基于网格平台的电网故障诊断架构

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1、第３７卷第３期Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．３２０１３年２月１０日Ｆｅｂ．１０，２０１３ＤＯＩ：１０．７５００／ＡＥＰＳ２０１２０４１２１基于网格平台的电网故障诊断架构王磊１，陈青１，李天友２，高湛军１，李兆飞１（１．电网智能化调度与控制教育部重点实验室，山东大学，山东省济南市２５００６１；２．福建省电力公司，福建省福州市３５０００３）摘要：故障诊断是未来智能电网可自愈的前提条件。为了进一步提高电网故障诊断系统的效率及准确性，文中提出了一种以数据网格为支撑、分布式系统为主体的新型电网故障诊断架构。数据网格可以提高故障诊断系统数据采集的实时性和可靠性，而分布式系统提供的分布式计算技

2、术能够极大地提高诊断程序的运行速度。两者的结合能够使这种新型的诊断系统在诊断速度及准确性上优于传统的客户／服务器（Ｃ／Ｓ）结构。最后，通过案例证明了新系统的可行性。关键词：故障诊断；数据网格；ＯＧＳＡ－ＤＡＩ规范；分布式计算０引言的环节，这其中的代价是以秒级来计算的。另外，调度端故障诊断服务器上集中了拓扑分析、智能诊断作为智能电网可自愈性实现的前提，电力系统算法等复杂模块，推理过程往往涉及大量的数据库故障诊断方法一直是国内外研究的重点课题。目和知识库，因而诊断服务器在分析复杂故障时往往［１］前，发展比较成熟的诊断方法，例如专家系统、优处于高负荷状态，在诊断速度上难以满

3、足工程需求。［２－３］［４］化方法、Ｐｅｔｒｉ网等，在告警信息完全正确的环针对以上分析，本文对传统的故障诊断框架进境下，均能够比较准确地诊断出故障元件，包括有保行如下改进。护及断路器误动、拒动的情况。然而，就提高整个故１）数据采集层面，采用数据网格技术在变电站障诊断系统的速度和准确性而言，尚存以下几个问层对信息进行提取及预处理，为故障诊断程序提供题有待解决。一致的数据视图，不仅解决了故障诊断系统的通信１）通信问题。智能诊断算法所依赖的数据完全问题，而且避免了数据在调度端的过度积压。在线获取，在出现数据丢失、畸变等情况下，准确定２）算法方面，设计一种分布式故障诊断系统以

4、位故障元件需要对所有异常情况进行概率分析，导适用于网格环境。分布式系统能够为日趋复杂的故［５－６］致程序具有较高的复杂度。在目前的工程应用障诊断算法提供高性能的分布式计算策略，保证诊中，信号丢失及上传错误的情况经常发生，其主要原断时间满足实际工程需要。因在于当前的故障信息系统在故障的第一时间将保护及断路器动作信息上传至调度端，而故障往往涉１数据网格支撑的数据采集方法及至少２个变电站，且故障信号同时发送，所以故障随着电网覆盖面的扩大，各调度中心需要及时时刻调度端的故障数据服务器会处于高负荷状态，处理汇集过来的各类数据。为了解决海量数据收集难免出现错误应答的现象。的安全性

5、、实时性等问题，文献［７］提出运用网格计２）实时性问题。故障诊断系统主要依赖保护动算提升互联电网监控系统的性能。随着面向服务技作信号和开关跳闸信号。保护动作信号由保护管理术的成熟，文献［８－９］中明确提出了基于组件和面向机（故障信息子站）采集，并通过故障信息系统上传服务体系架构（ＳＯＡ）的智能电网调度技术支持系至调度中心。由于保护管理机不能采集开关量，因统体系结构。文献［１０］和［１１］分别运用分布式并行此，开关跳闸信号要从数据采集与监控（ＳＣＡＤＡ）系计算和云计算技术对其进行了改进，并设计了相应统获取，链路通信以及服务器访问是２个不可避免的电网信息获取体系结构。本文

6、在上述文献的基础［１２］上运用数据网格技术为故障诊断系统构建一种收稿日期：２０１２－０４－１３；修回日期：２０１２－０９－０４。稳定、快速的故障数据处理模型。国家自然科学基金资助项目（５１２７７１１３）；国家电网公司重大１．１数据网格介绍科技项目（技术０３１［２０１２］１９）。数据网格是一种分布式数据管理体系结构，能—７０—·研制与开发·王磊，等基于网格平台的电网故障诊断架构够为分布在网格中的各种资源提供协同的管理机Ｉｎｔｒａｎｅｔ基础网络环境，包括各种网络通信设备及制，可以通过集成网络上分布的多个数据集等资源，物理连接。形成单一虚拟的数据访问、管理和处理环境，并为分

7、布海量数据建立一体化的数据访问、存储、传输、管理与服务架构。作为网格计算的一个重要分支，数据网格能够运用资源优化调度、高速数据传输机制、数据副本管［１３－１４］理等技术解决网格计算所面临的数据高峰时刻的网络瓶颈问题，而对于目前新兴的云计算技术，其［１５］数据处理方法仍不完善。鉴于故障后的诊断程序需要处理大量的电气量或非电气量信息，因此，本文选择数据网格作为故障诊断系统的数据支撑环境。１．２适用于故障数据收集的网格体系结构当前的电力系统数据获取方式仍然沿用集中获取方式，已经不能适应未来智能电网的功能需求。集中获取方式多为客户／服务器（Ｃ／Ｓ）模式，数据