專利名稱：變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法。
背景技術(shù)：
變電站站用交直流一體化電源的智能監(jiān)控系統(tǒng)包括交流電源系統(tǒng)、直流電源系 統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)以及INV電源系統(tǒng)，現(xiàn)有的智能監(jiān)控系統(tǒng)只是將數(shù)據(jù)進(jìn)行 顯示與轉(zhuǎn)發(fā)，不對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，無(wú)法對(duì)變電站站用交直流一體化電源的運(yùn)行健 康狀況進(jìn)行評(píng)估，從而不能對(duì)即將發(fā)生的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)判。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，就是提供一種變電站站用交直流一體化電源的智能 在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其可對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行有效分析，對(duì)變電站站用交直流一體化電源 的運(yùn)行健康狀況進(jìn)行評(píng)估，從而對(duì)即將發(fā)生的險(xiǎn)情進(jìn)行預(yù)判。
上述技術(shù)問(wèn)題的解決，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案
一種變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是包括以 下步驟
SI站用電源配置正確性分析
獲取各電源系統(tǒng)設(shè)定的定值，將定值與各電源系統(tǒng)的最佳理論定值進(jìn)行對(duì)比，若 設(shè)定在理論定值范圍內(nèi)，則表示正常；反之，若超出理論定值范圍，則進(jìn)行預(yù)警；
S2站用電源的健康情況檢查
獲取各電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)劃分為健康狀態(tài)、正 常狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)以及告警狀態(tài)，若該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在預(yù)警狀態(tài)持續(xù)I分鐘，則進(jìn)行預(yù)警，若該 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到告警狀態(tài)則立刻進(jìn)行告警；
S3站用電源的操作規(guī)范化監(jiān)測(cè)
監(jiān)測(cè)變電站站用電源的每次操作，與標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程對(duì)比，對(duì)于不符合操作規(guī)程規(guī) 范的過(guò)程進(jìn)行預(yù)警并進(jìn)行記錄；
S4站用電源的元器件管理
對(duì)站用電源設(shè)備的關(guān)鍵器件進(jìn)行管理，并對(duì)關(guān)鍵元器件按現(xiàn)有的失效分析方法進(jìn) 行分析并預(yù)警，根據(jù)元器件失效模型進(jìn)行預(yù)警；
S5站用電源的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)分析
包括以下子步驟
S5-1比對(duì)交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)交流電壓的大小，兩者相差超過(guò)3V則預(yù) 警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜；
S5-2比對(duì)交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)交流電壓的大小，兩者相差超過(guò)3V則預(yù) 警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜；
比對(duì)直流電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)直流電壓的大小，兩者相差超過(guò)O. 5V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜；
S5-4比對(duì)直流電源系統(tǒng)中直流母線電壓和蓄電池端電壓的大小，兩者相差超過(guò) O. 5V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜；
S5-5比對(duì)充電裝置交流輸入側(cè)功率與直流輸出側(cè)功率，若效率低于92%則預(yù)警， 提示應(yīng)檢測(cè)充電裝置；
S6站用電源單一系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)分析
包括以下子步驟
S6-1對(duì)直流電源系統(tǒng)的蓄電池充電過(guò)程進(jìn)行跟蹤，記錄其充電開始到充電結(jié)束的 充電曲線，包含充電電壓、充電電流、充電時(shí)間和單體電壓，根據(jù)這些數(shù)據(jù)與曲線走勢(shì)進(jìn)行 分析，判斷充電過(guò)程是否按照恒流充電、恒壓均充、浮充順序進(jìn)行，否則預(yù)警；
S6-2在恒流充電、恒壓均充、浮充的過(guò)程中，電池的電壓和電流是否符合均充和浮 充的條件，否則預(yù)警；
S6-3電池在進(jìn)行大電流放電后，是否進(jìn)入均充，否則預(yù)警；
