專利名稱：智能變電站狀態(tài)監(jiān)測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)，尤其是一種對變壓器、套管、GIS、避雷器、CT、斷路器、閘刀等電力系統(tǒng)各種類型的高壓設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
2009年7月11日國家電網(wǎng)公司在年中工作會議上公布了智能電網(wǎng)規(guī)劃。中國式智能電網(wǎng)將是以特高壓電網(wǎng)為主干網(wǎng)架，各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強(qiáng)電網(wǎng)為基礎(chǔ)的，利用先進(jìn)的通信信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、數(shù)字化、自動化及互動化為特征的自主創(chuàng)新、國際領(lǐng)先的智能電網(wǎng)。其特征將包括在技術(shù)上實現(xiàn)信息化、數(shù)字化、自動化和互動化，同時在管理上實現(xiàn)集團(tuán)化、集約化、精益化和標(biāo)準(zhǔn)化。智能變電站是智能電網(wǎng)的物理基礎(chǔ)，也是智能電網(wǎng)建設(shè)中變電站的必然趨勢。為了支撐和引領(lǐng)智能電網(wǎng)的建設(shè)，國家電網(wǎng)公司要求由國網(wǎng)電科院牽頭起草《智能變電站技術(shù)導(dǎo)則》，導(dǎo)則按照統(tǒng)一堅強(qiáng)智能電網(wǎng)的目標(biāo)，在數(shù)字化變電站的基礎(chǔ)上，提出了智能變電站的技術(shù)導(dǎo)則，適用于IlOkV(包括66kV)及以上變電站實現(xiàn)智能變電站的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試、驗收、運(yùn)行維護(hù)、監(jiān)測評估等。智能變電站將基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的無縫實時通信系統(tǒng)，由相互通信的智能電子裝置實現(xiàn)變電站的智能預(yù)警監(jiān)控功能。作為智能變電站的重要特征之一，對狀態(tài)在線監(jiān)測裝置及高級應(yīng)用功能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)劃設(shè)計，是智能變電站設(shè)計工作的必要內(nèi)容。隨著電力工業(yè)的快速發(fā)展，電力用戶對供電可靠性的要求越來越高。電力體制改革的不斷深化，使國家電網(wǎng)公司面臨更多的挑戰(zhàn)。電網(wǎng)規(guī)模迅速擴(kuò)大，設(shè)備檢修任務(wù)和檢修人員的矛盾日益突出。傳統(tǒng)的設(shè)備定期檢修模式是否適應(yīng)當(dāng)前的電網(wǎng)發(fā)展，是否需要逐步采用更科學(xué)合理的檢修管理策略，如何把握設(shè)備維護(hù)管理策略發(fā)展方向，如何規(guī)避在管理模式轉(zhuǎn)變過程中可能帶來的安全風(fēng)險等，都是擺在我們面前亟待研究解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問題在于提供一種智能變電站狀態(tài)檢測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)， 以解決上述背景技術(shù)中的缺點。本發(fā)明所解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)智能變電站狀態(tài)檢測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)，根據(jù)先進(jìn)性原則、集中化原則、實用性原則、“即插即用”原則來實現(xiàn)，整體結(jié)構(gòu)分4層就地監(jiān)測層、站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺、遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺、高級應(yīng)用層?？傮w來說，由4層結(jié)構(gòu)組成的狀態(tài)檢修系統(tǒng)，形成了集中的、多級的、遠(yuǎn)程的數(shù)字狀態(tài)檢測與診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲與應(yīng)用，解決了以往狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的常見弊端。該系統(tǒng)具有以下特點(1)實現(xiàn)了各監(jiān)測量的集中顯示、統(tǒng)一維護(hù)、綜合分析診斷。(2)對各狀態(tài)參量的數(shù)據(jù)通信格式進(jìn)行了統(tǒng)一定義，采用了統(tǒng)一通信標(biāo)準(zhǔn)。(3)應(yīng)用IEC61850通信規(guī)約，提高了對其他系統(tǒng)的接入能力，對目前還不具備IEC61850通信能力的在線監(jiān)測設(shè)備預(yù)留擴(kuò)展接口，預(yù)留升級空間。