ＡｃＡ。ＥＭ，ｃ ＲＥｓＥＡＲｃＨ 学术研究 ｆ ４３ 关于变电站设备信息智能采集的研究 郑海雁’ 王红星’孙士稳２ （１．江苏方天电力技术有限公司 南京２１ １ １ ０２；２．江苏润和软件股份有限公司 南京２１ ００００） 摘要：本文提出了一种新的变电站设备信息智能采集方法，变电站智能终端内构建智能数据采集模块，通 过智能接入和动态配置对多个设备进行统一的数据采集，实现信号的变频采集，解决了变电站监测系统分散、 接入困难等问题，提高了对运行设备的实时监测水平。 关键词：变电站；智能数据采集模块；设备ＡＤＰ；通信规约 １． 引言 随着变电站无人值守程度、主设备智能化水平的不断提 高，作为主设备安全、可靠运行重要保障，对辅助设备技术层 次提升需求越来越强。智能电网和“三集五大”规划对辅助设 备硬件和运行管理提出了明确的要求： １） 变电站辅助设备应满足安全运行和检修的要求。 ２） 变电站辅助设备应满足一体化管理和运行的要求。 ３） 变电站辅助设备应满足设备评价和状态检修的要求。 ４） 推进全站辅助设备的信息化和智能化 智能电网的发展要求在变电环节加速智能变电站的研究和 推广、推进全站设备的信息化和智能化，设备信息的智能采集 作为变电站设备集中监控的基础也变得越来越重要。目前变电 站监测情况如下： １） 设备在线监测基本是由原监测装置厂家开发和建立， 每一种系统都要有一套独立的完整系统，各个系统各自为政， 资源重复配置，造成浪费。 ２） 公用设备监测仅有部分重要告警信息和总的报警信息 上传至综自系统，必须派人去现场查看具体信息，成本高、效 率低、处理时间长，不能完全发挥监测系统的效能。 ３） 现有监控系统维护比较困难。各监控系统就地、分散 维护，工作量大，不利于各种设备甚至同类设备的综合监测， 也不利于统一维护管理。 ４） 随着发展的要求，变电站还需要增加或更新大量的在 线监测设备，目前没有适合的监测承载平台，没有统一的规范 和要求去约束监测设备，更没有统一的系统进行管理。 ５） 各种在线监测及辅助设备监测装置使用的通讯接口、 通讯协议各种各样，监测的内容、指标不规范、不统一。 因此变电站辅助设备的运行管理迫切需要构建一个变电站站 端的统一集成平台，本文介绍了变电站设备信息智能采集的技术 标准及实现过程，为变电站信息化和智能化的实现提供了依据。 ２．概述 变电站内的各种辅助监测设备，除电能质量和视频系统以 外，其他设备均采用规约的方式进行数据交互。对于诸多的设 备和各种通信方式，如果对每一类设备单独开发采集模块已经 不适合，也不利于把这些设备的数据进行汇总和统计。为解决 信号采集的各种问题和困难，需要建立一种智能信号变频采集 方法，来实现对各种单个或多个设备进行统一的数据采集。 在变电站智能终端内构建智能数据采集模块，可以方便 地接入各种现有和新装设备。智能数据采集模块通过设备ＡＤＰ 和设备规约库动态接入各种辅助监测设备：通过采集数据实时 分析对告警数据和特征值进行挖掘，过滤变化不大和重复的数 据，保证采集的有效性；通过变频采集机制动态根据数据采集 情况和告警情况变化采集频率，做到故障数据“录波”；通过 互动式采集在特定情况发生时（如收到告警信号、值超过限值 等），自动采集其他指标信号，采集任务智能变化。根据数据 采集各功能要求，把智能信号采集分为设备通信插件、设备适 配器、状态管理模块、告警管理模块、任务管理模块、排他管 理模块，如图１所示。 