魏勇軍+黎煉+張弛+朱海兵

摘 要： 對(duì)目前電力自動(dòng)化設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的不足之處做了簡(jiǎn)要分析，并以云計(jì)算技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，提出改進(jìn)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控云平臺(tái)，以此來整合分散的二次業(yè)務(wù)系統(tǒng)資源。通過廣州地區(qū)實(shí)際工作情況的分析結(jié)果表明，該監(jiān)控云平臺(tái)不但保證了電力自動(dòng)化系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，而且促進(jìn)了智能電網(wǎng)自動(dòng)化運(yùn)維水平的不斷提高。

關(guān)鍵詞： 智能電網(wǎng)； 云計(jì)算； 電力自動(dòng)化系統(tǒng)； 監(jiān)控云平臺(tái)； 自動(dòng)化運(yùn)維

中圖分類號(hào)： TN915.853?34； TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）15?0153?06

Abstract： The deficiencies of the current monitoring system of the electric power automation device are analyzed briefly. On the basis of the architecture of the cloud computing technology， the improved automatic monitoring cloud platform of the electric power system is put forward to integrate the scattered resources of the secondary business system. The analysis results of the practical working condition in Guangzhou region show that the monitoring cloud platform can guarantee the security and stability of the electric power automation system， and improve the automatic operation and maintenance level of the smart grid.

Keywords： smart grid； cloud computing； electric power automation system； monitoring cloud platform； automatic operation and maintenance

0 引 言

隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)的技術(shù)保障和服務(wù)支撐的作用日益顯著。電力系統(tǒng)市場(chǎng)化的發(fā)展，使得電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷提高，智能設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程當(dāng)中，智能應(yīng)用設(shè)備縱向、橫向聯(lián)系緊密，相互制約，關(guān)系特別復(fù)雜。業(yè)務(wù)系統(tǒng)的增多給運(yùn)維帶來了很大壓力，由于傳統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)自身的局限性，各監(jiān)控系統(tǒng)告警信息及運(yùn)行工況分散于多個(gè)監(jiān)控終端上，無法集中查詢、監(jiān)視；同時(shí)，由于缺乏對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行工況指標(biāo)事前預(yù)防性檢查、報(bào)警的手段，專責(zé)定期檢查、巡視的任務(wù)十分繁重，質(zhì)量不高；應(yīng)用系統(tǒng)自身缺乏對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)跳變、不刷新、越限等異常完善的判別手段和策略，嚴(yán)重影響了電力自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行效果和安全生產(chǎn)[1]。綜合監(jiān)控系統(tǒng)為推動(dòng)電網(wǎng)運(yùn)行管理逐步向自動(dòng)化、綜合化、集中化、智能化方向發(fā)展提供了有力的信息技術(shù)保障，因此具有廣闊的應(yīng)用前景。

針對(duì)上述問題，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者進(jìn)行了集中監(jiān)控、管理的研究。除了強(qiáng)調(diào)對(duì)SCADA數(shù)據(jù)和通信狀態(tài)監(jiān)測(cè)報(bào)警的報(bào)警研究[1?2]，還有系統(tǒng)重點(diǎn)研究AGC（Automatic Generation Control）單一功能的性能評(píng)估[3]，同時(shí)有的系統(tǒng)通過手機(jī)短信實(shí)現(xiàn)了集中告警[4]，以及基于CC2000系統(tǒng)進(jìn)行告警信息發(fā)布[5]。文獻(xiàn)[6]為了提高電網(wǎng)可靠性，提出針對(duì)性強(qiáng)的評(píng)估方法，為監(jiān)控平臺(tái)提供了理論支撐。隨著電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)體系的建設(shè)，對(duì)安全設(shè)備的報(bào)警和工況信息進(jìn)行集中評(píng)估和監(jiān)控也成為研究的熱點(diǎn)[7?11]。上述系統(tǒng)針對(duì)特定的應(yīng)用系統(tǒng)和需求開發(fā)，功能較為單一，在需要接入多個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)、監(jiān)視需求復(fù)雜時(shí)難以適應(yīng)，本文提出基于云計(jì)算技術(shù)的電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控平臺(tái)，不僅在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)（時(shí)序數(shù)據(jù)和視頻），還包括設(shè)備基本信息、試驗(yàn)數(shù)據(jù)、故障信息等，數(shù)據(jù)量極大，可靠性和實(shí)時(shí)性要求高。