就地監(jiān)測層就地監(jiān)測層通過安裝于變電站現(xiàn)場的各種狀態(tài)監(jiān)測終端，在線完成電力設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集。站內(nèi)數(shù)據(jù)集成平臺站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺通過部署于變電站內(nèi)的通信對象服務(wù)器、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，實現(xiàn)以下功能監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)的采集，站內(nèi)數(shù)據(jù)的暫存和初步診斷，站內(nèi)通信協(xié)議的統(tǒng)一，對外提供統(tǒng)一的基于IEC61850的通信接口，站內(nèi)數(shù)據(jù)同遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)平臺的通信。該站內(nèi)平臺應(yīng)符合數(shù)字化智能變電站通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的要求。遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺可部署與變電站主控室也可部署于集控站，功能有建立基于CIM的統(tǒng)一狀態(tài)檢修系統(tǒng)模型；整合現(xiàn)有各個監(jiān)測裝置發(fā)送上來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一編碼和提供統(tǒng)一的模型參數(shù)服務(wù)；建立實時數(shù)據(jù)庫，為診斷系統(tǒng)決策應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)的實時數(shù)據(jù)服務(wù)；進(jìn)行時間序列存盤，保存歷史數(shù)據(jù)提供標(biāo)準(zhǔn)的歷史數(shù)據(jù)服務(wù)；對外提供標(biāo)準(zhǔn)的符合IEC61790/IEC61968的標(biāo)準(zhǔn)CIS接口 ；建立與SCADA系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和分析診斷數(shù)據(jù)的綜合發(fā)布平臺；提供系統(tǒng)安全監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)管理、權(quán)限管理、圖形及報表、日志等系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)構(gòu)件，通過標(biāo)準(zhǔn)接口體系實現(xiàn)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，并提供高級應(yīng)用開發(fā)接口庫，從而為電力系統(tǒng)運(yùn)行管理部門提供豐富完備的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備診斷分析技術(shù)支撐平臺標(biāo)準(zhǔn)體系。高級應(yīng)用層高級應(yīng)用層是在綜合數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與綜合評價等定制應(yīng)用模塊，實現(xiàn)電力設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)分析、評估等高級應(yīng)用功能。有益效果本發(fā)明的實施有助于形成狀態(tài)檢修的統(tǒng)一模式與統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)設(shè)備檢修逐步由計劃檢修向狀態(tài)檢修過渡，并為建設(shè)以“設(shè)備狀態(tài)數(shù)字化和狀態(tài)檢修”為主要特色的智能變電站系統(tǒng)并為提升資產(chǎn)全壽命周期管理水平提供技術(shù)準(zhǔn)備。
具體實施例方式為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面進(jìn)一步闡述本發(fā)明。智能變電站狀態(tài)檢測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)，根據(jù)先進(jìn)性原則、集中化原則、實用性原則、“即插即用”原則來實現(xiàn)，其中先進(jìn)性原則對系統(tǒng)的各個組成模塊的設(shè)計，包括診斷技術(shù)、現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)、信息系統(tǒng)的架構(gòu)等，都經(jīng)過充分的調(diào)研，最大可能地確保系統(tǒng)所用的各項技術(shù)的先進(jìn)性，不會在未來若干年內(nèi)落后淘汰，使投資得到最大程度的保護(hù)。