專利名稱：智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法
智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬變電站自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及變電站自動(dòng)化系統(tǒng)智能告警及故障 分析實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)家電網(wǎng)公司正在大力推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)，各種先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)、通 訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和控制技術(shù)與物理電網(wǎng)高度集成，由此帶來(lái)的未來(lái)電網(wǎng)運(yùn)行控制 更加嚴(yán)格，變電站運(yùn)行作業(yè)的技術(shù)難度不斷加大，運(yùn)行作業(yè)的效率需要進(jìn)一步提高。在目前 的變電站運(yùn)行作業(yè)中，傳統(tǒng)的手工作業(yè)仍然占有很大的比重，而隨著數(shù)字化變電站的推廣， 變電站的信號(hào)量越來(lái)越多，但運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在變電站事故及嚴(yán)重異常過(guò)程中輸出的大量 信息中，大部分都是起輔助、佐證作用的信息或冗余信息，發(fā)生故障的時(shí)候，各種信號(hào)動(dòng)作 頻繁，值班員監(jiān)控任務(wù)較重，很容易遺漏重要告警信號(hào)，延誤處理造成事故。因此，非常有必 要總結(jié)變電站常見(jiàn)的故障類型及其故障判據(jù)，在發(fā)生故障時(shí)由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)推理出該故 障，使運(yùn)行人員得以迅速獲得故障分析結(jié)果包括故障設(shè)備、跳閘開(kāi)關(guān)、保護(hù)動(dòng)作信息、故障 相別、故障電流、故障測(cè)距、故障性質(zhì)、處理措施等，這對(duì)于提高事故處理的速度、效率、質(zhì)量 具有重要意義。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種變電站自動(dòng)化系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，可 作為智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的一項(xiàng)高級(jí)應(yīng)用模塊，做到迅速判定和分析故障，給出故障分析 報(bào)告并上送調(diào)度系統(tǒng)，給值班人員提供處理方案，協(xié)助其迅速處理故障，減少故障帶來(lái)的損 失。
本發(fā)明采用以下技術(shù)方案智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于包括以下步驟 本方法以軟件模塊的方式嵌入到智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，從智能變電站一體化信息平 臺(tái)獲取需要的告警信息、遙測(cè)值、設(shè)備狀態(tài)、保護(hù)信息、故障錄波文件等信息，可以有效保證 及時(shí)獲得各種故障判據(jù)。
(1)變電站每種故障類型對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)故障啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)推理機(jī)軟件收到啟動(dòng) 信號(hào)后，啟動(dòng)相應(yīng)的故障類型推理邏輯；(2)對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行拓?fù)溥B接分析，根據(jù)設(shè)備的帶電情況，獲取當(dāng)前啟動(dòng)信號(hào)所屬設(shè) 備的運(yùn)行狀態(tài)，比如母線上在當(dāng)前有哪些開(kāi)關(guān)正在運(yùn)行、與線路相連接的開(kāi)關(guān)、主變各側(cè)的 開(kāi)關(guān)等；(3)對(duì)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生時(shí)間前后一段時(shí)間內(nèi)的遙信、遙測(cè)、保護(hù)信息、開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)等 進(jìn)行分析處理，參照步驟(2)中獲得的相關(guān)聯(lián)設(shè)備，檢查是否滿足推理邏輯；(4)如滿足步驟(3)中的故障類型推理邏輯，等待錄波裝置送上來(lái)的錄波HDR文件，從 中獲得故障相別、故障電流、故障測(cè)距等信息；(5)從知識(shí)庫(kù)中取該故障類型對(duì)應(yīng)的故障處理預(yù)案，結(jié)合步驟的信息生成故障分 析報(bào)告并保存到歷史庫(kù)；(6)將故障報(bào)告通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)以IEC104擴(kuò)展報(bào)文格式傳送至調(diào)度，同時(shí)將故障分析報(bào) 告存本地歷史庫(kù)供用戶調(diào)閱及打印。