S6-4恒流充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，預(yù)警電池有問(wèn)題或充電機(jī)穩(wěn)壓損壞；總均充時(shí)間大于15 小時(shí)，則預(yù)警，并根據(jù)電壓、電流歷史記錄數(shù)據(jù)，提議對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)；
S7對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行時(shí)間曲線分析
對(duì)站用電源中一些關(guān)鍵、容易出故障的設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行半年歷史數(shù)據(jù)的跟 蹤，分析關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢(shì)，若趨勢(shì)向告警定值方向發(fā)展，則預(yù)警。
所述的各系統(tǒng)包括交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)以 及INV電源系統(tǒng)。
所述的步驟S4中，站用電源設(shè)備的關(guān)鍵器件包括主開關(guān)、交流切換裝置、充電裝 置風(fēng)扇和主斷路器。
所述的步驟S7中，關(guān)鍵設(shè)備包括充電裝置、絕緣檢測(cè)模塊、電池巡檢模塊、主開 關(guān)，關(guān)鍵參數(shù)包括充電裝置電流，正、負(fù)對(duì)地電壓，正負(fù)對(duì)地電阻，電池各單體電壓，主開關(guān) 分合次數(shù)。
所述的步驟S7包括以下子步驟
S7-1對(duì)充電裝置電流進(jìn)行時(shí)間曲線分析每隔10秒對(duì)每個(gè)充電模塊的電流進(jìn)行 記錄一次，在以下情況下預(yù)警
兩兩模塊間電流差超過(guò)法規(guī)規(guī)定的范圍，并持續(xù)5分鐘；
在充電或放電時(shí)其中一個(gè)模塊和其它模塊的電流相差超過(guò)IV時(shí)，則預(yù)警指出該 模塊；
S7-2對(duì)交流電源系統(tǒng)中的零序電流進(jìn)行時(shí)間曲線分析每隔10秒對(duì)其進(jìn)行記錄 一次，在以下情況進(jìn)行預(yù)警
零序電流突然跳變到小于告警值O. 4A范圍時(shí)，直接進(jìn)行預(yù)警；
零充電流最近半年記錄總體有增大趨勢(shì)時(shí)，最近10次數(shù)值達(dá)到告警值范圍的一 半，進(jìn)行預(yù)警。
S7-3對(duì)于直流電源系統(tǒng)絕緣數(shù)據(jù)正對(duì)地電壓，負(fù)對(duì)地電壓，以及正對(duì)地電阻和 負(fù)對(duì)地電阻進(jìn)行時(shí)間曲線分析，在以下情況下預(yù)警
正對(duì)地電壓與負(fù)對(duì)地電壓不平衡，相差超過(guò)20V以上，預(yù)警。
正對(duì)地電阻與負(fù)對(duì)地電阻最近一個(gè)月記錄總體有增大趨勢(shì)時(shí)，最近10次數(shù)值達(dá) 到告警值范圍的一半，進(jìn)行預(yù)警。
S7-4對(duì)于蓄電池每節(jié)單體電壓時(shí)間曲線進(jìn)行分析每隔I小時(shí)保存一次數(shù)據(jù)記 錄，計(jì)算每節(jié)單體電壓的變化率，當(dāng)在充電或放電時(shí)，找出最大變化率的該節(jié)電池單體，若 超過(guò)整組平均變化率50%，則預(yù)警該單體存在問(wèn)題。
本方法應(yīng)用于變電站中，通過(guò)獲取的交流電源系統(tǒng)信息、直流電源系統(tǒng)信息、UPS 電源系統(tǒng)信息、通信電源系統(tǒng)信息以及INV電源系統(tǒng)信息，將信息統(tǒng)一管理，進(jìn)行信息匯集 與分析，通過(guò)內(nèi)置的專家系統(tǒng)智能分析，分析出站用交直流電源的潛在缺陷，診斷整個(gè)電源 系統(tǒng)的健康狀況，并通過(guò)IEC61850協(xié)議上傳自后臺(tái)終端(如圖1)。
有益效果通過(guò)對(duì)系統(tǒng)配置正確性檢查、操作規(guī)范監(jiān)測(cè)、關(guān)鍵元器件壽命監(jiān)測(cè)、各 單元系統(tǒng)數(shù)據(jù)對(duì)比管理、關(guān)鍵設(shè)備的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間曲線分析，把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與分析模型 之間的差別關(guān)系進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)，并實(shí)時(shí)跟蹤差別較大的數(shù)據(jù)與初值進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較，差值變 化不規(guī)律，或者變化范圍較大，系統(tǒng)將提高采集次數(shù)，并不斷調(diào)整計(jì)算方法，得出最精確的 變化曲線，精準(zhǔn)的預(yù)判系統(tǒng)的運(yùn)行健康狀況。隨著時(shí)間的增加，預(yù)判結(jié)果準(zhǔn)確。


圖1為本發(fā)明的方法所用到的裝置的組成和連接關(guān)系示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本發(fā)明的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)方法所用到 的裝置，包括交流電源監(jiān)控裝置，直流電源監(jiān)控裝置，UPS電源監(jiān)控裝置以及總一體化電源 監(jiān)控裝置。