集中化原則以往的信息孤島現(xiàn)象是由于缺乏全面的規(guī)劃，造成信息分散、不共享的情況，信息系統(tǒng)建設(shè)方向定位應(yīng)為實現(xiàn)企業(yè)信息的集中化管理，具體從2個方面來實現(xiàn)集中管理、分層控制的原則和數(shù)據(jù)集中的原則。實用性原則系統(tǒng)中的狀態(tài)監(jiān)測裝置必須滿足生產(chǎn)實際需要，能夠保證長期穩(wěn)定工作、數(shù)據(jù)正確。產(chǎn)品選型應(yīng)進(jìn)行充分的調(diào)研，安裝前進(jìn)行嚴(yán)格的出廠驗收?！凹床寮从谩痹瓌t系統(tǒng)的數(shù)據(jù)平臺不僅僅滿足現(xiàn)有需求，還要有充分的延展性和持續(xù)性，因此，對于技術(shù)路線的選擇至關(guān)重要。從信息的采集端來說，數(shù)據(jù)平臺需要接入不同的監(jiān)測裝置，數(shù)據(jù)平臺應(yīng)能消除不同裝置采集數(shù)據(jù)的模型和接口的障礙，讓這些裝置信息能夠方便的接入?？紤]系統(tǒng)接入多樣性，應(yīng)采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)，以及國際標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，增強(qiáng)擴(kuò)容系統(tǒng)的可適用性，并為以后接入其他新增應(yīng)用提供統(tǒng)一的模型，滿足“即插即用”的擴(kuò)展要求。所述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由四層組成就地監(jiān)測層、站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺、遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺、高級應(yīng)用層。其中就地監(jiān)測層就地監(jiān)測層通過安裝于變電站現(xiàn)場的各種狀態(tài)監(jiān)測終端，在線完成電力設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集。其測量原理包括①絕緣監(jiān)測單元工作原理FMU系列絕緣監(jiān)測單元，是為滿足變電站高壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測特殊需要而開發(fā)的智能化監(jiān)測裝置。它就地完成數(shù)據(jù)信息的采集與計算，并將結(jié)果上傳至站CMU。裝置的基本工作是采集所監(jiān)測設(shè)備的電壓和電流信號，采用優(yōu)化的傅立葉分析法，求得其幅度、相位，進(jìn)而得到所需的泄漏電流、介損以及阻性電流等電氣參數(shù)。對于容性設(shè)備，通過高精度傳感器，F(xiàn)MU-C測出設(shè)備末屏電流的幅度和相位以及與參考源的相位差，F(xiàn)MU-U單元測得系統(tǒng)電壓的幅度和相位以及與參考源的相位差。通過這兩信號的幅度和相位差，可計算容性設(shè)備的泄漏電流，電容及介損。對于避雷器的絕緣參數(shù)和測量采用相同原理。②介損和電容量測量原理電容式電流互感器、耦合電容器、CVT、電容式套管這些電容型高壓設(shè)備的主絕緣都可以看作是由若干個電容器串聯(lián)構(gòu)成的。一次高壓導(dǎo)體的對地電壓由這些串聯(lián)電容器共同承擔(dān)。例如，對于某型號220kV電容式電流互感器(CT)的一次高壓電容芯子，有6個“主屏”，(由鋁箔或?qū)щ娂堉谱?，最外面直接接地的一層叫做“末屏”，每兩個“主屏”之間繞制了多層的電容器紙。安裝時，在真空狀態(tài)下把整個電容芯子浸到絕緣油中，形成油紙絕緣，“末屏”經(jīng)一個小套管引到高壓瓷套外接地。這樣127kV的相電壓由高壓導(dǎo)體到末屏的6個串聯(lián)的電容器共同承擔(dān)。電容式套管和CT具有相似的結(jié)構(gòu)，它的“末屏”也引出接地。耦合電容器和CVT的高壓電容內(nèi)部是由多個電容串聯(lián)構(gòu)成的，它們的首端接高壓，尾端直接接地或經(jīng)通信載波機(jī)接地。③避雷器阻性電流測量原理在正常運(yùn)行情況下，避雷器的主要電流為容性電流， 阻性電流只占很小部分。當(dāng)閥片老化、避雷器受潮、內(nèi)部絕緣部件受損或表面嚴(yán)重污穢時， 容性電流變化不多，而阻性電流卻大大增加。故監(jiān)測交流全電流及其有功分量可以完全反映避雷器的絕緣狀態(tài)。④斷路器狀態(tài)參數(shù)測量原理斷路器狀態(tài)監(jiān)測單元FMU-B主要適用于真空、SF6、 少油或多油三大類不同電壓等級的斷路器。對斷路器的狀態(tài)監(jiān)測分兩個方面機(jī)械特性監(jiān)測和電壽命監(jiān)測。斷路器的機(jī)械特性主要包括傳動機(jī)構(gòu)和儲能電機(jī)的狀態(tài)。儲能電機(jī)的監(jiān)測包括日儲能次數(shù)、單次儲能時間。如儲能周期縮短，單次儲能時間變長，則說明儲能系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)了問題，如油路或氣路發(fā)生泄漏、儲能電機(jī)出力不夠管路不暢等。傳動機(jī)構(gòu)的監(jiān)測分合閘線圈電流波形。