系统的实现方法为： 设番ｌ 设蔷２ 设备３ 图１智能信号采集总体架构 ① 通过设备ｐｌｕｇｉｎ接入各种类型设备。 ② 设备ＡＤＰ收到ｐｌｕｇｉｎ传八的信号，从规约库中查找特 定的规约，规约匹配后进行数据解析 ③ 设备ＡＤＰ收到排他管理模块传入的任务执行命令，从 规约库中查找规约进行消息封装，通过设备ｐｌｕｇｉｎ发出报文。 ④ 设备ＡＤＰ在信号发送不成功时（超时或通信中断）进 行重发，信号发送超时时间和重发次数在规约库中进行配置。 ⑤ 状态管理模块从设备ＡＤＰ处接收到采集数据，根据定 义的告警等级生成数据超标告警，发送给警报管理模块。查看 配置文件是否对该数据进行缓存分析，若不进行缓存，则直接 保存该数据于硬盘上。若需要对该数据进行分析，则保存该数 据于内存中。待达到设定的时间窗时刻时，分析缓存中数据， 若缓存中该类数据变化率超过设定值，则保存所有该类缓存数 据，生成数据变化超限事件，通知任务管理模块变更采集策 略：若数据变化率在设定范围内，则根据配置规则挖掘该缓存 的一条数据保存：清空缓存，进入下个时间窗。 ⑥状态管理模块从设备ＡＤＰ收到数据发送失败消息，则 生成通信故障事件。 ⑦ 状态管理模块从设备ＡＤＰ收到规约报警和超标报警发 送给警报管理模块。 ⑧ 警报管理模块从状态管理收到告警信息，生成告警事 件，通知任务管理模块进行采集策略变更。调用外部接口进行 告警通知。 ⑨ 任务管理模块采用多线程任务调度，任务配置文件对 任务进行配置（任务执行方式：手动、自动、事件触发，任务 的先后执行顺序）。对待执行任务设置执行任务队列，对排他 管理服务拒绝的任务设置等待任务队列，采用单独的线程从两 个队列中取得任务，发送给任务排他管理模块。 ⑩ 任务排他管理模块收到任务任务管理发送的任务，检 查该任务发送的设备是否已有任务在执行，若设备空闲，则下 发任务给设备ＡＤＰ，若设备忙，则给任务管理模块回复设备忙 的消息。 ３．技术标准 ３．１设备ＡＤＰＴ￣通信规约 变电站智能终端采用设备适配器（ＡＤＰ）模式实现智能采 ｉ： ＜ｍｓ ｇｔｙ ｐｅ＞３＜／ｍｓｇｔｙｐ Ｔｙ … ，ｐ。Ｎ ｍ。 ： Ｉｄ＞ＢＯＯＯｌＯＯｌ＜￣ｔａｔｕｓｆｄ） ＜ｔｙｐｅ＞２＜，ｔ Ｄｅ＞ Ｎ…设备地址 … ‘ｕ‘ ａ 。ｍｅ＞ ａｍｅ＞［］￣＜／ｔｙｐｅＮａｍｅ＞ ｒｏｍ … 巾ｍ。 ｏ＞００００００１ １＜／ｆ＜ｃｈ ｅｃｋ：丁ｙｐｅ／） 图２动态接入多种设备 ＜／ｃｏｎＲｅｑｌｎｆｏ＞ ｏｎ： ∥‰。ｄ 协ｃｉｎｇ ＝＝■ ■—～ ： 。 ｖｌ－０．０．０＜／ｄｅＶＶ 。ｎ， 器 一： ” 啪 哦 ： 誉啦 即 疆跨。Ｅｎｄ＞ｌ６（／ｓｉｇｎｇ ， 钉即 ‰ ：“ ｅｓ ｔ）９（，ｓｉｇ№１ＴｙｐｅＳｔａｚ一－ｔ＞ ａｉＴ￣Ｓ３ｎｄ＞ 。 “ 惦 ／￣ｉｅｎａ１ ｅ‰ｅ） ａｄ＞ＯＯＯＯＯＯｌ１＜／ｍ。ｇ ａｄ＞ ～ ｇＥｔｌ出，） １ ３２ ＡＣＡＤＥＭＩＣ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 学术研究 表１：三个经典的协同过滤算法系统性分析 ｌ ｒ 平均ＭＡＥ 平均召回率 ＣＯＳｌＲｅ ０ ８２９ ３ ５％ Ｐｅａｒｓｏｎ ０ ６８７０ １８％ Ａｄｌｕｓｔｅｄ ＣＯＳｉｎ０ ０ ７０９ １Ｏ％ 通过实验结果可以发现，其同类群用户数有一个最佳值使 得召回率与ＭＡＥ达到最优，在实际系统中如何来控制近邻数是 个与具体情况密切相关的任务。 