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  • scada系统中坏数据的自动检测

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    内容提示: 收稿日期: 2002-08-16SCADA 系统中坏数据的自动检测唐新安, 胡铁斌(高州供电局, 广东 高州 525200)摘要:远动设备的故障常引起数据的异常或错误, 而且这种故障通常难以察觉。如果系统能自动检测出异常的数据并及时报告, 将使故障能得到及时处理, 可大大提高系统的可靠性。提出了一种通过检测数据间是否满足预先设定的约束关系判断数据是否异常的方法。约束关系是根据与数据一同存放在数据库中的数据类型确定的。这种方法已成功运用于供电局的调度系统中, 有效地发现了多起故障, 取得了良好的效果。关键词:数据约束; 数据库设计; 检测中图分类号:TM 734文献标识码:B文章...

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    收稿日期: 2002-08-16SCADA 系统中坏数据的自动检测唐新安, 胡铁斌(高州供电局, 广东 高州 525200)摘要:远动设备的故障常引起数据的异常或错误, 而且这种故障通常难以察觉。如果系统能自动检测出异常的数据并及时报告, 将使故障能得到及时处理, 可大大提高系统的可靠性。提出了一种通过检测数据间是否满足预先设定的约束关系判断数据是否异常的方法。约束关系是根据与数据一同存放在数据库中的数据类型确定的。这种方法已成功运用于供电局的调度系统中, 有效地发现了多起故障, 取得了良好的效果。关键词:数据约束; 数据库设计; 检测中图分类号:TM 734文献标识码:B文章编号:1006 - 6047 (2002) 10 - 0081 - 02监视控制与数据采集系统 (SCADA) 是调度自动化系统的基本功能, 为调度员了解电网的运行状况及控制电网的运行方式提供了最基本的手段[1]。为了使调度员能够准确全面地掌握电网运行数据, 需要 SCADA 系统提供准确无误的遥信遥测数据。如果系统能够自动判断出不良数据并提醒调度员或系统维护人员注意, 这将大大提高系统的可靠性。1数据约束在 SCADA 系统中, 数据通常不是孤立的, 遥信数据与遥测数据之间及遥测数据与遥测数据之间通常存在某种约束关系, 利用这种约束关系, 可以自动判断出有可能异常的数据。常见的约束关系有以下几个方面 (不考虑损耗及误差) 。a. 若线路处于分闸状态, 则该线路的有功功率、 无功功率, 三相电流等应为 0。b. 同一线路的有功功率 P、 无功功率 @、 电流I、 功率因数 cos!、 及母线电压 U 有如下关系:P = 1.732UIcos!Psin!= @cos!P2+ @2= 3 (UI)2其中功率方向规定为流出母线为正, 流入母线为负。c. 连接于同一母线的各线路的有功功率为 Pi,无功功率为 @i, 则有:!Pi= 0!@i= 0d. 变压器三侧或联络线两侧的有功功率为 Pi,无功功率为 @i, 则有:!Pi= 0!@i= 02参数数据库的设计为了实现以上约束关系的检测, 需要对数据库的结构做必要的设置。首先应建立各类数据库, 如线路库、 母线库、 主变库、 联络线库等。变压器三侧及母联、 分段开关可视为特殊的线路, 应分别在线路库中加以记录。对线路库中的每条线路均应设置其相关的母线 (可能有多条) 以便能根据母线检索与该母线相连的所有线路。主变库记录变电站内所有主变及主变三侧在线路库中对应的记录。联络线库记录系统中的所有联络线及该联络线在两个变电站中的相关线路。其次, 遥信、 遥测参数库中必须包含必要的信息指明该遥信、 遥测与哪一条线路相关, 以便能按线路对遥信、 遥测值进行检索。必须尽可能详细具体地指明遥信、 遥测的类型, 如: 开关有线路开关、 主变高压侧开关、 主变中压侧开关、 主变低压侧开关、 母联开关、 旁路开关、 母联带旁路开关、 旁路带母联开关等; 刀闸有线刀、 母刀 1、 母刀 2、 旁刀甲、 旁刀乙、 各类接地刀闸等; 遥测数据有线路有功、 线路无功、 三相线路电流、 线路功率因数、 三相母线电压等。不要笼统地设为开关、 刀闸、 功率等。详细的遥信类型信息隐含地指明了相应设备的连接关系。3约束关系的检测下面对上述各约束关系逐一给出检测过程。对线路库中的每条线路a. 在遥信库中找出相关该线路的所有遥信值。b. 在遥测库中找出相关该线路的所有遥测值。c. 根据这些遥信的类型来综合判断该线路是否被跳开。d. 若线路被跳开, 则判断: 若这些遥测值均很小, 则可将它们置为 0 (认为这些值是变送器的零漂) ; 若这些值超出零漂的允许范围且又满足所述的条件, 则很有可能是遥信值有误, 应提醒调度员核实3.1"" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "第 22 卷第 10 期2002 年 10 月电 力 自 动 化 设 备Eiectric Power Automation EguipmentVoi.22 No.10Oct.2002 该线路的遥信状态; 否则认为变送器零漂过大或故障, 应提醒维护人员进行处理。e. 若线路未被跳开, 且这些遥测值与上述的条件相差甚远, 则提醒调度员遥测值异常。对母线库中的每条母线a. 