首先錄下斷路器正常狀態(tài)下的機(jī)械振動"指紋波"，斷路器傳動機(jī)構(gòu)出現(xiàn)卡澀、斷裂、松動等問題，其振動事件頻率和時間會發(fā)生改變；另外，分合動作撞擊力度的改變也直接影響振動信號的幅度。傳動機(jī)構(gòu)異常的分合振動波形與正常狀況的分合振動波形有明顯區(qū)別。斷路器傳動機(jī)構(gòu)的變異也直接影響分合閘線圈電流波形變化。分合閘磁鐵線圈電流波形畸變、得電持續(xù)時間變長、從線圈通電到相應(yīng)振動事件的時間變異等都是斷路器傳動機(jī)構(gòu)存在故障隱患的表現(xiàn)。通過監(jiān)測分合閘磁鐵線圈電流波形、斷路器傳動機(jī)構(gòu)和儲能機(jī)構(gòu)，對發(fā)現(xiàn)斷路器機(jī)械故障隱患具有積極意義。⑤斷路器電壽命的標(biāo)定方法對斷路器電壽命的診斷傳統(tǒng)方法是累計開斷電流和開斷次數(shù)。但當(dāng)被測電流相差很大時，因燒損機(jī)理不同，同樣的累計電流量所造成的滅弧室燒損量卻相差很大。經(jīng)實踐證明僅考慮累計開斷電流和累計開斷次數(shù)是不科學(xué)的。合理的辦法是依據(jù)開斷電流的大小每次累計觸頭燒損量作為電壽命判別的依據(jù)。站內(nèi)數(shù)據(jù)集成平臺站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺通過部署于變電站內(nèi)的通信對象服務(wù)器、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，實現(xiàn)以下功能監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)的采集，站內(nèi)數(shù)據(jù)的暫存和初步診斷，站內(nèi)通信協(xié)議的統(tǒng)一，對外提供統(tǒng)一的基于IEC61850的通信接口，站內(nèi)數(shù)據(jù)同遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)平臺的通信。該站內(nèi)平臺應(yīng)符合數(shù)字化智能變電站通信標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的要求。站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺的主要硬件配置為商用后臺工作站1臺、嵌入式通信服務(wù)器2臺、 局域網(wǎng)交換機(jī)2臺遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺可部署與變電站主控室也可部署于集控站，功能有建立基于CIM的統(tǒng)一狀態(tài)檢修系統(tǒng)模型；整合現(xiàn)有各個監(jiān)測裝置發(fā)送上來的數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)一編碼和提供統(tǒng)一的模型參數(shù)服務(wù)；建立實時數(shù)據(jù)庫，為診斷系統(tǒng)決策應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)的實時數(shù)據(jù)服務(wù)；進(jìn)行時間序列存盤，保存歷史數(shù)據(jù)提供標(biāo)準(zhǔn)的歷史數(shù)據(jù)服務(wù)；對外提供標(biāo)準(zhǔn)的符合IEC61790/IEC61968的標(biāo)準(zhǔn)CIS接口 ；建立與SCADA系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和分析診斷數(shù)據(jù)的綜合發(fā)布平臺；提供系統(tǒng)安全監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)管理、權(quán)限管理、圖形及報表、日志等系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)構(gòu)件，通過標(biāo)準(zhǔn)接口體系實現(xiàn)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，并提供高級應(yīng)用開發(fā)接口庫。從而為電力系統(tǒng)運(yùn)行管理部門提供豐富完備的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備診斷分析技術(shù)支撐平臺標(biāo)準(zhǔn)體系。遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)平臺的主要硬件配置為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器2臺、TOB服務(wù)器1臺、維護(hù)工作站2臺、局域網(wǎng)交換機(jī)2臺、防火墻1臺。數(shù)據(jù)庫開發(fā)平臺可采用0RACLE10。高級應(yīng)用層高級應(yīng)用層是在綜合數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與綜合評價等定制應(yīng)用模塊，實現(xiàn)電力設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)分析、評估等高級應(yīng)用功能。