同时也能发现，召回率与准确率是很难同时达到最优的， 很难找到一个用户数使得两者同时达到最优，这样如何选择一 一个近邻数就变得更加复杂。 再者，算法理论与实验结果有比较大的差别，理论上应该 Ｃｏｎｓｉｎｅ算法比其他两者推荐结果要差，但在本次实验中却效果 反而比较好，根本上看是由于矩阵过于稀疏造成的。 通过以上实验可以得出一个简单的结论．一个好的理论在 走向实际应用时，要考虑的因素是相当多的，即使是经典的个 性化推荐算法也在具体的实际中出现了较大的差异。同时也能 看出，无论哪个算法的性能都是不能令人十分满意的，因为平 均误差在Ｏ ７左右，评分为５分的情况下，即使对任何资源都做 出２．５的评分，平均误差也不会大于１ ５，可见，想得到一个性能 较高的个性化推荐系统，仅靠单一的理论和算法是行不通的。 图３：从多角度定位用户兴趣 因此，通过多角度的信息，就可以准确地定位用户的兴 趣，尤其是对于用户近期内的兴趣能够做到准确的定位。相信 随着语义网络的发展，能够为这种思路的实现提供技术支持。 ４．结语 个性化推荐系统能够为用户提供其感兴趣的信息，其关键 点在于用户兴趣的获得，而用户兴趣的；隹确获得和表示，直接 决定了其推荐信息的质量。在以往的推荐系统中，往往通过单 数据源就试图挖掘用户的兴趣，甚至在兴趣不明确的状况下 就做出推荐。本文通过分析人类决策时采取的思路，通过多方 信息，从多角度来挖掘用户兴趣，以求达到准确定位的目的， 这种多角度定位的思路能够为个性化的研究提供一种借鉴。 鞴 一３．从多角度定位用户兴趣 基于上述分析可以发现，个性化系统的关键在于用户兴趣 建模，难点也在于兴趣提取和表达，这是由于用户兴趣的多变 性和复杂性所决定的。多变性指的是用户兴趣会随着时间变化 而产生转移，复杂性则是指用户兴趣的多样性。如果个性化系 统能够准确及时地确定用户兴趣，则产生推荐就成为一个易处 理的映射问题。 如何去准确地定位用户兴趣呢々现在的推荐算法多是运 用一种方法来定位，但实际上人类在做出一个决择时往往不是 这种思路，而是往往要征求不同人的观点。例如，法官在断案 时，仅凭一点就断定一个人是否有罪是太过武断的，定案往往 是要经过多方推断，才能得出正确的结论。运用到用户兴趣提 取上我们也应该如此。人的兴趣往往与其职业、年龄、社区、 教育背景等方面都有着内在的联系，现在的网站往往是在产生 推荐时仅考虑一种因素，虽然系统简单易行，但推荐的结果不 能很好地拟合用户的需求。 多角度来定位用户兴趣需要大多数的用户信息，而现在网 络上的信息正在以惊人的速度增长，其中就不乏用户的个人信 息，也就为从多角度定位用户的兴趣提供了数据来源。例如， 个ｌＰ地址的机器如果在一段时间内访问了ＣＳＤＮ网站、考博网 站、校内选课服务器、在图书馆下载过计算机专业论文，那么 我们从这些访问日志记录中就能推出，有这么一个硕士生，有 考博的意图，可能是计算机专业的学生（如图３所示），那么我 们在实现一个图书推荐系统时，就可以根据这些多方面信息定 位其短期的兴趣，从而做出推荐书目。 一参考文献 ［１】曾春，邢春晓，周立柱．个性化服务技术综述…．软件学 报．２００２．１３（１０）：１９５２—１９６１． ｆ２］Ｍｌａｄｅｎｉｃ，Ｄ．Ｍａｃｈｉｎｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ ｆｏｒ ｂｅｔｔｅｒ ＷｅｂＢｒｏｗｓｉｎｇ［Ｃ】． ＡＡＡＩ ２０００ Ｓｐｒｉｎｇ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｐｏｒｔｓ ｏｎ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｕｓｅｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ．Ｍｅｎｌｏ Ｐａｒｋ．ＣＡ：Ａ Ａ ＡＩ Ｐｒｅｓｓ．２０００：８２－８４ ［３］Ｒｕｃｋｅｒ Ｊ．，Ｐｏｌａｎｃｏ，Ｍ Ｊ Ｓｉｔｅｓｅｅｒ．Ｐｅｒｓｏｎａｌｉｚｅｄ ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｗｅｂ忉．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆｔｈｅ ＡＣＭ，１９９７，４０（３）：７３—７５． ［４】Ｋｏｎｓｔａｎ Ｊ．，Ｍｉｌｌｅｒ，Ｂ．，Ｍａｌｔｚ，Ｄ，ｅｔ ａ１．ＧｒｏｕｐＬｅｎｓ．Ａｐｐｌｙｉｎｇ ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｔｏ ｕｓｅｎｅｔ ｎｅｗｓＵ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｈｅ ＡＣＭ，ｔ １９９７，４０（３）：７７～８７． ［５］Ｍｏｂａｓｈｅｒ，Ｂ．，Ｃｏｏｌｅｙ，Ｒ．，Ｓｒｉｖａ ｓｔａｖａ，Ｊ．Ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｅｒｓｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｗｅｂ ｕｓａｇｅ ｍｉｎｉｎｇ［Ｊ］．Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ＡＣＭ，２０００，４３ｆ８）：１４２－１５１． （上接１４４页） ５） 自定义告警 参考文献 ［１】王晶晶，刘巍，张勇平，等．华北电网无人值班变电站和集控中心 管理模式的探讨Ｕ１．华东电力，２００９（１０）． ［２］谢开，刘永奇，朱治ｑ－，等．面向未来的智能电网［Ｊ Ｊ．中国电 力，２００８，４１（６）：１９—２２． 在设定采集测点的状态阀值基础上，对符合阀值的数据自 定义告警名称和等级进行定义，当达到设定阀值时，产生系统 判断的自定义告警。 ５．结论 本文探讨了一种新的变电站设备信息智能采集技术，变电 站智能终端内构建智能数据采集模块，解决了变电站监测系统 分散、接入困难等问题，提高了对运行设备的实时监测水平， 为主设备健康状况、公用系统和辅助系统的分析提供了详实的 ［３Ｊ杨奇逊．变电站综合自动化技术发展趋势Ｕ１．中国电机工程学 报，１９９６，１６（３）：１４５—１４６． ［４】赵祖康．变电站自动化技术综述［Ｊ１．电力系统自动 化，２０００，２０（１）：３８—４２． 【５】莫荣辉．无人值班变电站监控系统遥信信息分析及改进Ｕ］．广 东电力，２００５，１８（１２）：７５—７７． 数据，有利于变电站由设备检修向状态检修过渡，全面促进了 数字变电站的推广应用。