調度自動化主站網絡數據質量智能分析軟件

王 東，張 佳

(國網江蘇省電力有限公司鎮江供電公司，江蘇 鎮江 212000)

0 引言

調度自動化基礎數據，是電網調度生產指揮、運行分析控制來源，其質量好壞對于電網安全、經濟運行具有重要意義[1-7]。然而當前基礎數據質量遠不能滿足電網調度智能化控制的需要，尤其對分析決策、智能調度起關鍵作用的調度自動化主站系統(D5000)數據質量智能分析功能模塊存在著以下不足。

(1) 多態異常量測校核功能不支持以直觀方式顯示穩態監控、網絡分析及計劃值的數據聯合分析結果。

(2) 量測跳變告警功能不支持跳變數據推送告警窗及歷史數據跳變追溯。

(3) 計算量跳變故障定位功能不支持對公式分量監視追溯。

(4) 前置多通道實時數據比對功能不支持多通道不一致數據單獨顯示且無法直觀顯示前置數據與SCADA實時數據差異。

(5) 凝思系統健康評估功能缺失，無法實時監測系統故障。

(6) 基礎軟件健康評估功能缺失。目前操作系統基礎軟件涉及多個用戶，需要輸入各種系統命令進行查詢，缺少統一化管理。

(7) 基礎平臺健康評估功能缺失，基礎平臺設備運行環境由值班員定時巡檢，故障日志需要專業人員進行分析，無法實時獲取系統運行狀態。

因此需對電網運行穩態監控系統健康排查功能進行完善，對操作系統、基礎軟件、基礎平臺、等關鍵信息進行健康評估，及時發現并處理系統運行隱患，提高電網運行的安全穩定性。

1 功能方案內容

本網絡數據質量智能分析軟件設計方案應用于凝思操作系統的D5000系統，主要包含以下功能模塊。

1.1 多態異常量測校核

(1) 根據量測電壓等級、安全等級等因素，制定異常量測校核規則[8]。

(2) 根據SCADA電網拓撲結構，結合設備遙信進行遙測質量分析，對異常數據以圖表、列表形式進行展示。

(3) 通過對SCADA，PAS電網拓撲結構分析比對，對偽遙信、多態下量測偏差較大的數據進行分析展示，并給出合理化數據建議[6]。

(4) 通過對SCADA實測值、計劃值進行分析比對，將偏差超過故障閾值的量測進行展示并根據校核規則給出合理化數據建議。

1.2 量測跳變告警

(1) 根據量測電壓及安全等級等方面因素，設定跳變閾值，生成量測數據集，制定數據跳變判斷規則[4]。

(2) 實時監視數據量測值，滿足跳變規則時，以告警窗形式進行告警提示。

(3) 對歷史跳變數據進行分析、統計、展示。

1.3 計算量跳變故障定位

(1) 根據計算量安全等級等因素，設定跳變閾值，生成計算量數據集，制定數據跳變判斷規則[7]。

(2) 實時監視數據量測值，滿足跳變規則時，對該計算量的所有計算因子進行數據分析，定位故障點分量，并進行分量自動記錄、告警。

1.4 前置多通道實時數據比對

(1) 獲取前置多通道實時緩存數據，解析質量碼，根據質量碼對數據進行標簽化處理，對數據質量等級進行評分。

(2) 實時獲取SCADA緩存數據，依據數據安全等級進行前置與SCADA數據比對，對異常數據進行標簽化處理。

(3) 對異常數據進行大數據整合分析，以系統整體數據量為基礎，對系統數據質量進行評分，對異常數據進行優化展示。

1.5 凝思系統健康評估

包括磁盤空間使用率、CPU使用率、安全漏洞、對時混亂、操作系統路由器配置及端口分配。

1.6 基礎軟件健康評估

包括定時系統備份、應用配置一致性、關鍵進程運行狀況、人機工作站運行狀況。

1.7 基礎平臺健康評估

包括設備運行環境、應用功能(包括數據質量異常、進程管理、系統管理、圖形、表操作、日志管理、公式定義、掛牌操作)使用情況、進程故障日志分析。

2 軟件設計

1.1～1.2節功能易于實現，這里不再贅述。

2.1 計算量跳變故障定位

計算量跳變故障定位流程如圖1所示，主要包括以下幾個關鍵環節。

圖1 計算量跳變故障定位流程

(1) 從實時庫讀取公式定義表，存在map里面，并展示在計算量界面的tree里面。

(2) 通過公式搜索，獲取編輯框輸入內容，過濾出公示定義列表包含輸入內容的公式。