在线路库中找出相关于该母线的所有线路。b. 在遥测库中找出相关于这些线路的所有线路有功和线路无功。c. 对母联或分段开关, 若当前母线是非工作母线或二段母线, 则其功率值应取反, 因为约定功率方向是相对于工作母线或一段母线定义的。d. 若有功之和或无功之和不接近于 0, 则提醒调度员遥测值异常。对主变库中的每台主变a. 在主变库中记录着主变三侧在线路库中的记录位置。b. 在遥测库中找出相关于主变三侧 (视为线路) 的线路有功和线路无功。c. 若有功之和或无功之和不接近于 0, 则提醒调度员遥测值异常。对联络线库中的每条联络线a. 在联络线库中记录着两个变电站中的相应线路在线路库中的记录位置。b. 在遥测库中找出相关于这些线路的所有线3.23.33.4路有功和线路无功。c. 若有功之和或无功之和不接近于 0, 则提醒调度员遥测值异常。4结论该方法在 SCADA 系统上实施半年来取得了良好的效果。通过一个后台进程周期性地检测上述约束关系成功地发现了多起测量缺陷, 很快排除了故障。这有赖于数据库的合理设计和数据的适当冗余度。另外, 这种方法比状态估计法采用最小二乘法来筛选不良数据更可靠且实现起来也更为简单。参考文献:[1] 沈曙明.新一代地区电网 SCADA/EMS/DMS/MIS 自动化系统 [J] .电力自动化设备, 2001, 21 (1) : 47 - 48.SHEM Shu-ming. A new generation integrated automationsystem of district eIectric power network [J] . Electric PowerAutomation Eguipment, 2001, 21 (1) : 47 - 48.(责任编辑: 戴绪云)作者简介:唐新安 (1963 - ) , 男, 安徽宿松人, 电气工程师, 主要从事电力生产及继电保护工作 (E-maiI: tangxinan@21cn.com) ;胡铁斌 (1970 - ) , 男, 湖南长沙人, 电气工程师, 主要从事调度系统自动化工作 (E-maiI: 1176@163.net) 。Automatic detection of bad data in SCADA systemTANG Xin-an, HU Tie-bin(Gaozhou EIectric Bureau, Gaozhou 525200, China)Abstract:It is normaIIy difficuIt to reveaI the fauIts occurred in remote terminaI unit (RTU) , which oftencauses abnormaI or even wrong data.If the abnormaI or wrong data can be detected and reported automaticaIIyby system, the fauIts can be treated in time and the system reIiabiIity dramaticaIIy improved.The abnormaI orwrong data can be picked out if they can not satisfy the preset constraint criteria.The data type, which is storedin database together with the data, determines the constraint criteria.This method is successfuIIy appIied in theSCADA system of a power bureau.Key words:data constraint; database design;!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!detection召开全国输配电设备在线检测及故障诊断技术研讨会的通知中国电工技术学会电器智能化系统及应用专委会决定于 2002 年 10 月 24 日在南京召开 “ 全国输配电设备在线检测及故障诊断技术研讨会”, 会上将由各有关专家作专题报告如下:1. 高压开关设备的在线检测与故障诊断技术中的几个问题主讲: 清华大学钱家骊教授2. 开关成套装置的在线检测与故障诊断主讲: 西安交通大学3. 变压器的油气分析在线检测与故障诊断主讲: 原上海电力学院院长、 华东电力中试所技术委员会成员兰之达教授4. 发电机的在线检测与故障诊断荣命哲教授主讲: 西安交通大学5. 变压器局部放电的在线检测与故障诊断主讲: 东南大学卢6. 高压充气母线的在线检测主讲: 南京因泰莱电器公司 (待定)欢迎各有关单位和个人参加本届研讨会, 会议有关事项请与学会的电器智能化系统及应用专委会秘书处南京办公室联系。地址: 南京市锁金村 10 号人口学院紫苑宾馆 300 室电话/传真: 025 - 5425921联系人: 张宏笙焦毓炳中国电工技术学会电器智能化系统及应用专委会谢恒堃教授毅副教授"" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "电 力 自 动 化 设 备2002 年

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