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摘要 随着输变电设备在线监测系统全面建设，越来越多的在线监测装置接入到系统之中，但是，在实际应用过程中发现，在线监测装置采集数据的有效性、通信传输的稳定性等方面都存在较大的不稳定因素，导致装置可用率普遍较低，经常发生数据中断、装置误报等情况。伴随着大量监测装置接入系统而来是海量的各类监测数据，在统一在线监测系统缺乏相应统计分析模块，而由人工巡视和甄别的方式去查询和筛选缺陷装置所测出的误报信息显然是一种对人力物力的极大浪费，这也在很大程度上制约了在线监测的总体应用效果。本研究基于统一输变电设备在线监测系统，结合实际应用中所出现的问题，特别是在线监测系统信息误报、数据中断等进行深入研究，研究在线监测装置数据可用性、及时性等关键数据自动检索技术，有效地提高监测数据分析利用水平，最大限度地发挥输变电设备在线监测的功效。
0 前言
输变电设备在线监测系统是生产管理系统（PMS）的子模块，集成了综合展示、组合监视、数据分析四大类应用模块，通过与GIS系统、雷电定位系统的集成，实现在线监测装置可视化展示，设备状态和运行环境数据在线监测、统计分析及告警预警等功能。在线监测系统功能界面如下图所示：
在线监测系统功能界面
甘肃电网在线监测系统目前投运输变电设备在线监测装置已有1600多套，其中包括11类136套线路在线监测装置，变压器/电抗器、断路器/GIS、容性设备、避雷器等4大类变电设备在线监测装置1500多套。
但是，在实际应用中发现，在线监测装置采集数据的有效性、通信传输的稳定性等方面都存在较大的不稳定因素，导致装置可用率普遍较低，经常發生数据中断、装置误报等情况。据2013年统计数据显示，装置总体可用率只有约70%，有相当数量装置属于缺陷装置。现有在线监测系统并未对在线监测装置数据中断及误报情况作出判断和通告，系统应用人员也无法科学直观地对各厂家监测装置可靠性进行评判，此项工作如果进行人工统计分析，需要耗费大量人力物力，这在很大程度上制约了在线监测的总体应用效果。下图所示为系统中人工进行1次装置数据及时性检查操作过程。
系统数据检查操作过程
随着在线监测装置的不断接入以及监测数据的日益庞大，人工检查数据误报和及时性等装置缺陷显然已不能满足需求，要改变这种现状，需研发一套基于统一输变电设备在线监测系统的关键数据自动检索平台，将人力从繁琐耗时的低效工作中解放出来。
基于统一输变电设备在线监测系统，结合实际应用中所出现的问题，特别是在线监测系统信息误报、数据中断等进行深入研究，开发在线监测装置数据可用性、及时性等关键数据自动检索平台，在此基础上进行经验积累，进一步开展在线监测数据诊断分析研究。
1.系统架构
系统架构示意图如下图所示：
2. 系统流程
1）系统流程示意图
系统流程示意如下图所示：
2）输入数据
输入数据包括：由输变电设备状态监测数据库提供的输电监测类型9类，变电监测类型13类监测数据；系统会按照数据库的结构模式对当天上传的数据进行初步的过滤存储，其中装置台账信息系统会自行和输变电设备状态监测系统进行同步，上传的当天的数据则按照有效性、通信、故障进行分类存储。
3）数据分析及可用性量化步骤
a.数据通信问题分析，主要是按照装置台账信息上传频率进行判断，对于本月内没有正常上传数据的装置进行一个计算得到一个百分比值。
b.装置故障问题分析，主要对某厂家在运的监测装置进行判断，如果连续五天都没有数据上传，系统会默认将这部分故障装置信息进行存储，同时需要人工判断确认，这样系统会将本月的故障信息进行计算得到一个故障百分比值。