(3) 查詢菜單定義表和公式定義表，讀取公式名稱、公式分類、操作數、公式串等，并把公式名稱、公式分類、操作數展示到當前頁表格。

(4) 獲取公式操作數據，查詢其他遙測采樣表、計算點表、廠站表、域信息表，對數據進行分類處理，過濾公式定義列表并得出公式查詢結果情況。

2.2 前置多通道實時數據比對

前置多通道實時數據比對流程如圖2所示，重點為通道的遙測、廠站遙信/遙測分析。

圖2 前置多通道實時數據比對流程

(1) 查詢通道表，獲取前置機域名，根據不同通道的遙測/遙信類型，從實時庫中獲取相關類型狀態，并把所有結果集展示。

(2) 查詢廠站表和通道表，獲取此廠站下所有通道，從實時庫中獲取相關類型狀態，并把所有結果集展示到當前頁表格中。

2.3 凝思系統健康評估

凝思系統健康評估流程如圖3所示，主要包括以下幾個關鍵步驟。

圖3 凝思系統健康評估流程

(1) 定位互信列表，獲取和配置地址互信列表。

(2) 根據功能需求，分別把磁盤空間使用率、CPU使用率、漏洞相關處理、對時異常、配置及端口信息等結果展示到當前頁的表格中。

2.4 基礎軟件健康評估

基礎軟件健康評估流程如圖4所示，主要包括以下幾個關鍵環節。

圖4 基礎軟件健康評估流程

(1) 定位互信列表，獲取和配置地址互信列表。

(2) 根據功能需求，分別把人機工作站運行狀況、關鍵進程運行狀況、應用配置一致性、備份等結果展示到當前頁的表格中。

2.5 基礎平臺健康評估

基礎平臺健康評估流程如圖5所示，主要包括以下幾個關鍵步驟。

圖5 基礎平臺健康評估流程

(1) 獲取服務器等設備運行環境、進程系統管理、公式定義和進程故障分析情況。

(2) 讀取進程監視表，過濾進程故障信息。

(3) 從模型操作登錄表和置牌操作告警表獲取圖形文件操作、插入記錄、刪除記錄、置牌解除和置牌更改列表。

3 軟件應用

根據第2節軟件設計流程開發了網絡數據質量智能分析軟件，包含多態數據異常，跳變告警，前置通道數據比對，系統、軟件、平臺健康評估等功能模塊。

3.1 多態數據異常量測校核

打開軟件多態數據異常量測界面，分別點擊查總量測信息、不合格量測信息、大誤差量測等按鈕，可以對各類異常數據以列表形式展示。

3.2 量測跳變

打開軟件量測跳變數據界面，選擇起始時間，點擊查詢，對歷史跳變數據進行分析統計展示，實時監視數據集內的實時量測值，滿足跳變規則時，以告警窗形式進行告警提示。

3.3 計算量跳變

打開軟件計算量跳變數據界面，點擊公式定義按鈕，展示公式列表，雙擊某公式，獲取公式相關信息，并進行展示，雙擊某一行公式詳情，獲取遙測相關信息，并進行展示。

3.4 前置多通道實時數據比對

打開軟件前置通道數據界面，點擊廠站查詢，展示廠站列表，選中某廠站，分別根據需要點擊通道遙測分析、廠站遙信分析等按鈕，獲取相關信息。

3.5 系統健康評估

打開軟件系統健康評估界面，點擊更新節點信息，獲取互信列表。系統健康評估支持磁盤空間使用率、CPU使用率、漏洞相關處理、對時異常、配置及端口信息等信息獲取。

3.6 軟件健康評估

打開軟件健康評估功能界面，點擊更新信息，獲取互信列表。點擊人機工作站運行狀況，獲取出問題的工作站，并展示不在線的工作站列表。以此類推，點擊其他按鈕，獲取不同功能展示到列表。

3.7 平臺健康評估

打開軟件平臺健康評估功能界面，分別點擊設備運行環境、進程系統管理、公式定義、進程故障查詢顯示需要的信息。選擇時間范圍，點擊圖牌操作，獲取圖牌操作信息。點擊進程故障分析，展示故障日志遠程路徑，并查找需查看的故障日志文件。打開日志，通過關鍵詞、時間過濾日志，快速查找到故障信息位置，定位故障信息。

4 結束語

以鎮江地區為試點，數據質量智能分析軟件運行結果表明，該軟件可直觀、便捷地了解調度自動化主站SCADA異常運行數據以及對操作系統、基礎軟件、基礎平臺、數據轉發等關鍵信息的健康評估信息，及時發現并處理電網運行、系統軟/硬件運行隱患和故障信息，提高主站系統安全穩定性，同時為調度分析決策、智能調度打下基礎。