本發(fā)明的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟
SI站用電源配置正確性分析
獲取各電源系統(tǒng)設(shè)定的定值，將定值與各電源系統(tǒng)最佳理論定值進(jìn)行對(duì)比，若設(shè) 定在理論定值范圍內(nèi)，則表示正常；反之，若超出理論定值范圍，則進(jìn)行預(yù)警；
如充電裝置均充電壓值的最佳理論值根據(jù)DL/T 5120 5.1. 3. 2條計(jì)算，應(yīng)為蓄 電池單體節(jié)數(shù)N的2. 30 2. 35倍，也即(2. 30 2. 35) XN，假設(shè)單體節(jié)數(shù)為104節(jié)，那么 此定值最佳范圍為239. 2 244. 4，若在線預(yù)警裝置檢測(cè)到充電裝置均充電壓值不在此范 圍內(nèi)時(shí)，發(fā)出預(yù)警信號(hào)，告知用戶此設(shè)置可能為整個(gè)電源系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。
S2站用電源的健康情況檢查
獲取各電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)劃分為健康狀態(tài)、正 常狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)以及告警狀態(tài)，若該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在預(yù)警狀態(tài)持續(xù)I分鐘，則進(jìn)行預(yù)警；若該 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到告警條件，則系統(tǒng)立即發(fā)出告警。
如充電裝置的交流輸入電壓值，根據(jù)DL/T 1074 5. 2條規(guī)定，健康220±8% (單 相)；正常:220±15% (單相)。
在線預(yù)警裝置自動(dòng)將此數(shù)據(jù)劃分各種狀態(tài)區(qū)間
權(quán)利要求
1.一種變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是包括以下步驟 Si站用電源配置正確性分析 獲取各電源系統(tǒng)設(shè)定的定值，將定值與各電源系統(tǒng)的最佳理論定值進(jìn)行對(duì)比，若設(shè)定在理論定值范圍內(nèi)，則表示正常；反之，若超出理論定值范圍，則進(jìn)行預(yù)警； S2站用電源的健康情況檢查 獲取各電源系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)劃分為健康狀態(tài)、正常狀態(tài)、預(yù)警狀態(tài)以及告警狀態(tài)，若該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)在預(yù)警狀態(tài)持續(xù)I分鐘，則進(jìn)行預(yù)警，若該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)達(dá)到告警狀態(tài)則立刻進(jìn)行告警； S3站用電源的操作規(guī)范化監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)變電站站用電源的每次操作，與標(biāo)準(zhǔn)操作過(guò)程對(duì)比，對(duì)于不符合操作規(guī)程規(guī)范的過(guò)程進(jìn)行預(yù)警并進(jìn)行記錄； S4站用電源的元器件管理 對(duì)站用電源設(shè)備的關(guān)鍵器件進(jìn)行管理，并對(duì)關(guān)鍵元器件按現(xiàn)有的失效分析方法進(jìn)行分析并預(yù)警，根據(jù)元器件失效模型進(jìn)行預(yù)警； S5站用電源的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)分析 包括以下子步驟 S5-1比對(duì)交流電源系統(tǒng)和直流電源系統(tǒng)交流電壓的大小，兩者相差超過(guò)3V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜； S5-2比對(duì)交流電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)交流電壓的大小，兩者相差超過(guò)3V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜； S5-3比對(duì)直流電源系統(tǒng)和逆變電源系統(tǒng)直流電壓的大小，兩者相差超過(guò)O. 5V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜； S5-4比對(duì)直流電源系統(tǒng)中直流母線電壓和蓄電池端電壓的大小，兩者相差超過(guò)O. 5V則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)開關(guān)及連接電纜； 55-5比對(duì)充電裝置交流輸入側(cè)功率與直流輸出側(cè)功率，若效率低于92%則預(yù)警，提示應(yīng)檢測(cè)充電裝置； S6站用電源單一系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)分析 包括以下子步驟 