本系統(tǒng)就其組成，擁有兩大功能統(tǒng)一信息平臺功能和設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與綜合評價高級應(yīng)用系統(tǒng)功能。對于統(tǒng)一信息平臺功能方面，其擁有以下功能1)實現(xiàn)分層分布式綜合數(shù)據(jù)平臺的結(jié)構(gòu)，按照統(tǒng)一設(shè)計、分層分布式部署的思路， 對狀態(tài)檢修信息平臺進(jìn)行全局監(jiān)視管理、對平臺信息進(jìn)行一致性統(tǒng)一維護(hù)；2)實現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)和綜合數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)互聯(lián)，制定數(shù)據(jù)互聯(lián)規(guī)范；3)實現(xiàn)高壓設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的基于CIM的統(tǒng)一建模，實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的共4)實現(xiàn)高壓設(shè)備狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)的抽取、清洗、轉(zhuǎn)換和存儲，實現(xiàn)高壓設(shè)備狀態(tài)檢修數(shù)據(jù)中心，并實現(xiàn)多種方式的數(shù)據(jù)服務(wù)。5)實現(xiàn)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的狀態(tài)診斷、狀態(tài)評估及風(fēng)險評估，提供多種基本構(gòu)件，使平臺具備強(qiáng)大的二次開發(fā)能力，方便在平臺上組建多種智能診斷應(yīng)用；6)實現(xiàn)輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修信息展現(xiàn)發(fā)布平臺，提供圖形、曲線、報表等數(shù)據(jù)發(fā)布工具，建立WEB數(shù)據(jù)發(fā)布平臺，按設(shè)備狀態(tài)分級和檢修策略的緊迫性實現(xiàn)變電站、設(shè)備的狀態(tài)、檢修策略色階方式顯示。
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其功能具體如下表示系統(tǒng)具備接入如下設(shè)備檢測單元或系統(tǒng)數(shù)據(jù)的功能系統(tǒng)電壓監(jiān)測單元，電容型設(shè)備監(jiān)測單元，氧化鋅避雷器監(jiān)測單元，變壓器鐵芯、夾件及中性點接地電流監(jiān)測單元，變壓器油氣監(jiān)測單元，現(xiàn)場環(huán)境監(jiān)測單元，開關(guān)監(jiān)測單元，局放監(jiān)測單元，巡視檢修數(shù)據(jù)及其它數(shù)據(jù)，SCADA，生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)。統(tǒng)一信息平臺的數(shù)據(jù)交換功能包括支持多種標(biāo)準(zhǔn)接口、支持多種類型的數(shù)據(jù)交換、透明傳輸監(jiān)控管理、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)功能、支持?jǐn)帱c續(xù)傳補(bǔ)點功能、任務(wù)狀態(tài)查看功能、多種任務(wù)調(diào)度方式。SCADA/EMS系統(tǒng)信息接入功能支持同SCADA系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換。從監(jiān)控系統(tǒng)提取數(shù)據(jù)包括，但不限于以下數(shù)據(jù)電壓、電流、油溫、開關(guān)刀閘狀態(tài)量。系統(tǒng)支撐平臺功能包括①系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理是系統(tǒng)的核心功能，它負(fù)責(zé)系統(tǒng)核心的構(gòu)建和維護(hù)。②系統(tǒng)安全系統(tǒng)安全管理主要提供系統(tǒng)安全解決方案、保護(hù)計算機(jī)安全運(yùn)行、操作系統(tǒng)安全策略、網(wǎng)絡(luò)安全(防止黑客入侵)、病毒檢測漏洞掃描、密碼管理等。 ③系統(tǒng)監(jiān)視系統(tǒng)提供監(jiān)視診斷工具，保證在系統(tǒng)即將出現(xiàn)故障或者出現(xiàn)故障時預(yù)防故障發(fā)生或者快速恢復(fù)系統(tǒng)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。④還有網(wǎng)絡(luò)管理、進(jìn)程管理、冗余管理、實時庫和日志記錄。