1 電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)設(shè)計(jì)目標(biāo)

云計(jì)算架構(gòu)主要分為平臺(tái)服務(wù)、軟件服務(wù)、架構(gòu)服務(wù)三層。我國(guó)現(xiàn)有電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)在結(jié)構(gòu)上以省級(jí)電網(wǎng)為一個(gè)獨(dú)立單位，通過聯(lián)絡(luò)線互聯(lián)使整個(gè)大電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行，各省級(jí)電力調(diào)度中心擁有并維護(hù)所轄電網(wǎng)的詳細(xì)參數(shù)。電網(wǎng)的擴(kuò)大和具有更快采集速率的采集裝置的出現(xiàn)，使得未來系統(tǒng)對(duì)在線動(dòng)態(tài)分析和控制所要求的計(jì)算能力將大大超過當(dāng)前的實(shí)際配置。如果只是增加計(jì)算處理資源，則投資成本過大，而且導(dǎo)致系統(tǒng)實(shí)時(shí)性大大降低。

為了解決上述問題，基于我國(guó)電力系統(tǒng)內(nèi)部廣域網(wǎng)的完整性，可以利用現(xiàn)有的廣域網(wǎng)建立電力系統(tǒng)私有云，結(jié)合優(yōu)化的控制算法，該私有云可以最大限度地整合現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資源和處理器資源，為系統(tǒng)提供超級(jí)計(jì)算能力，并且云存儲(chǔ)和計(jì)算資源的訪問可以完全由電力系統(tǒng)私有控制，而不是由公有的云計(jì)算服務(wù)提供商控制，從而實(shí)現(xiàn)完全的物理隔離，保證數(shù)據(jù)的安全性。

針對(duì)日趨分散的二次系統(tǒng)、數(shù)據(jù)、資源，本文提出電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控云平臺(tái)，作為省級(jí)電網(wǎng)的綜合監(jiān)控平臺(tái)，省級(jí)以下所有分散的電力二次系統(tǒng)基于該平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)度，設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)滿足合理、高效、結(jié)構(gòu)清晰的特點(diǎn)，同時(shí)具備可維護(hù)性、可擴(kuò)展性、開放性、兼容性，能夠?yàn)椴煌能?、硬件廠商提供良好的合作平臺(tái)。該調(diào)度平臺(tái)具體包括：

（1） 為分散的電力大數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一的存儲(chǔ)平臺(tái)。利用分布式文件系統(tǒng)為省級(jí)以下二次系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，數(shù)據(jù)包括各二次系統(tǒng)的系統(tǒng)日志、系統(tǒng)服務(wù)狀態(tài)、系統(tǒng)資源、進(jìn)程狀態(tài)、任務(wù)執(zhí)行情況、系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào)警信息。

（2） 對(duì)采集的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類管理。對(duì)采集的不同類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔分類，建立專題應(yīng)用庫(kù)，例如，對(duì)分散的二次系統(tǒng)產(chǎn)生的報(bào)警日志建立報(bào)警日志應(yīng)用庫(kù)，后期方便利用機(jī)器學(xué)習(xí)工具對(duì)專題數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，提高數(shù)據(jù)的利用率。

（3） 建立數(shù)據(jù)分析工具庫(kù)。隨著電力二次系統(tǒng)規(guī)模的變大，其產(chǎn)生的電力數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)，為了能從海量的電力數(shù)據(jù)中挖掘出有用信息，基于電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)建立數(shù)據(jù)分析工具庫(kù)，利用先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)工具[12]、數(shù)據(jù)挖掘工具[13]、人工智能[14]工具對(duì)不同的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，為決策層提供決策支持。

（4） 該系統(tǒng)具有開放靈活的體系結(jié)構(gòu)，能夠方便子系統(tǒng)及第三方數(shù)據(jù)接入。

（5） 電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)支持多種數(shù)據(jù)格式、日志格式，集成多種協(xié)議接口，減少其他系統(tǒng)接入時(shí)的工作量。