對(duì)于變電站的常見(jiàn)故障，運(yùn)行人員掌握每種故障的產(chǎn)生原因、處理方法是十分重 要的，但是同時(shí)也是煩雜的，經(jīng)常需要去查閱預(yù)案。鑒于現(xiàn)在變電站的設(shè)計(jì)越來(lái)越標(biāo)準(zhǔn)化， 相同電壓等級(jí)的變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和設(shè)備情況都大同小異，本方法總結(jié)了一個(gè)設(shè)計(jì)推理機(jī) 軟件的故障推理模型，它涵蓋了變電站常見(jiàn)的故障類型及其判據(jù)，支持的故障類型有線路 單相瞬時(shí)故障、線路單相永久故障、線路相間及三相故障、線路接受遠(yuǎn)跳信號(hào)跳閘、線路手 合于故障、線路重合閘時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化故障、線路重合閘時(shí)間外轉(zhuǎn)化故障、線路單相故障故障相 失靈、線路相間故障開(kāi)關(guān)故障相失靈、單相永久故障開(kāi)關(guān)非故障相失靈、母線故障、母線故 障故障相失靈、母線故障非故障相失靈、主變故障、主變故障開(kāi)關(guān)故障相失靈、主變內(nèi)部故 障重瓦斯動(dòng)作、電容器故障、電抗器故障、站用變故障、直流消失故障等。因此推理機(jī)軟件會(huì) 自動(dòng)識(shí)別這些故障并在簡(jiǎn)報(bào)窗故障推理頁(yè)面報(bào)告故障推理結(jié)果。該方法總結(jié)了變電站的常 見(jiàn)故障類型的發(fā)生條件，可自動(dòng)推理并報(bào)告變電站的常見(jiàn)故障，不需要用戶輸入復(fù)雜的邏 輯，具有維護(hù)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
為區(qū)分用作故障判據(jù)的不同遙信，本方法在智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的遙信 定義表內(nèi)設(shè)置了一個(gè)遙信類型域?qū)⑦b信分為不同的類型，該類型用于識(shí)別參與邏輯推理的 遙信，主要有線路保護(hù)跳A、線路保護(hù)跳B(niǎo)、線路保護(hù)跳C、線路保護(hù)動(dòng)作、母差動(dòng)作、失靈動(dòng) 作、重合閘、主變主保護(hù)動(dòng)作、主變后備保護(hù)動(dòng)作、主變本體重瓦斯、開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作、電容器 保護(hù)動(dòng)作、電抗器保護(hù)動(dòng)作、站用變保護(hù)動(dòng)作、三相不一致、保護(hù)遠(yuǎn)跳動(dòng)作、就地判別裝置動(dòng) 作、直流消失、開(kāi)關(guān)位置、開(kāi)關(guān)A相位置、開(kāi)關(guān)B相位置、開(kāi)關(guān)C相位置等。推理機(jī)軟件根據(jù) 這些遙信類型從發(fā)生故障后收到的眾多遙信中找出有用的信號(hào)參與故障判斷。
要精確判斷一個(gè)故障，需要在智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)收到的信號(hào)緩沖區(qū)中截取一個(gè) 時(shí)間片的信號(hào)作為推理依據(jù)，只對(duì)該時(shí)間片內(nèi)收到的信息及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行推理判斷，這個(gè) 時(shí)間片稱為“故障時(shí)間窗”?！肮收蠒r(shí)間窗”要跨收到的某故障類型啟動(dòng)信號(hào)前后各一段時(shí) 間?！肮收蠒r(shí)間窗”太短容易漏過(guò)推理?xiàng)l件，造成漏判，但太長(zhǎng)又容易造成誤判。該時(shí)間窗可 由用戶根據(jù)變電站實(shí)際情況進(jìn)行靈活設(shè)定，一般可以整定為5 15秒，并可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)時(shí) 間運(yùn)行情況靈活調(diào)整。
制定了簡(jiǎn)潔而實(shí)用的知識(shí)庫(kù)結(jié)構(gòu)，包括故障名稱、故障等級(jí)、故障圖解、所屬調(diào)度、 故障原因、處理措施等。
在遙信定義表中設(shè)置知識(shí)庫(kù)域，該知識(shí)庫(kù)域用于索引知識(shí)庫(kù)表中的記錄，用戶可 在告警窗上根據(jù)告警信息調(diào)出智能告警窗口顯示該知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容。
拓?fù)浞治龀浞挚紤]到了現(xiàn)有變電站各種接線方式以及運(yùn)行方式，當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生 改變時(shí)，故障判斷邏輯也相應(yīng)調(diào)整，比如，判斷母線故障時(shí)，只將當(dāng)前運(yùn)行的線路加入判斷 邏輯，停電的線路則不參與邏輯判斷。
僅當(dāng)收到某一故障類型的啟動(dòng)信號(hào)后才開(kāi)始該故障類型的推理判斷，如滿足條 件，推理結(jié)果會(huì)顯示在告警窗的一個(gè)單獨(dú)的推理結(jié)果頁(yè)面，并有醒目提示及語(yǔ)音報(bào)警，以便 用戶迅速處理故障。