信息服務(wù)綜合數(shù)據(jù)平臺提供以下幾種信息服務(wù)歷史數(shù)據(jù)發(fā)布、實時數(shù)據(jù)發(fā)布、 圖形數(shù)據(jù)發(fā)布、應(yīng)用數(shù)據(jù)發(fā)布。數(shù)據(jù)綜合展現(xiàn)功能①人機(jī)界面系統(tǒng)具有分布式的全圖形化人機(jī)接口，包含如下功能窗口系統(tǒng)及畫面顯示系統(tǒng)、交互式操作管理、趨勢曲線功能、畫面的拷貝功能、記事本功能、報警功能、SVG圖形格式的支持；②TOB平臺系統(tǒng)為用戶提供統(tǒng)一的WEB發(fā)布平臺來方便的對綜合數(shù)據(jù)平臺的各種模型、圖形、數(shù)據(jù)進(jìn)行靈活的展示。其具有以下幾個功能 統(tǒng)一的權(quán)限管理、設(shè)備參數(shù)一體化管理、統(tǒng)一報表管理、統(tǒng)一圖形發(fā)布、多數(shù)據(jù)源管理、系統(tǒng)通知機(jī)制、wra瀏覽。第三方二次開發(fā)支持本系統(tǒng)充分考慮適應(yīng)當(dāng)今信息一體化系統(tǒng)的發(fā)展趨勢，考慮到信息一體化系統(tǒng)不僅僅是數(shù)據(jù)整合，業(yè)務(wù)整合，還要能夠支持企業(yè)在發(fā)展過程中由于業(yè)務(wù)調(diào)整而引起的二次開發(fā)需求。使企業(yè)能夠做到“預(yù)制集成”，即當(dāng)新功能需求出現(xiàn)以后， 能夠充分利用開發(fā)平臺提供的構(gòu)件包以及標(biāo)準(zhǔn)接口，用少的工作量達(dá)到快速開發(fā)的目的。本系統(tǒng)應(yīng)在以下幾個方面體現(xiàn)了對此的充分支持1)采用CORBA技術(shù)，公共設(shè)施體系結(jié)構(gòu)保證應(yīng)用程序的可互操作性以及對于計算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與通信協(xié)議、編程語言等平臺的無關(guān)性。2)對外提供標(biāo)準(zhǔn)的服務(wù)接口，如通用數(shù)據(jù)接口(GDA)、高速數(shù)據(jù)接口(HSDA)和符合XML文件格式的數(shù)據(jù)交互。3)提供平臺應(yīng)用中間件的基礎(chǔ)構(gòu)件包，實現(xiàn)到應(yīng)用級的開放。對于設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與綜合評價高級應(yīng)用系統(tǒng)功能方面，本系統(tǒng)具有獨有的特點。設(shè)備狀態(tài)全景信息庫通過統(tǒng)一信息平臺標(biāo)準(zhǔn)接口從外部數(shù)據(jù)源獲取原始數(shù)據(jù)以及其他電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)， 按照數(shù)據(jù)來源和數(shù)據(jù)特性不同可分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)、檢試數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)四類。1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含設(shè)備類型、電壓等級、設(shè)備型號、制造廠、出廠日期、投運(yùn)日期、安裝位置、容量、價值、設(shè)計壽命等在內(nèi)的輸變電設(shè)備主要技術(shù)特性數(shù)據(jù)。2)實時數(shù)據(jù)各類在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、SCADA數(shù)據(jù)及保護(hù)測控裝置信息等時間序列數(shù)據(jù)。3)檢試數(shù)據(jù)各級檢修及預(yù)防性試驗采集的檢修、高試、油務(wù)、繼保、直流、遠(yuǎn)動自動化等數(shù)據(jù)。4)其它數(shù)據(jù)各類運(yùn)行巡視數(shù)據(jù)、缺陷信息、紅外測溫信息以及污穢、雷電、氣象等外部環(huán)境影響數(shù)據(jù)。通過對不同數(shù)據(jù)類型和來源的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一建模，和標(biāo)準(zhǔn)訪問和數(shù)據(jù)服務(wù)，為設(shè)備診斷分析提供完備的全景信息庫。設(shè)備管理收集變電設(shè)備的銘牌/技術(shù)參數(shù)；日常運(yùn)行維護(hù)記錄；設(shè)備缺陷記錄； 家族缺陷記錄；設(shè)備檢修記錄；設(shè)備試驗記錄；各種在線實時檢測數(shù)據(jù)；通過SCADA收集運(yùn)行數(shù)據(jù)；建立設(shè)備數(shù)據(jù)臺帳；結(jié)合診斷、評價、風(fēng)險評估結(jié)論以及上述記錄建立設(shè)備健康檔案卡，實現(xiàn)設(shè)備信息全景管理。試驗管理通過縱橫向比較設(shè)備歷年各項試驗(高壓、油務(wù)、檢修、儀表、繼保、遠(yuǎn)動等各專業(yè)的所有試驗)的詳細(xì)信息，采用試驗曲線直觀地比較和分析試驗數(shù)據(jù)的歷史變化情況，并以不同顏色區(qū)域標(biāo)明試驗曲線所代表的設(shè)備狀態(tài)，使設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)清楚明了，同時能自動實現(xiàn)各種數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，以便于流轉(zhuǎn)、修改和打印。