决策单元、调度一体化系统接口单元；

所述系统通过通信服务单元与电力调度数据网交换机连接，通过信息推送单元与电力综合数据网交换机连接；所述系统内网交换机实现系统各单元的内部连接，其中通信服务单元通过系统内网交换机与数据处理单元、模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元连接，模型管理单元、运维管理单元和故障诊断单元与综合决策单元连接，综合决策单元与调度一体化系统接口单元以及隔离装置连接，隔离装置连接信息推送单元；

系统内网交换机：用于实现系统各单元的内部连接；

通信服务单元：用于通过电力调度数据网与变电站端的智能录波器或常规录波器进行通信连接和数据调取；

数据处理单元：用于保护动作信息、录波文件、可视化模型文件、智能运维文件和网络报文数据的标准化处理；

模型管理单元：用于变电站端可视化模型的图形化处理、展示和变量监测；

运维管理单元：用于智能运维文件的统计、分析，以及当变电站端设备存在缺陷时制定运维方案；

故障诊断单元：用于保护动作信息和录波数据的分析，以及当数据中包含故障数据时的故障诊断定位；

综合决策单元：用于综合模型管理单元、运维管理单元、故障诊断单元的分析结果进行综合分析、校验，将其中包含的模型变更、电网故障、设备缺陷信息进行告警和展示，并形成处理预案；

调度一体化系统接口单元：用于将本系统告警信息和原始数据根据上级调度一体化系统要求进行转换和推送，以及从上级调度一体化系统获取统一的包括但不限于的模型、台账、定值信息；

隔离装置：用于实现系统的电力网络安全II区业务和电力网络安全III区业务的安全隔离；

信息推送单元：用于将本系统告警信息和原始数据，通过电力综合数据网向电力网络安全III区的相应用户端进行推送。

8.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器、至少一个存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述存储器存储有可被所述处理器执行的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，一种基于透明体系架构的智能录波器主站工作程序配置为实现如权利要求1至6任一项的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序，所述一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法程序被执行时实现如权利要求1至6中任一项的一种基于透明体系架构的智能录波器主站管理方法。