c.装置有效性分析，系统以月为时间段，将本月内某厂家不同监测类型的装置上传的数据进行分析，对参数值超出有效性规则范围进行记录，并按附录中有效性的计算方法得出本月内有效性装置的百分比。
4）数据有效性量化业务流程
以一种在线监测数据（某厂家微风振动监测装置）为例，首先系统每天会记录该厂家所有在运微风振动监测装置的运行情况，按照系统数据库表空间的划分对数据进行分类分析（当天上传数据是否存在参数值无效，如有则将装置信息记录在日统计有效性表中，如当天上没有上传数据或丢失数据，则按通信问题进行存储即，如有超过5天还没有上传数据的监测装置，则按故障问题进行存储），然后在依据装置可用性量化方法，对时间段内输入的状态监测数据（微风振动装置）进行数据有效性分析。
该平台建立以后已在实际应用中发挥了显著作用，缩减了人力巡视时间，提高了在线监测系统应用效率，很好地发挥了在线监测系统关键数据的辅助查询分析和诊断能力。
3. 技术路线及功能模块
平台整体依托J2EE标准技术框架进行设计开发，通过优化数据收集、过滤存储、计算等将可靠数据进行多种形式的展现及输出。作为数据辅助自动检索平台和输变电设备在线监测数据库通过数据库直连的方式进行数据收集、统计，厂家信息、装置台账信息和输变电设备状态监测系统中的信息保持同步，同时通过地址转换的方式将系统的功能菜单和状态监测模块进行集成。
1）平台功能菜单见下表
一级菜单 二级菜单 描述
在线监测系统关键数据自动检索平台 参数管理 包括、数据有效性规则维护，装置故障管理库维护。
装置本体缺陷信息确认 出现装置的本体缺陷时，需要人工进行确认，并确认故障信息。
装置可用性综合展示 包括不同厂家不同监测类型监测装置可用率展示及各种图表展示等。
数据及时性查询统计 包括监测装置数据上传及时性的详细展示。
2）装置参数管理 参数管理主要包括数据有效性规则维护、装置故障管理库维护。其中有效性规则维护模块，可以通过增删改等功能实现不同监测类型不同参数有效范围的维护。装置故障库管理模块提供了不同监测类型的故障原因集的增删改维护功能。
3）装置故障信息人工判断
对于一些监测装置的故障信息，系统无法根据现有的装置运行状况进行自动分析判断，系统会自动将这部分装置数据整理出来，提供人工判断处理。
4）装置可用性综合展示
装置可用性综合展示分为输电装置和变电装置可用性展示，主要包括一段时间范围内不同监测类型不同厂家的在运装置可用性整体展示，同时提供详细数据定位展示；考虑到每个监测装置的投运时间和运行年限都有所不同，以月为最小时间段进行统计，可以有效的对不同厂家的监测装置的进行对比分析。
5）装置可用性查询
装置可用性查询主要包括输电和变电监测装置详细数据，具体可按数据有效性、通信故障、本体缺陷进行分类展示。
通过建立输变电设备在线监测系统关键数据自动检索平台，提供了对各厂家在线监测装置可靠性指标进行自动监控统计的初步方法，为检修部门对各在线监测装置厂家的装置质量考核提供依据，为输变电在线监测装置招标提供数据支持和选择依据，提高监测装置运行的可靠性和对监测数据的分析利用水平，有效延长监测装置的生命周期，最大限度地发挥输变电在线监测的功效，为稳定的输变电设备生产运行管理带来良好的经济效益、工作效益和安全效益。
4. 结论
本项目从根本上解决了统一在线监测系统缺乏相应的数据可用性和装置稳定性判断统计功能问题，主要创新点有：
1. 通过研究统一在线监测系统服务架构，梳理了数据库结构和关键字段存储关系，提炼了系统与各平台数据接口，规范了后续辅助平台研发标准，为其他基于在线监测系统的扩展平台研发提供参考。