56-1對(duì)直流電源系統(tǒng)的蓄電池充電過(guò)程進(jìn)行跟蹤，記錄其充電開始到充電結(jié)束的充電曲線，包含充電電壓、充電電流、充電時(shí)間和單體電壓，根據(jù)這些數(shù)據(jù)與曲線走勢(shì)進(jìn)行分析，判斷充電過(guò)程是否按照恒流充電、恒壓均充、浮充順序進(jìn)行，否則預(yù)警； S6-2在恒流充電、恒壓均充、浮充的過(guò)程中，電池的電壓和電流是否符合均充和浮充的條件，否則預(yù)警； S6-3電池在進(jìn)行大電流放電后，是否進(jìn)入均充，否則預(yù)警； S6-4恒流充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，預(yù)警電池有問(wèn)題或充電機(jī)穩(wěn)壓損壞；總均充電時(shí)間大于15小時(shí)，則預(yù)警，并根據(jù)電壓、電流歷史記錄數(shù)據(jù)，提議對(duì)電池進(jìn)行維護(hù)； S7對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行時(shí)間曲線分析 對(duì)站用電源中一些關(guān)鍵、容易出故障的設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行半年歷史數(shù)據(jù)的跟蹤，分析關(guān)鍵參數(shù)的變化趨勢(shì)，若趨勢(shì)向告警定值方向發(fā)展，則預(yù)警。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是所述的各系統(tǒng)包括交流電源系統(tǒng)、直流電源系統(tǒng)、UPS電源系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)以及INV電源系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是所述的步驟S4中，站用電源設(shè)備的關(guān)鍵器件包括主開關(guān)、交流切換裝置、充電裝置風(fēng)扇和主斷路器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是所述的步驟S7中，關(guān)鍵設(shè)備包括充電裝置、絕緣檢測(cè)模塊、電池巡檢模塊、主開關(guān)，關(guān)鍵參數(shù)包括充電裝置電流，正、負(fù)對(duì)地電壓，正負(fù)對(duì)地電阻，電池各單體電壓，主開關(guān)分合次數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，其特征是 所述的步驟S7包括以下子步驟 S7-1對(duì)充電裝置電流進(jìn)行時(shí)間曲線分析每隔10秒對(duì)每個(gè)充電模塊的電流進(jìn)行記錄一次，在以下情況下預(yù)警 兩兩模塊間電流差超過(guò)法規(guī)規(guī)定的范圍，并持續(xù)5分鐘； 在充電或放電時(shí)其中一個(gè)模塊和其它模塊的電流相差超過(guò)IV時(shí)，則預(yù)警指出該模塊； S7-2對(duì)交流電源系統(tǒng)中的零序電流進(jìn)行時(shí)間曲線分析每隔10秒對(duì)其進(jìn)行記錄一次，在以下情況進(jìn)行預(yù)警 零序電流突然跳變到小于告警值O. 4A范圍時(shí)，直接進(jìn)行預(yù)警； 零充電流最近半年記錄總體有增大趨勢(shì)時(shí)，最近10次數(shù)值達(dá)到告警值范圍的一半，進(jìn)行預(yù)警； S7-3對(duì)于直流電源系統(tǒng)絕緣數(shù)據(jù)正對(duì)地電壓，負(fù)對(duì)地電壓，以及正對(duì)地電阻和負(fù)對(duì)地電阻進(jìn)行時(shí)間曲線分析，在以下情況下預(yù)警 正對(duì)地電壓與負(fù)對(duì)地電壓不平衡，相差超過(guò)20V以上，預(yù)警； 正對(duì)地電阻與負(fù)對(duì)地電阻最近一個(gè)月記錄總體有增大趨勢(shì)時(shí)，最近10次數(shù)值達(dá)到告警值范圍的一半，進(jìn)行預(yù)警； S7-4對(duì)于蓄電池每節(jié)單體電壓時(shí)間曲線進(jìn)行分析每隔I小時(shí)保存一次數(shù)據(jù)記錄，計(jì)算每節(jié)單體電壓的變化率，當(dāng)在充電或放電時(shí)，找出最大變化率的該節(jié)電池單體，若超過(guò)整組平均變化率50%，則預(yù)警該單體存在問(wèn)題。
全文摘要
一種變電站站用交直流一體化電源的智能在線監(jiān)測(cè)預(yù)警方法，包括以下步驟S1站用電源配置正確性分析；S2站用電源的健康情況檢查；S3站用電源的操作規(guī)范化監(jiān)測(cè)；S4站用電源的元器件管理；S5站用電源的系統(tǒng)間數(shù)據(jù)分析；S6站用電源單一系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)分析；S7對(duì)關(guān)鍵設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行時(shí)間曲線分析。本發(fā)明通過(guò)對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間曲線分析，把實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與分析模型之間的差別關(guān)系進(jìn)行歸類統(tǒng)計(jì)，并實(shí)時(shí)跟蹤差別較大的數(shù)據(jù)與初值進(jìn)行關(guān)聯(lián)比較，差值變化不規(guī)律，或者變化范圍較大，系統(tǒng)將提高采集次數(shù)，并不斷調(diào)整計(jì)算方法，得出最精確的變化曲線，精準(zhǔn)的預(yù)判系統(tǒng)的運(yùn)行健康狀況，且可隨著時(shí)間的增加，準(zhǔn)確預(yù)判結(jié)果。
文檔編號(hào)G01R31/40GK103018684SQ20121050423
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者梅成林, 葉千里, 劉瑋, 楊忠亮, 劉平, 金林 申請(qǐng)人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院