（6） 電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用先進(jìn)的可視化技術(shù)。該系統(tǒng)主要面向運(yùn)行維護(hù)人員，因此為了突出實(shí)用性，該監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用科學(xué)先進(jìn)的可視化技術(shù)為運(yùn)維人員提供全面的技術(shù)支撐，以此提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2 電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)采用分布式多層結(jié)構(gòu)，將同類業(yè)務(wù)模塊化，提高系統(tǒng)的并行處理能力，具體的電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

從圖1中可以看出，電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)主要分三層架構(gòu)：采集層、核心層、展示層。采集層的主要功能是接收安管平臺(tái)、網(wǎng)管平臺(tái)及自動(dòng)化系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給核心層相應(yīng)的服務(wù)器進(jìn)行處理。采集層主要由三個(gè)采集器構(gòu)成，分別是：安管采集器，負(fù)責(zé)接收安管平臺(tái)的告警、性能、風(fēng)險(xiǎn)、漏洞和資源信息等相關(guān)數(shù)據(jù)；網(wǎng)管采集器，負(fù)責(zé)接收網(wǎng)管平臺(tái)的告警、性能和資源信息等相關(guān)數(shù)據(jù)；自動(dòng)化系統(tǒng)采集器，負(fù)責(zé)接收自動(dòng)化系統(tǒng)，如DF8003的告警、量測(cè)和基礎(chǔ)業(yè)務(wù)信息等相關(guān)數(shù)據(jù)。通過統(tǒng)一的信息庫(kù)對(duì)各類實(shí)時(shí)、歷史及分析型數(shù)據(jù)進(jìn)行集中存儲(chǔ)。核心層的主要功能是分析、處理來自采集層的數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求，該層主要包含如下幾點(diǎn)核心功能：核心庫(kù)，負(fù)責(zé)接收、分析各種數(shù)據(jù)請(qǐng)求，如告警的分析、處理、性能或量測(cè)數(shù)據(jù)的分析、處理，及系統(tǒng)的核心服務(wù)，如告警的短信通知服務(wù)、數(shù)據(jù)的定期備份及清理等功能；業(yè)務(wù)服務(wù)，負(fù)責(zé)處理來自用戶界面的各種請(qǐng)求，如告警處理操作、告警顯示過濾和告警通知策略等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)加工處理，負(fù)責(zé)對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)的量測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行二次加工處理以滿足運(yùn)維管理需求；數(shù)據(jù)庫(kù)（持久層），利用HDFS，HBase存儲(chǔ)系統(tǒng)所有相關(guān)數(shù)據(jù)。展示層主要供用戶操作查詢使用，主要包括業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視、告警監(jiān)視、性能監(jiān)視、資源報(bào)表、歷史數(shù)據(jù)查詢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢等相關(guān)功能。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)滿足《南方電網(wǎng)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)技術(shù)規(guī)范》、《南方電網(wǎng)一體化電網(wǎng)運(yùn)行智能系統(tǒng)安全防護(hù)基線規(guī)范》等相關(guān)安全防護(hù)的規(guī)定和要求，滿足安全分區(qū)、網(wǎng)絡(luò)專用、橫向隔離、縱向認(rèn)證的安全防護(hù)要求。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線遵循SOA架構(gòu)體系，支持多種操作系統(tǒng)平臺(tái)，數(shù)據(jù)總線應(yīng)具備高度可擴(kuò)展的特性，支持WebService，JMS/CMS，HTTP/SOAP，Socket等協(xié)議；系統(tǒng)軟件按面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)開發(fā)，遵循分層構(gòu)件化及應(yīng)用模塊化的設(shè)計(jì)原則。通過軟件支撐平臺(tái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用在異構(gòu)硬件平臺(tái)及不同操作系統(tǒng)上的分布式部署。

3 電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

3.1 電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)安全監(jiān)控系統(tǒng)

