電力通信電源系統告警信息智能采集研究

秦數棋

（國電南瑞能源有限公司，上海 200000）

0 引 言

電力通信電源系統是電力體系中不可或缺的組成部分，也是保證電網安全穩定運行的重要基礎。電力通信網絡由傳輸通道、交換設備以及終端設備等組成，按照一定規則連接后，為電力系統用戶提供通信服務。電力通信網絡作為專用網絡具有較強的特殊性，其電源系統不僅是電網調度自動化與控制的基礎，也是電力通信系統生產運營與商業化運行的基礎支撐[1]。電力通信電源系統協調電力通信的發電、送電、變電以及配電等，是電力通信穩定運行的基本保障[2]。為了保障電力通信電源系統能夠正常運行，需要研究電力通信電源系統告警信息的智能采集技術，即將電力通信與信息技術相融合，通過告警信息采集技術來保證通信網絡的可靠性和安全性，并在原有基礎上采集各個異構網關協議接口的全部告警信息進行分級處理，將處理結果統一上傳至存儲層，從而完成信息采集。

1 電力通信電源系統運行信息統計

采集告警信息前，需要實時獲取電力通信電源系統的運行信息[3]。由于網絡存在差異性，因此要想實時獲取系統運行信息，各個網管系統需要建立對應的采集適配模塊。該模塊通過編輯開發出相應的采集適配程序并建立不同網管結構體系，從專有接口中統計電源系統的運行信息。為了及時、有效地獲取故障信息，應熟悉各網管接口協議，選取各網管的采集適配模塊，連接網管結構系統的接口，從而完成相應的數據采集[4]。由于每個步驟具有相對獨立的采集模塊，網管結構系統在信息統計過程中能夠獨立工作，避免了互相影響。可見，模塊化統計模式為后續擴容管理與升級奠定了基礎[5]。

2 電力通信電源系統運行質量評價

統計電力通信電源系統的運行信息后，需評價統計信息中各項電能的質量指標[6]。將三相電壓有效值與電壓偏差相比，可得到節點電壓偏差。電源系統運行質量取決于三相電壓和電流有效值。這兩項取值與不平衡標準相比，可以得到監測點的不平衡度。采用統計方法，可得到目標范圍內電壓的合格指標。分析用電信息的重復數據、缺失數據以及異常數據，可獲取平均停電時間和停電次數等指標。

利用電源系統數據評價電能質量。根據電壓偏差標準，設置電壓合格區間為[-10%，+7%]。確定在該區間內的電壓合格檢測值個數和電壓檢測值有效個數，可得出檢測區域電網電壓合格率的表達式為：

式中，λn為檢測區域電網電壓合格率；n1為電壓合格檢測值個數；n0為電壓檢測值有效個數。

如果區間內電源與用電設備發生脫離，則式（1）還可以表示為：

式中，nout為停電數據的檢測值個數。

根據計算結果，最終可獲得電源系統運行質量評價結果。

3 告警信息提取與分析

記錄電力通信電源系統運行信息的評價結果，主要包括系統運行過程中產生的異常數據[7]。告警信息主要包含系統故障數據和入侵數據等。系統故障數據與其他運行數據不同，具有較強的隨機性與時效性，因此管理人員很難提前獲知故障信息產生的時間與地點。電力通信電源系統龐大且復雜，告警信息越早被發現，價值越大[8]。

若用電的地址ID、設備ID以及日期等信息均相同，或者同一時刻用電的電流、電壓以及功率等均相同，則認定該數據為重復數據。此時，需要刪除重復數據，填補或剔除缺失數據。

若某地點某時刻電壓值缺失，則該電壓值判定為缺失數據。通常采用填補方法處理缺失數據。若電壓值、功率值與電流值連續平滑，則可以采用補救方法處理缺失數據。當一個數據缺失時，可以使用前一刻數據與后一時刻數據的平均值進行填補[9]。完成數據填補后，根據事件結構劃分告警信息并上報至后臺服務器，后臺服務器實時獲取上報告警信息并對故障進行報警，從而確保電力通信電源系統的穩定運行。

4 實 驗

4.1 實驗對象

實驗對象為A地區一個月的電力通信電源系統信息。在相同實驗條件下，分別采用HHT+SVM采集方法、HHT+SL采集方法以及本文設計的采集方法采集電力通信電源系統故障信息，并對實驗數據進行處理。設置電壓區間為[198 V，235 V]，并統計區間內檢測數值個數為687 518個，其中有效數據個數為686 476個。

4.2 實驗結果對比

以告警信息采集準確率為測試指標進行不同方法采集告警信息的實驗，實驗結果如表1所示。

表1 不同方法的告警信息采集準確率

結果顯示，相對于HHT+SVM采集方法與HHT+LS采集方法，本文設計的采集方法的告警信息采集準確率更高。

為進一步驗證所提方法的有效性，采集故障信息后需對其故障進行處理。處理指標包括三相不平衡度合格率、電壓合格率、平均停電次數、平均停電時間以及供電可靠率，結果如表2所示。

表2 不同方法的故障處理結果對比

根據表2結果可知，與傳統方法相比，本文設計方法的供電可靠率最高，平均停電次數最少，平均停電時間最短，三相不平衡度合格率最高，電壓合格率最高，從側面驗證了電力通信電源系統告警信息智能采集方法能夠有效采集故障信息，提高了電能運行的質量與監控水平。

5 結 論

配電網大數據的發展使供電公司能有效獲取電力通信電源系統信息。通過收集故障信息能夠對故障進行針對性的處理。通過分析電力通信電源的數據特征，可得到相應的電能總質量指標，從而實現電壓合格率、平均停電次數、平均停電時間、供電可靠率以及三相不平衡度合格率等電能質量指標的統計分析。實驗結果表明，設計的采集方法覆蓋率廣、規模大以及測試點密集，可以從多方位比較電能監測系統，從而更好地反映電能故障情況，利于監測配電網局部電能質量，具有較高的實際應用性。