檀 佳

（廣東電網(wǎng)公司珠海供電局，廣東 珠海519000）

0 引言

隨著電網(wǎng)的發(fā)展，電網(wǎng)調(diào)度對自動化信息的依賴度越來越強(qiáng)，自動化設(shè)備運(yùn)行維護(hù)關(guān)系到整個電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。目前，對自動化信息的運(yùn)維管理主要從定期巡檢和故障消缺兩方面著手。而在自動化設(shè)備故障消缺方面，自動化員多是根據(jù)現(xiàn)場故障，結(jié)合專業(yè)知識和工作經(jīng)驗進(jìn)行故障排查，這對自動化員的專業(yè)能力和工作經(jīng)驗提出了很高的要求。缺乏故障診斷的輔助手段，不利于設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)，也不利于專業(yè)的發(fā)展和人員的培養(yǎng)，故考慮建立一套基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的電力系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對海量的歷史故障信息進(jìn)行分析處理，得到設(shè)備故障和隱患的診斷依據(jù)，為自動化設(shè)備乃至全網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理提供幫助。

1 數(shù)據(jù)源

要實現(xiàn)對變電站告警信息的數(shù)據(jù)挖掘，需要通過主站側(cè)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器建立一個數(shù)據(jù)倉庫。數(shù)據(jù)倉庫構(gòu)建的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)信息的采集，包括本地區(qū)所有變電站的原始告警信息、設(shè)備臺賬信息、歷史的設(shè)備故障消缺記錄、作業(yè)表單等。設(shè)備臺賬和歷史的設(shè)備故障消缺記錄可分別從已有的設(shè)備管理系統(tǒng)中導(dǎo)入。

相比于調(diào)度自動化告警信息，變電站自動化系統(tǒng)的告警信息更為完整和詳細(xì)，更有利于故障診斷專家系統(tǒng)的建立。但目前地區(qū)的變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)多是采用已開發(fā)的專用電力系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫或商用數(shù)據(jù)庫，且依賴于各自的子系統(tǒng)獨立開發(fā)，難以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。來自不同變電站監(jiān)控系統(tǒng)的歷史告警數(shù)據(jù)具有不同的數(shù)據(jù)格式，因此要對變電站海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，首先要將各變電站自動化系統(tǒng)的歷史告警信息統(tǒng)一為一個整體，對各變電站不同廠家的自動化系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫平臺實現(xiàn)數(shù)據(jù)接口和數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，從而統(tǒng)一獲取這些異構(gòu)數(shù)據(jù)。

而變電站分布廣、信息多，變電站自動化告警信息的采集又需要利用遠(yuǎn)程連接技術(shù)。目前本地區(qū)已建有帶寬為2M的遠(yuǎn)程維護(hù)通道，通過遠(yuǎn)程桌面登陸的方式，可登陸到當(dāng)?shù)乇O(jiān)控后臺桌面，實現(xiàn)局端對變電站端的遠(yuǎn)程維護(hù)。利用這一遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫連接技術(shù)，即可輪詢提取各個變電站的歷史告警信息，保證不影響變電站后臺的正常運(yùn)行監(jiān)視功能，同時滿足本地數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)更新的要求，并且將各個子站的歷史告警信息統(tǒng)一進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最終接入主站側(cè)的數(shù)據(jù)分析服務(wù)器中。以變電站后臺監(jiān)控維護(hù)系統(tǒng)、測控五防系統(tǒng)、保信子站等應(yīng)用系統(tǒng)采集輸出的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以歷史服務(wù)器、安全生產(chǎn)管理系統(tǒng)、工作票管理系統(tǒng)、作業(yè)指導(dǎo)書相關(guān)技術(shù)文檔等作為輔助，以遠(yuǎn)程的方式建立以電網(wǎng)綜合信息為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)倉庫模型。

2 建立數(shù)據(jù)搜索引擎系統(tǒng)

利用搜索引擎技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，搜索引擎將采用分布式架構(gòu)。利用爬蟲系統(tǒng)遠(yuǎn)程獲取數(shù)據(jù)源鏡像，存儲到搜索引擎內(nèi)部的存儲系統(tǒng)，針對變電站自動化系統(tǒng)、專用局域網(wǎng)和其他共享資源建立索引，提供高效的檢索服務(wù)。針對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行集中、分類、關(guān)聯(lián)和整理，建立基于數(shù)據(jù)倉庫的信息搜索導(dǎo)航庫。

