2024流域水电站集控智慧监盘一体化平台技术方案

流域水电集控中心慧监盘技术方案汇报简版-2024.5.20项目背景杜绝大型流域水电集控中心报警信息遗漏，造成生产事故，拟对流域集控中心异常、缺陷、故障三类报警信息实现三区聚合信息分析，辨识真实报警信息，推送处置方案。本方向适用于集控值班员、场站及生产技术人员缺陷辨识与溯源跟踪。方案采用完全跟踪集控SCADA监控系统报警信息。建设思路智慧监盘主要通过对设备运行实时数据、机组在线监测等电站生产运行数据的实时接入，采用报警信号辨识及处置模型、事故/故障诊断及处置模型、趋势分析模型实现对实时告警信号、设备运行数据、水情数据、监测站点数据的智能解析、分析、研判及告警提醒，辅助值班人员精准掌握有效告警、及时发现设备故障/事故、分析决策电站运行趋势，并根据系统智能推送的相关策略进行高效处置，达到减轻调度人员工作强度、提高监盘效率、降低安全隐患。智慧监盘整体建设思路如下图所示：图智慧监盘整体建设思路智慧监盘系统建设主要分为三个步骤：（1）数据实时采集实时采集设备告警数据（秒级）、设备运行数据（秒级）、水情气象数据（分钟级）及流量测点数据。支持解析104规约方式获取实时运行数据；支持读取镜像库的方式获取实时运行数据；支持各类文本解析的方式获取实时运行数据；支持调用WEB接口的方式获取实时运行数据；支持读取Kafka等从数据中心获取实时运行数据；（2）数据智能分析构建信号辨识模型、故障/事故诊断及处置模型、运行趋势分析模型，对实时采集的各类数据进行智能分析，实现信号智能辨识、故障辅助决策及运行趋势分析功能。（3）数据智能应用将数据分析结果通过人机交互页面的形式呈现，同时基于智慧监盘需要，以“监盘门户”的形式将各类智能分析结果进行“锁屏”告警、智能推送、自动跟踪及可视化展示，辅助值班人员快速、高效监盘。系统实现过程及方式从系统建设层面，智慧监盘主要包括数据实时采集、基础数据模型、信号智能辨识、故障辅助决策、运行趋势分析及监盘门户6大类功能。数据实时采集采用数据报文形式（文件、104规约）或通过镜像数据库（Kafka、数据库同步）实时获取设备运行数据、设备告警数据、点表数据、水情气象数据及流量监测数据等，并对数据进行加工处理，支撑智慧监盘应用。以下为计算机监控系统数据采集实现方式：图数据实时采集实现方式基础数据模型主要实现对各电站、设备及监控点号信息进行在线统一管理，并构建关联关系，支撑智慧监盘应用。以下为基础数据模型构建思路：图基础数据模型构建思路基础数据模型实现方法及步骤：（1）按点表文件分离出电站（2）从点表描述中分离出设备（3）将点表信息按厂站、设备名、点号描述、点号进行入库（4）通过电站ID、设备ID将三张表的数据进行关联，构建电站-设备-点表信息关联关系示例：图例信号点与厂站关联关系库图例信号点与动作情况关联关系库图例电站-设备-点表信息关联关系图信号智能辨识主要实现对大量告警光字信号进行实时监测、解析及分析，过滤无效告警信息，推送有效告警信息及相关处置策略，辅助值班人员进行监盘及告警处置。信号智能辨识主要包括以下功能点：子功能功能描述报警智能监视主要对设备运行所有告警动作信号进行智能解析、分析及辨识，根据辨识模型，过滤无效告警信息，推送有效告警信息，辅助值班人员监盘，避免监盘错看、漏看。报警辅助处置主要对有效告警信息推送相关处置策略，并联动现场巡检终端摄像头抓拍实时画面，辅助值班人员对告警信号的快速处置；同时对未处置或超时未复归等告警，系统通过响铃、弹框、代办等方式自动提醒值班人员重视并尽快处置。报警统计分析主要实现对各类告警信号、告警处置情况的统计分析及可视化展示，辅助值班人员对监盘情况的快速掌握。信号智能辨识实现思路：图信号智能辨识实现思路图信号智能辨识实现思路信号智能辨识实现方法及步骤：（1）依据运行工况及告警信号标签规则，结合告警处置相关策略，构建信号辨识及处置模型。（2）实时解析监控系统告警信息，采用多目标多属性并行研判算法，过滤设备开机态、停机态等近7类运行工况中的无效告警信号，对此类告警信号按照运行工况进行标签、分类。（3）实时解析监控告警信息，采用多目标多属性并行研判算法，同时对解析后的告警信号，按照频发、瞬发等10多种数据标签规则进行研判，过滤掉其中无效的告警信号，智能推送有效告警信号及相关处置策略给值班人员。（4）对已经研判、处理后的有效告警信号按照告警的时间依次展示在监屏窗口上，并通过智能告警的方式告知值班人员，推送相关告警处置策略，辅助值班人员进行快速处置。（5）对于长时间（时间间隔根据实际情况可设置）未复归或未处置的告警信号进行智能跟踪，并通过语音、弹框、滚动等方式提醒并告知值班人员时刻关注。（6）对信号智能辨识结果进行统计分析及可视化展示。（7）信号智能辨识功能根据监盘需求同步至“监盘门户”。