電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)分區(qū)共有4個(gè)分區(qū)。安全區(qū)Ⅰ為實(shí)時(shí)控制區(qū)；安全區(qū)Ⅱ?yàn)榉强刂粕a(chǎn)區(qū)；安全區(qū)Ⅲ為生產(chǎn)管理區(qū)；安全區(qū)Ⅳ為管理信息區(qū)。信息的管理在數(shù)據(jù)采集層進(jìn)行統(tǒng)一維護(hù)，因此，為了保證部署在電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)上各類監(jiān)控系統(tǒng)的安全，該平臺(tái)安全監(jiān)控系統(tǒng)重點(diǎn)對(duì)安全區(qū)Ⅰ/Ⅱ/Ⅲ進(jìn)行管理，架構(gòu)示意圖如圖2所示。其中安全Ⅱ區(qū)為生產(chǎn)大區(qū)數(shù)據(jù)匯總處理區(qū)，負(fù)責(zé)匯總Ⅰ，Ⅱ區(qū)業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及直采廠站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并保存入庫(kù)；安全Ⅲ區(qū)為綜合應(yīng)用區(qū)，負(fù)責(zé)Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ區(qū)運(yùn)行數(shù)據(jù)匯總、綜合分析、展示以及與上下級(jí)運(yùn)行管控系統(tǒng)縱向互聯(lián)。省級(jí)以上系統(tǒng)宜在各安全區(qū)獨(dú)立部署采集服務(wù)器；地級(jí)系統(tǒng)可根據(jù)實(shí)際情況，Ⅰ，Ⅱ區(qū)共用采集服務(wù)器。

安全Ⅰ/Ⅱ區(qū)監(jiān)控界面的使用場(chǎng)景實(shí)時(shí)監(jiān)視自動(dòng)化系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，使用人員主要是監(jiān)控人員。該界面的主要功能包括：

（1） 對(duì)自動(dòng)化系統(tǒng)、基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，包括告警信息、量測(cè)或性能信息、安全、風(fēng)險(xiǎn)、漏洞等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視及相應(yīng)的處理。

（2） 管理自動(dòng)化系統(tǒng)的部分資源信息，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、安全設(shè)備等主站端的硬件設(shè)備，及業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、中間件、風(fēng)險(xiǎn)、漏洞等軟件資源信息。

（3） 提供系統(tǒng)的基礎(chǔ)管理功能，如系統(tǒng)的基礎(chǔ)運(yùn)行參數(shù)管理、權(quán)限管理、用戶管理和日志管理等基礎(chǔ)管理功能。

具體安全Ⅰ/Ⅱ區(qū)監(jiān)控界面功能分布圖如圖3所示。

安全Ⅲ區(qū)管理界面的使用場(chǎng)景是查詢、分析自動(dòng)化系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，以及日常運(yùn)維管理功能，使用人員主要是領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)的管理人員。該界面的主要功能包括：匯總展示自動(dòng)化系統(tǒng)及基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)；日常運(yùn)維工作管理主要包括有工作日歷管理、排班管理、交接班管理及其他實(shí)用化功能等；能查詢及分析統(tǒng)計(jì)自動(dòng)化專業(yè)相關(guān)的資源數(shù)據(jù)、告警數(shù)據(jù)和量測(cè)或性能數(shù)據(jù)并輸出至報(bào)表；能統(tǒng)計(jì)出過去某時(shí)間段內(nèi)自動(dòng)化系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行情況（可用率）并能形成運(yùn)行報(bào)告；能自動(dòng)生成日常自動(dòng)化系統(tǒng)的巡檢報(bào)表。具體安全Ⅲ區(qū)監(jiān)控界面功能分布圖如圖4所示。

3.2 電力系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)告警查詢系統(tǒng)

告警信息的查詢包括系統(tǒng)實(shí)時(shí)告警信息查詢及歷史告警信息查詢，告警信息至少包括：告警來源、告警類型、告警級(jí)別、告警內(nèi)容、告警發(fā)生時(shí)間等內(nèi)容[15]。

當(dāng)前告警監(jiān)視畫面以列表方式實(shí)時(shí)展示最新的告警信息，不同級(jí)別的告警用不同背景或字體加以區(qū)分，當(dāng)有新來告警時(shí)，能以聲、光等形式提醒；畫面還提供按告警類型、告警級(jí)別、告警來源等方式進(jìn)行過濾篩選，方便監(jiān)控人員快速瀏覽，支持將當(dāng)前告警信息導(dǎo)出至Excel。