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)分析與預(yù)警管理提供各類在線監(jiān)測數(shù)據(jù)列表；圖形曲線趨勢分析；與同類設(shè)備、環(huán)境等數(shù)據(jù)的相關(guān)分析；設(shè)備在線數(shù)據(jù)分析算法庫和算法配置，可供靈活調(diào)用；狀態(tài)預(yù)警信息及狀態(tài)圖，并據(jù)此啟動響應(yīng)高級應(yīng)用功能。故障診斷方法確定設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實施優(yōu)化檢修需要運(yùn)用多種技術(shù)，除采用計算機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、自動化技術(shù)等常規(guī)技術(shù)之外，對于數(shù)據(jù)的處理分析及診斷等方面還需利用一些較為成熟的人工智能技術(shù)如專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、援例推理、粗糙集等相關(guān)技術(shù)形成一套先進(jìn)而又實用的設(shè)備故障診斷技術(shù)體系。狀態(tài)評價系統(tǒng)狀態(tài)評價是對設(shè)備的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行判斷，對設(shè)備狀態(tài)等級進(jìn)行劃分。狀態(tài)評價針對變壓器、斷路器和電流互感器等設(shè)備，評價類型有離線數(shù)據(jù)評價和在線數(shù)據(jù)評價兩種。設(shè)備評價實行動態(tài)評價與定期評價相結(jié)合，即每次獲得設(shè)備狀態(tài)量后，根據(jù)狀態(tài)量對設(shè)備進(jìn)行評價。根據(jù)狀態(tài)評價相關(guān)導(dǎo)則，在大多數(shù)狀態(tài)量可實現(xiàn)自動采集的情況下， 設(shè)備狀態(tài)評價實時進(jìn)行，即每個設(shè)備狀態(tài)量變化時系統(tǒng)自動完成設(shè)備狀態(tài)的更新。同時可根據(jù)電網(wǎng)實際情況，可對評價導(dǎo)則進(jìn)行調(diào)整和修改。狀態(tài)評價模塊依據(jù)輸變電設(shè)備狀態(tài)特征量和狀態(tài)評價相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)，對反映設(shè)備健康狀態(tài)的各指標(biāo)項數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評價，并最終得出設(shè)備總體健康狀態(tài)等級。1)維護(hù)設(shè)備評價標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)輸變電設(shè)備狀態(tài)特征量和狀態(tài)評價相關(guān)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)建立各類設(shè)備評價標(biāo)準(zhǔn)模型。2)評價部件健康狀態(tài)依據(jù)設(shè)備狀態(tài)評價標(biāo)準(zhǔn)，建立設(shè)備健康狀態(tài)評價算法模型。對影響設(shè)備各組成部件健康狀態(tài)的狀態(tài)量逐項評分，量化評價設(shè)備各部件健康狀態(tài)。3)評價整體健康狀態(tài)根據(jù)部件狀態(tài)評價結(jié)果，結(jié)合部件對設(shè)備整體功能的影響程度，采用適當(dāng)?shù)乃惴ǖ贸鲈O(shè)備整體健康狀態(tài)等級。4)評價信息查詢可查詢設(shè)備及各部件健康評價結(jié)果，并可詳細(xì)了解評價過程及
8各狀態(tài)量評價信息。系統(tǒng)能支持按單個設(shè)備和按變電站方式的評價。風(fēng)險評估系統(tǒng)風(fēng)險評價模塊以風(fēng)險評估導(dǎo)則為依據(jù)，按照輸變電設(shè)備風(fēng)險評估的模型、流程和方法，確定設(shè)備風(fēng)險值。通過識別設(shè)備潛在的內(nèi)部缺陷和外部威脅，分析設(shè)備遭到失效威脅后的資產(chǎn)損失程度和威脅發(fā)生概率，通過風(fēng)險評價模型得出設(shè)備在電網(wǎng)中的風(fēng)險等級。1)確定資產(chǎn)類別考慮設(shè)備自身的價值、設(shè)備供電用戶的重要等級和設(shè)備在電網(wǎng)中所處位置的重要等級三個方面確定電力設(shè)備的資產(chǎn)類別等級。2)識別缺陷和威脅分析設(shè)備功能，識別設(shè)備潛在的內(nèi)部缺陷和外部威脅對設(shè)備功能的影響，并統(tǒng)計分析發(fā)生各類缺陷和威脅的發(fā)生概率。