目前，互聯(lián)網(wǎng)查詢最主要的方法還是對網(wǎng)頁中的文本使用關(guān)鍵詞檢索，針對這種檢索方法，一般建立索引系統(tǒng)都要對網(wǎng)頁中的文本進(jìn)行分詞，然后對詞建立索引。但中文文本中詞與詞之間沒有特殊標(biāo)記，需要專門的中文分詞技術(shù)，目前通常采用的方法還是基于詞典的分詞。電力詞匯具有一定的專業(yè)性，而且每個變電站的自動化告警信息在用語上也存在差異，對同一告警事件的表達(dá)有所不同，這會對索引及下一步的數(shù)據(jù)挖掘造成影響，因而建立一個電力系統(tǒng)專用詞匯表就顯得非常重要。以電力專業(yè)詞匯為基礎(chǔ)，配合告警中常用的近義詞詞匯，形成系統(tǒng)的規(guī)范詞匯表。

3 基于數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)挖掘

在數(shù)據(jù)倉庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，首先要制定關(guān)聯(lián)規(guī)則，提取包含故障診斷的告警信息關(guān)鍵詞組合。系統(tǒng)可由查詢與統(tǒng)計功能著手，篩選多重告警信息作為規(guī)則條件，結(jié)合邏輯、時間以及頻度等約束條件形成專家規(guī)則，并利用此關(guān)聯(lián)規(guī)則對數(shù)據(jù)倉庫進(jìn)行搜索查詢，根據(jù)搜索得到的告警信息序列進(jìn)一步細(xì)化和固化規(guī)則，最終形成知識。

告警信息的查詢和統(tǒng)計功能如圖1所示。對查詢搜索出的告警信息進(jìn)行人工篩選，提取信息關(guān)鍵詞，并配合邏輯、時間和頻度的約束形成初步的關(guān)聯(lián)規(guī)則。如圖2所示，提取“開關(guān)分位”“保護(hù)動作”“#3電容器513”這3個信息關(guān)鍵詞，并分別設(shè)定邏輯約束、時間約束、頻度約束和區(qū)域約束，形成一條關(guān)聯(lián)規(guī)則。

圖1 事件查詢與統(tǒng)計

圖2 關(guān)聯(lián)規(guī)則制定

接著，專家分析對這個關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行驗證和細(xì)化完善。根據(jù)關(guān)聯(lián)規(guī)則搜索遍歷整個數(shù)據(jù)倉庫，找出符合此關(guān)聯(lián)規(guī)則的告警信息序列。利用圖2的關(guān)聯(lián)規(guī)則進(jìn)行搜索，可以找到2條關(guān)聯(lián)的信息序列，如圖3所示。單擊可查詢到信息序列的詳情，通過分析這些告警序列，技術(shù)人員可進(jìn)一步修改關(guān)聯(lián)規(guī)則，也可根據(jù)篩選出的告警序列給出置信度的評價。

圖3 規(guī)則查詢的信息序列

同時，在關(guān)聯(lián)規(guī)則的基礎(chǔ)上，集合設(shè)備臺賬信息、缺陷記錄單等，可獲得更多的關(guān)聯(lián)信息，比如故障設(shè)備的廠家、故障發(fā)生的時間環(huán)境（特殊天氣），實現(xiàn)設(shè)備的橫向分析（同一類設(shè)備的相關(guān)情況）和縱向分析（一臺設(shè)備不同時段的狀態(tài)分析），這對發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)備隱患起重要作用。在關(guān)聯(lián)規(guī)則不斷完善和制定的過程中，專家系統(tǒng)會逐漸充實，最終形成一個共同認(rèn)可的知識庫，給電力系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)提供幫助。

4 結(jié)語

在變電站自動化系統(tǒng)中引入搜索引擎技術(shù)，建立電力系統(tǒng)專用詞匯表，針對海量的告警信息提供故障信息查詢，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)建立關(guān)聯(lián)規(guī)則，結(jié)合設(shè)備臺賬、消缺記錄單等信息，最終獲得知識庫。數(shù)據(jù)挖掘不但為自動化員提供了故障診斷分析工具，也為電力系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)提供了參考。

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