2. 平台的建立，将多个在线监测关键数据考核指标集成到统一的平台之中，改变原来通过具体查询每套装置运行情况去统计分析可靠性的局面，为全面、立体掌握整个在线监测系统运行情况提供了快速、有效方法。
3. 此项目提供了对各厂家在线监测装置可靠性指标进行自動监控统计的初步方法，为运检部门对各装置厂家的装置质量考核提供依据，有效地提高了监测数据分析利用水平，最大限度地发挥输变电设备在线监测的功效
0 前言
输变电设备在线监测系统是生产管理系统（PMS）的子模块，集成了综合展示、组合监视、数据分析四大类应用模块，通过与GIS系统、雷电定位系统的集成，实现在线监测装置可视化展示，设备状态和运行环境数据在线监测、统计分析及告警预警等功能。在线监测系统功能界面如下图所示：
在线监测系统功能界面
甘肃电网在线监测系统目前投运输变电设备在线监测装置已有1600多套，其中包括11类136套线路在线监测装置，变压器/电抗器、断路器/GIS、容性设备、避雷器等4大类变电设备在线监测装置1500多套。
但是，在实际应用中发现，在线监测装置采集数据的有效性、通信传输的稳定性等方面都存在较大的不稳定因素，导致装置可用率普遍较低，经常發生数据中断、装置误报等情况。据2013年统计数据显示，装置总体可用率只有约70%，有相当数量装置属于缺陷装置。现有在线监测系统并未对在线监测装置数据中断及误报情况作出判断和通告，系统应用人员也无法科学直观地对各厂家监测装置可靠性进行评判，此项工作如果进行人工统计分析，需要耗费大量人力物力，这在很大程度上制约了在线监测的总体应用效果。下图所示为系统中人工进行1次装置数据及时性检查操作过程。
系统数据检查操作过程
随着在线监测装置的不断接入以及监测数据的日益庞大，人工检查数据误报和及时性等装置缺陷显然已不能满足需求，要改变这种现状，需研发一套基于统一输变电设备在线监测系统的关键数据自动检索平台，将人力从繁琐耗时的低效工作中解放出来。
基于统一输变电设备在线监测系统，结合实际应用中所出现的问题，特别是在线监测系统信息误报、数据中断等进行深入研究，开发在线监测装置数据可用性、及时性等关键数据自动检索平台，在此基础上进行经验积累，进一步开展在线监测数据诊断分析研究。
1.系统架构
系统架构示意图如下图所示：
2. 系统流程
1）系统流程示意图
系统流程示意如下图所示：
2）输入数据
输入数据包括：由输变电设备状态监测数据库提供的输电监测类型9类，变电监测类型13类监测数据；系统会按照数据库的结构模式对当天上传的数据进行初步的过滤存储，其中装置台账信息系统会自行和输变电设备状态监测系统进行同步，上传的当天的数据则按照有效性、通信、故障进行分类存储。
3）数据分析及可用性量化步骤
a.数据通信问题分析，主要是按照装置台账信息上传频率进行判断，对于本月内没有正常上传数据的装置进行一个计算得到一个百分比值。
b.装置故障问题分析，主要对某厂家在运的监测装置进行判断，如果连续五天都没有数据上传，系统会默认将这部分故障装置信息进行存储，同时需要人工判断确认，这样系统会将本月的故障信息进行计算得到一个故障百分比值。
c.装置有效性分析，系统以月为时间段，将本月内某厂家不同监测类型的装置上传的数据进行分析，对参数值超出有效性规则范围进行记录，并按附录中有效性的计算方法得出本月内有效性装置的百分比。
4）数据有效性量化业务流程