一般的電力采集數(shù)據(jù)均存放于關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，例如，MySQL，SqlServer，Orcal等，傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)在查詢100萬條以內(nèi)的數(shù)據(jù)量有很好的查詢結(jié)果。隨著電力數(shù)據(jù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)表中的數(shù)據(jù)量迅速增長(zhǎng)，導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫(kù)查詢效率降低，此時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行“水平分區(qū)”，但分區(qū)提高的查詢效率有限，并不能滿足告警信息實(shí)時(shí)查詢的業(yè)務(wù)需求，同時(shí)，水平分區(qū)增加了技術(shù)復(fù)雜度，增大了數(shù)據(jù)安全的風(fēng)險(xiǎn)。

電力系統(tǒng)監(jiān)控云平臺(tái)為了滿足告警系統(tǒng)實(shí)時(shí)性的要求，在數(shù)據(jù)查詢時(shí)提出利用NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)作為底層數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

HBase是使用最為廣泛的NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一個(gè)分布式的面向列的開源數(shù)據(jù)庫(kù)[16?18]，不同于一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，它是一個(gè)適合于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)，隨著電力系統(tǒng)自動(dòng)化的推廣，非結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)是基于行查詢?cè)O(shè)計(jì)的，查詢時(shí)需要全表或全區(qū)掃描；HBase是基于列查詢?cè)O(shè)計(jì)的，查詢時(shí)只需掃描指定的列，大大縮短了查詢時(shí)間，對(duì)于億級(jí)數(shù)據(jù)查詢均能實(shí)現(xiàn)毫秒查詢。HBase表結(jié)構(gòu)如表1所示。

HBase以表的形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，表由行和列組成。列劃分為若干個(gè)列族（row family）。在HBase中，row key是用來檢索記錄的主鍵，Hbase表中的每個(gè)列都?xì)w屬于某個(gè)列族，如表1中，column?family是HBase表中的一個(gè)列族，該列族下有兩個(gè)列，分別為column1和column2。同時(shí)，為了保證用戶多個(gè)版本的數(shù)據(jù)，HBase表中利用時(shí)間戳timestamp顯示區(qū)別用戶的數(shù)據(jù)版本。因此，在HBase中某一條數(shù)據(jù)需利用四維約束進(jìn)行確定：

{row key，column?family，column，timestamp}

利用HBase查詢時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)查詢引擎可以根據(jù)以上四維約束過濾掉大部分的數(shù)據(jù)，同時(shí)由于HBase可以根據(jù)閾值實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)分區(qū)，極大地提高了查詢效率。

電力二次系統(tǒng)告警信息至少包括：告警來源、告警類型、告警級(jí)別、告警內(nèi)容、告警發(fā)生時(shí)間、告警結(jié)束時(shí)間等內(nèi)容。利用HBase表管理告警信息，建立表warning，考慮到告警信息查詢一般根據(jù)日期分類，因此將日期data作為HBase表row key，warning_information作為column?family，具體告警信息作為column；timestamp在數(shù)據(jù)寫入時(shí)由系統(tǒng)自動(dòng)賦值，此時(shí)時(shí)間戳為當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間。具體表的字段如下：

row key： data

column?family： warning_information

column：

{

warning_source //告警來源

warning_type //告警類型

warning_level //告警級(jí)別

warning_content //告警內(nèi)容

warning_begintime //告警發(fā)生時(shí)間

warning_endtime //告警結(jié)束時(shí)間

}

電力二次系統(tǒng)告警信息HBase表結(jié)構(gòu)如表2所示。

創(chuàng)建表語句如下：

create ′warning′， ′data′， ′warning_information′

在系統(tǒng)應(yīng)用過程中利用表2能實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)查詢告警信息。