例：频发信号逻辑图如下：逻辑判定规则数据前置条件：告警信号取调控范围内的有效遥信信号；获取系统内置频发阀值判定条件：判断信号发生次数是否达到阀值故障辅助决策通过将人工经验、运行规程、历史记录及处置策略等形成事故诊断专家库、规则库及处置知识库，构建事故诊断及处置模型，对大量设备运行告警数据进行实时监测、分析及诊断，并对事故诊断结果智能告警，推送事故简报、告警信息、实时运行数据、影响范围等信息，辅助值班人员及时确认事件。同时在发生设备运行事故/故障后，系统通过处置知识库智能推送事故相关处置流程，提供便捷处置助手，辅助值班人员快速开展事故处置，并对处置全过程进行跟踪，实现事故的闭环管理。故障辅助决策主要包括以下功能点：子功能功能描述故障智能诊断主要对设备运行各类故障/事故告警信号的智能解析及研判，对事故/故障诊断结果进行智能“闭锁”告警，自动推送事故名称、告警信息、实时运行数据及影响范围等相关信息，辅助值班人员对事故/故障快速决策。故障辅助处置当发生设备运行事故/故障后，系统通过智能推送事故相关处置方案及处置流程，提供便捷处置助手，并智能联动现场巡检终端摄像头抓拍事故画面，辅助值班人员快速开展事故处置，并对处置全过程进行跟踪，对未处置或处置不及时情况进行自动提醒，实现事故的闭环管理。历史故障管理主要实现对已处置完成的故障/事故进行归档管理，辅助值班人员对历史故障/事故的快速查阅、学习等。故障辅助决策实现思路：图故障辅助决策实现思路故障辅助决策实现方法及步骤：（1）通过对典型故障数据、人工经验、运行规程等的综合分析，建立各类事故专家库、研判规则库、处置知识库，构建故障诊断及处置模型。图事故专家库图研判规则库图处置知识库（2）实时解析监控系统告警信息，根据故障研判逻辑，按照事故推理策略进行推理分析，当有故障发生时进行告警，同时自动推送相应的故障名称、告警信息、运行信息、影响范围等，并对推理结果通过解释器进行视图展示，辅助值班人员进行诊断结果的决策分析，决策分析结果将进一步优化完善知识库。图故障诊断实现逻辑（3）当值班人员决策分析是真实故障发生后，系统智能联动处置知识库，自动推送相关处置策略，并对处置过程进行全程跟踪。处置结束后对故障处置情况进行分析评价及归档管理。图故障处置流程（4）故障辅助处置功能根据监盘需求同步至“监盘门户”。运行趋势分析主要实现对设备运行、水情、生态流量等各类遥测信息进行在线实时监测，并通过与正常运行态的对比分析，对异常运行趋势及跳变等情况进行智能告警，辅助值班人员对设备运行决策分析。运行趋势分析主要包括以下功能点：设备运行分析主要实现对设备电流、电压、有功、无功、频率、温度等各类遥测信息进行在线实时监测，并通过与正常运行态的对比分析，对异常运行趋势及跳变等情况进行智能告警，辅助值班人员对设备运行决策分析。水情分析主要实现对库水位、流量、气象等水情信息进行在线实时监测，自动生成水情智能监测及分析曲线，当发生异常跳变或与正常情况有偏差时，系统进行智能告警，辅助值班人员及时决策及处置。生态流量分析主要实现对电站现场生态流量测点数据的实时在线监测，对异常情况进行智能分析及告警，辅助值班人员及时决策及处置。运行趋势分析实现思路：图运行趋势分析实现思路运行趋势分析实现方法及步骤：（1）分析设备运行、设备家族性缺陷、水情、生态流量等历史数据，挖掘各类监测点在正常、异常情况下的数据变化情况及处置预案，结构化形成运行趋势分析测点库、规则库及知识库，同步构建运行趋势分析模型。注：各类趋势分析报警规则库提供自定义规则功能，方便用户根据实际情况对分析规则的调整。图水情趋势分析规则库（2）实时采集设备实时运行、水情、生态流量测点数据，采用运行趋势分析模型智能监测各测点数据变化趋势，形成趋势分析曲线，并自动生成对应分析报告。（3）当监测、分析出有异常跳变或与正常情况有偏差的测点变化趋势，系统通过响铃、弹框、闪烁标注等形式提醒值班人员进行关注，并推送当前情况下的策略建议，辅助值班人员分析决策。（4）分析决策结果及评价结果自动完成对运行趋势分析模型的优化完善。（5）运行趋势分析功能根据监盘需求同步至“监盘首页”。UI界面主要根据监盘需要，对信号辨识、事故诊断、趋势分析等各功能提供监盘窗口，当发生异常告警时，系统通过代办、弹框、响铃等方式提醒值班人员“一键跳转”快速处置；同时根据监盘需求对各类数据进行统计分析及可视化展示，辅助值班人员进行智能监盘。监盘首页实现思路：针对各应用功能，采用可视化技术设计相应的监盘窗口，各监盘窗数据与功能模块数据同步，可通过“一键跳转”方式快速到达各功能详情页面；同时针对各类告警，提供差异化的响铃及弹框模式，提高监盘效率。对于同时有多个告警或未处置的告警，采用滚动代办窗口，提醒值班人员快速处置。分析模型示例开关量类数据(DI)报警开关量是指非连续性信号的采集和输出，包括遥控采集和遥控输出。它有1和0两种状态，这是数字电路中的开关性质，而电力上是指电路的开和关或者说是触点的接通和断开。“开”和“关”是电器最基本、最典型的功能。一般开关量装置通过内部继电器实现开关量的输出。本项目对开关量故障信息化聚合分析集控中心定义为遥信量。开关量分析模型设计设备部状态（非停机态）+聚合信息大于3测点以上动