生成故障報(bào)告時(shí)結(jié)合了故障錄波的信息，可顯示故障發(fā)生時(shí)的故障電流、故障相 別、故障測(cè)距等信息。
故障分析報(bào)告通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)傳送到主站端，以便調(diào)度人員第一時(shí)間取得變電站故 障的詳細(xì)情況，取代傳統(tǒng)的電話匯報(bào)。
本發(fā)明所達(dá)到的有益效果對(duì)于調(diào)度端來(lái)說(shuō)，以往發(fā)生故障后，需要變電站運(yùn)行人 員從告警窗眾多信息中梳理出有用的信息，再結(jié)合保護(hù)信息、故障錄波文件綜合分析才能 整理出故障分析報(bào)告，然后向調(diào)度匯報(bào)，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，本分明可以在故障發(fā)生后自動(dòng)生成 故障分析報(bào)告并傳送到調(diào)度，大大減輕值班人員的工作負(fù)擔(dān)，提高故障處理效率。對(duì)于無(wú)人 值守變電站來(lái)說(shuō)，這種功能更是非常必要。


圖1為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖； 圖2為500kV典型接線圖；圖3為本發(fā)明程序流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明 的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示為本發(fā)明網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖。變電站端包含智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)、測(cè)控裝置、 保護(hù)裝置、故障錄波裝置等部分，智能告警及故障分析模塊作為智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的一 個(gè)高級(jí)應(yīng)用模塊，負(fù)責(zé)分析測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、故障錄波裝置等送上來(lái)的各種信息，結(jié)合 拓?fù)浼夹g(shù)和自動(dòng)識(shí)別故障推理模型中的每種故障，生成故障分析報(bào)告并上送到主站端的調(diào)度主站。
如圖2所示以500kV典型接線圖為例，結(jié)合圖3本發(fā)明的程序?qū)崿F(xiàn)流程圖，以故障 "500kV線路一 A相瞬時(shí)故障，重合成功”為例說(shuō)明本發(fā)明的推理分析過(guò)程。
推理機(jī)會(huì)不停對(duì)所收到信號(hào)的類型做檢查，當(dāng)檢測(cè)到有類型為“線路保護(hù)跳A” 的信號(hào)時(shí)，會(huì)立即啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器，等待故障時(shí)間窗結(jié)束，確保該故障應(yīng)該收到的信號(hào)全 部收到，隨即啟動(dòng)“線路A相瞬時(shí)故障，重合成功”的故障類型推理模塊。線路一般會(huì)配兩 套線路保護(hù)，任何一套保護(hù)的線路保護(hù)跳A信號(hào)都會(huì)啟動(dòng)該故障類型推理模塊。該故障類 型推理模塊會(huì)進(jìn)行拓?fù)浞治?，根?jù)啟動(dòng)信號(hào)所屬的線路得到與其有連接關(guān)系的斷路器，根 據(jù)接線方式及運(yùn)行狀態(tài)不同有可能是一個(gè)或兩個(gè)斷路器，對(duì)應(yīng)于本例應(yīng)該得到斷路器5011 及斷路器5012，然后推理機(jī)在對(duì)應(yīng)于該故障時(shí)間窗的信號(hào)緩沖區(qū)中根據(jù)信號(hào)所屬設(shè)備及遙 信類型來(lái)判斷斷路器5011及斷路器5012是否按時(shí)間順序發(fā)生了 A相分閘及A相合閘，是 否有斷路器5011及斷路器5012的重合閘信號(hào)，滿足以上條件則在告警窗的故障推理頁(yè)面 報(bào)告“500kV某線路A相瞬時(shí)故障，重合成功”。接著推理機(jī)等待故障錄波文件的上傳，當(dāng)收 到該線路保護(hù)的故障錄波HDR文件后，會(huì)從中取出該故障的故障電流、故障相別、故障測(cè)距 等信息，再?gòu)闹R(shí)庫(kù)中找到對(duì)應(yīng)于該故障的知識(shí)庫(kù)記錄，生成該故障的故障分析報(bào)告，存在 歷史庫(kù)中，等值班員調(diào)閱或打印，并且會(huì)將此故障分析報(bào)告通過(guò)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上送調(diào)度。