目前該框架已經(jīng)在南方電網(wǎng)廣州地區(qū)監(jiān)控云平臺(tái)調(diào)試中，將SCADA/EMS，TSA，IDP，OMS等系統(tǒng)自動(dòng)收集的風(fēng)險(xiǎn)數(shù)據(jù)，周期性地進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的評(píng)估與定級(jí)，并初步實(shí)現(xiàn)離線預(yù)警控制功能。由于該地區(qū)易發(fā)雷雨、風(fēng)暴等自然災(zāi)害，盡管水力蘊(yùn)藏豐富，但是季節(jié)性水位變化明顯，且發(fā)電資源相對(duì)匱乏，電力均需其他地區(qū)供應(yīng)。結(jié)合上述特點(diǎn)，建立南方電網(wǎng)廣州地區(qū)多維度的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系，如圖5所示。在目標(biāo)維度上，建立輸電線路停運(yùn)率與自然環(huán)境相關(guān)的時(shí)變停運(yùn)模型，并構(gòu)建以風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、預(yù)警控制、應(yīng)急管理為核心的全面風(fēng)險(xiǎn)管理框架；在時(shí)間維度上，動(dòng)態(tài)跟蹤災(zāi)害預(yù)報(bào)、電廠存煤、水庫(kù)來水、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兏?、?fù)荷異常波動(dòng)等不確定因素對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的影響，實(shí)現(xiàn)日前（3 d內(nèi)）、小時(shí)前（1 h）、分鐘前（15 min）等不斷向前滾動(dòng)修正的電網(wǎng)安全風(fēng)險(xiǎn)管控體系。

實(shí)際監(jiān)控結(jié)果表明，在進(jìn)行系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)時(shí)，廣州地區(qū)電網(wǎng)靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)明顯偏大，主要包括線路過載風(fēng)險(xiǎn)、母線電壓越限風(fēng)險(xiǎn)等，風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警模塊及時(shí)發(fā)布了橙色風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，對(duì)應(yīng)的可視化模塊顯示最大的風(fēng)險(xiǎn)源為同時(shí)進(jìn)行多個(gè)檢修現(xiàn)場(chǎng)，次大的風(fēng)險(xiǎn)源為多個(gè)設(shè)備存在異常情況。此時(shí)，離線預(yù)警控制模塊結(jié)合具體風(fēng)險(xiǎn)因素制定了初步的預(yù)控策略，減輕了電網(wǎng)自動(dòng)化調(diào)度的壓力。在珠江電廠出現(xiàn)主變壓器停電時(shí)，容易引起其他線路和斷面潮流越限等。對(duì)于該高風(fēng)險(xiǎn)的檢修方式，常采取的措施是加大其他電廠的機(jī)組出力，并控制其他斷面潮流，調(diào)控前后全網(wǎng)靜態(tài)安全風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的變化情況，如表3所示。

表3中，和分別表示風(fēng)險(xiǎn)前后風(fēng)險(xiǎn)值和風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)的設(shè)定上限?？梢灾?，采取的預(yù)控措施大大降低了線路過載風(fēng)險(xiǎn)和母線電壓越限風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)指標(biāo)分別降低至原來風(fēng)險(xiǎn)值的75.8%和82.5%，清楚地表明該控制措施對(duì)電網(wǎng)減緩風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義。此外，該監(jiān)控系統(tǒng)表明恒運(yùn)電廠和黃埔電廠等存在多個(gè)設(shè)備異常情況，且持續(xù)時(shí)間超過20 d，導(dǎo)致系統(tǒng)設(shè)備故障概率增加，系統(tǒng)提示調(diào)度員應(yīng)持續(xù)對(duì)這些高危設(shè)備進(jìn)行關(guān)注，有利于督促生產(chǎn)部門采取相關(guān)措施對(duì)異常設(shè)備進(jìn)行消缺處理，減小電力系統(tǒng)設(shè)備故障率，提高電力系統(tǒng)自動(dòng)化調(diào)度效能。

4 結(jié) 語

本文針對(duì)目前電力系統(tǒng)自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)分散導(dǎo)致的數(shù)據(jù)、資源分散，提出電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控云平臺(tái)，對(duì)分散的電力二次系統(tǒng)資源進(jìn)行整合，將其產(chǎn)生的電力數(shù)據(jù)、日志、告警信息利用電力系統(tǒng)自動(dòng)化運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控云平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一管理，該系統(tǒng)利用多層分布式架構(gòu)，采用HBase數(shù)據(jù)庫(kù)管理告警信息，實(shí)現(xiàn)告警信息毫秒級(jí)查詢。將采集的模型數(shù)據(jù)和運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)利用數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)行處理，最后將分析結(jié)果及時(shí)推送至監(jiān)視模塊，從而全面監(jiān)視電力自動(dòng)化系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，減輕電力自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員的工作壓力。今后應(yīng)在系統(tǒng)報(bào)警規(guī)則定義、關(guān)聯(lián)分析方面展開深入研究。

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