以一种在线监测数据（某厂家微风振动监测装置）为例，首先系统每天会记录该厂家所有在运微风振动监测装置的运行情况，按照系统数据库表空间的划分对数据进行分类分析（当天上传数据是否存在参数值无效，如有则将装置信息记录在日统计有效性表中，如当天上没有上传数据或丢失数据，则按通信问题进行存储即，如有超过5天还没有上传数据的监测装置，则按故障问题进行存储），然后在依据装置可用性量化方法，对时间段内输入的状态监测数据（微风振动装置）进行数据有效性分析。
该平台建立以后已在实际应用中发挥了显著作用，缩减了人力巡视时间，提高了在线监测系统应用效率，很好地发挥了在线监测系统关键数据的辅助查询分析和诊断能力。
3. 技术路线及功能模块
平台整体依托J2EE标准技术框架进行设计开发，通过优化数据收集、过滤存储、计算等将可靠数据进行多种形式的展现及输出。作为数据辅助自动检索平台和输变电设备在线监测数据库通过数据库直连的方式进行数据收集、统计，厂家信息、装置台账信息和输变电设备状态监测系统中的信息保持同步，同时通过地址转换的方式将系统的功能菜单和状态监测模块进行集成。
1）平台功能菜单见下表
一级菜单 二级菜单 描述
在线监测系统关键数据自动检索平台 参数管理 包括、数据有效性规则维护，装置故障管理库维护。
装置本体缺陷信息确认 出现装置的本体缺陷时，需要人工进行确认，并确认故障信息。
装置可用性综合展示 包括不同厂家不同监测类型监测装置可用率展示及各种图表展示等。
数据及时性查询统计 包括监测装置数据上传及时性的详细展示。
2）装置参数管理 参数管理主要包括数据有效性规则维护、装置故障管理库维护。其中有效性规则维护模块，可以通过增删改等功能实现不同监测类型不同参数有效范围的维护。装置故障库管理模块提供了不同监测类型的故障原因集的增删改维护功能。
3）装置故障信息人工判断
对于一些监测装置的故障信息，系统无法根据现有的装置运行状况进行自动分析判断，系统会自动将这部分装置数据整理出来，提供人工判断处理。
4）装置可用性综合展示
装置可用性综合展示分为输电装置和变电装置可用性展示，主要包括一段时间范围内不同监测类型不同厂家的在运装置可用性整体展示，同时提供详细数据定位展示；考虑到每个监测装置的投运时间和运行年限都有所不同，以月为最小时间段进行统计，可以有效的对不同厂家的监测装置的进行对比分析。
5）装置可用性查询
装置可用性查询主要包括输电和变电监测装置详细数据，具体可按数据有效性、通信故障、本体缺陷进行分类展示。
通过建立输变电设备在线监测系统关键数据自动检索平台，提供了对各厂家在线监测装置可靠性指标进行自动监控统计的初步方法，为检修部门对各在线监测装置厂家的装置质量考核提供依据，为输变电在线监测装置招标提供数据支持和选择依据，提高监测装置运行的可靠性和对监测数据的分析利用水平，有效延长监测装置的生命周期，最大限度地发挥输变电在线监测的功效，为稳定的输变电设备生产运行管理带来良好的经济效益、工作效益和安全效益。
4. 结论
本项目从根本上解决了统一在线监测系统缺乏相应的数据可用性和装置稳定性判断统计功能问题，主要创新点有：
1. 通过研究统一在线监测系统服务架构，梳理了数据库结构和关键字段存储关系，提炼了系统与各平台数据接口，规范了后续辅助平台研发标准，为其他基于在线监测系统的扩展平台研发提供参考。
2. 平台的建立，将多个在线监测关键数据考核指标集成到统一的平台之中，改变原来通过具体查询每套装置运行情况去统计分析可靠性的局面，为全面、立体掌握整个在线监测系统运行情况提供了快速、有效方法。
3. 此项目提供了对各厂家在线监测装置可靠性指标进行自動监控统计的初步方法，为运检部门对各装置厂家的装置质量考核提供依据，有效地提高了监测数据分析利用水平，最大限度地发挥输变电设备在线监测的功效