其它故障類型的推理判斷過(guò)程和本例類似，只是具體的判斷邏輯不一樣。對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn) 和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟(1)變電站每種故障類型對(duì)應(yīng)一個(gè)或多個(gè)故障啟動(dòng)信號(hào)，當(dāng)推理機(jī)軟件收到啟動(dòng)信號(hào) 后，啟動(dòng)相應(yīng)的故障類型推理邏輯；(2)對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行拓?fù)溥B接分析，根據(jù)設(shè)備的帶電情況，獲取當(dāng)前啟動(dòng)信號(hào)所屬設(shè) 備的運(yùn)行狀態(tài)；(3)對(duì)啟動(dòng)信號(hào)發(fā)生時(shí)間前后一段時(shí)間內(nèi)的遙信、遙測(cè)、保護(hù)信息、開(kāi)關(guān)的位置狀態(tài)相 關(guān)信息進(jìn)行分析處理，參照步驟(2)中獲得的相關(guān)聯(lián)設(shè)備，檢查是否滿足推理邏輯；(4)如滿足步驟(3)中的故障類型推理邏輯，等待錄波裝置送上來(lái)的錄波HDR文件，從 中獲得故障相別、故障電流、故障測(cè)距相關(guān)信息；(5)從知識(shí)庫(kù)中調(diào)取該故障類型對(duì)應(yīng)的故障處理預(yù)案，結(jié)合步驟的信息生成故障 分析報(bào)告并保存到歷史庫(kù)；(6)將故障分析報(bào)告通過(guò)遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)上送調(diào)度，同時(shí)將故障分析報(bào)告存入本地歷史庫(kù)供 用戶調(diào)閱及打印。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特 征為該方法包含變電站的常見(jiàn)故障類型的發(fā)生條件，自動(dòng)推理并報(bào)告變電站的常見(jiàn)故障。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特 征為該方法在智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的遙信定義表內(nèi)設(shè)置遙信類型域，將遙信分 為不同的類型用于識(shí)別參與邏輯推理的遙信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特征 為在遙信定義表中設(shè)置知識(shí)庫(kù)域，該知識(shí)庫(kù)域用于索引知識(shí)庫(kù)表中的記錄，用戶在告警窗 上根據(jù)告警信息調(diào)出智能告警窗口顯示該知識(shí)庫(kù)的內(nèi)容。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特 征為所述知識(shí)庫(kù)的結(jié)構(gòu)，包括故障名稱、故障等級(jí)、故障圖解、所屬調(diào)度、故障原因、處理措 施。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特征 為拓?fù)浞治鲆罁?jù)現(xiàn)有變電站各種接線方式以及運(yùn)行方式，相應(yīng)調(diào)整故障判斷邏輯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特 征為在系統(tǒng)收到的信號(hào)的緩沖區(qū)中截取一個(gè)時(shí)間片的信號(hào)作為推理依據(jù)，設(shè)定一個(gè)故障 時(shí)間窗，只對(duì)該時(shí)間窗內(nèi)收到的信息及設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行推理判斷，該時(shí)間片由用戶根據(jù)變電 站實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特征 為故障類型的推理判斷由該故障類型的啟動(dòng)信號(hào)啟動(dòng)，推理結(jié)果顯示在告警窗的一個(gè)單 獨(dú)的推理結(jié)果頁(yè)面，并有醒目提示及語(yǔ)音報(bào)警提示用戶處理故障。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，其特征 為結(jié)合故障錄波的信息生成故障分析報(bào)告，顯示故障發(fā)生時(shí)的故障電流、故障相別、故障 測(cè)距相關(guān)信息。
全文摘要
本發(fā)明是一種應(yīng)用于智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的智能告警及故障分析實(shí)現(xiàn)方法，屬變電站自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，智能告警及故障分析模塊負(fù)責(zé)分析測(cè)控裝置、保護(hù)裝置、故障錄波裝置送上來(lái)的各種信息，結(jié)合拓?fù)浼夹g(shù)和自動(dòng)識(shí)別故障推理模型中的每種故障，生成故障分析報(bào)告并上送到主站端的調(diào)度主站。大大減輕值班人員的工作負(fù)擔(dān)，提高故障處理效率。可以滿足智能變電站對(duì)智能告警和故障分析系統(tǒng)的要求，做到迅速判定和分析故障，并給出處理方案，協(xié)助值班人員迅速處理故障，減少故障帶來(lái)的損失。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102035260SQ201010593020
公開(kāi)日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月17日
發(fā)明者張勁, 張春曉, 朱松林, 王磊, 許祖鋒, 黃曉明 申請(qǐng)人:國(guó)電南瑞科技股份有限公司, 浙江省電力公司