3)計算損失程度通過關(guān)聯(lián)設(shè)備與缺陷(或威脅)因素，從安全性、可靠性、成本和社會影響等方面的計算威脅造成的損失程度。4)計算風(fēng)險值綜合考慮資產(chǎn)類別、資產(chǎn)損失程度和發(fā)生概率得到該設(shè)備的風(fēng)險等級或分值。5)評價信息查詢可查詢設(shè)備風(fēng)險評價結(jié)果，并可詳細(xì)了解評價過程及各風(fēng)險指標(biāo)評價信息。設(shè)備狀態(tài)和風(fēng)險值是檢修計劃安排的依據(jù)。面向智能變電站的系統(tǒng)集成設(shè)計站內(nèi)數(shù)據(jù)集成平臺通信通信對象的設(shè)計和開發(fā)，充分考慮面向未來智能變電站狀態(tài)監(jiān)測部分功能設(shè)計的延伸性和擴(kuò)展性。以下稱為通信對象服務(wù)器，統(tǒng)一采用IEC61850通信標(biāo)準(zhǔn)。采用以通信對象服務(wù)器為核心的系統(tǒng)集成設(shè)計是為了適應(yīng)數(shù)字化智能變電站的改造和建設(shè)。在數(shù)字化智能變電站的改造和建設(shè)過程中，變電站自動化系統(tǒng)將出現(xiàn)下面的兩種場景有一部分IED (或系統(tǒng))支持IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，而另一部分IED (或系統(tǒng))不支持 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，且數(shù)據(jù)模型和通信協(xié)議也不統(tǒng)一。目前，在控制中心系統(tǒng)中，普遍遵循的是IEC61970標(biāo)準(zhǔn)，而變電站內(nèi)遵循的是 IEC61850標(biāo)準(zhǔn)或者其他標(biāo)準(zhǔn)。這就造成了變電站內(nèi)數(shù)據(jù)模型不統(tǒng)一、對外接口不統(tǒng)一的現(xiàn)象，致使用戶的維護(hù)量增加，維護(hù)成本增加。通信對象服務(wù)器通過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)模型，標(biāo)準(zhǔn)化對外接口，解決了這
一矛盾。通信對象服務(wù)器系統(tǒng)運(yùn)行在變電站內(nèi)，硬件平臺可以是嵌入式工控機(jī)、SUN Solaris、HPUX、IBM AIX 等，操作系統(tǒng)可以是 UNIX、LINUX、WINDOWS 等。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.智能變電站狀態(tài)檢測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)，其特征在于，整體結(jié)構(gòu)分4層就地監(jiān)測層、站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺、遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺、高級應(yīng)用層，其中①就地監(jiān)測層就地監(jiān)測層為通過安裝于變電站現(xiàn)場的各種狀態(tài)監(jiān)測終端，在線完成電力設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)采集；②站內(nèi)數(shù)據(jù)集成平臺站內(nèi)數(shù)據(jù)集成平臺通過部署于變電站內(nèi)的通信對象服務(wù)器、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件，實現(xiàn)以下功能監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)的采集，站內(nèi)數(shù)據(jù)的暫存和初步診斷，站內(nèi)通信協(xié)議的統(tǒng)一，對外提供統(tǒng)一的基于IEC61850的通信接口，站內(nèi)數(shù)據(jù)同遠(yuǎn)方數(shù)據(jù)平臺的通信；③遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺可部署與變電站主控室也可部署于集控站， 功能有建立基于CIM的統(tǒng)一狀態(tài)檢修系統(tǒng)模型；整合現(xiàn)有各個監(jiān)測裝置發(fā)送上來的數(shù)據(jù)， 進(jìn)行統(tǒng)一編碼和提供統(tǒng)一的模型參數(shù)服務(wù)；建立實時數(shù)據(jù)庫，為診斷系統(tǒng)決策應(yīng)用提供標(biāo)準(zhǔn)的實時數(shù)據(jù)服務(wù)；進(jìn)行時間序列存盤，保存歷史數(shù)據(jù)提供標(biāo)準(zhǔn)的歷史數(shù)據(jù)服務(wù)；對外提供標(biāo)準(zhǔn)的符合IEC61790/IEC61968的標(biāo)準(zhǔn)CIS接口 ；建立與SCADA系統(tǒng)和生產(chǎn)管理系統(tǒng)的接口，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)和分析診斷數(shù)據(jù)的綜合發(fā)布平臺；提供系統(tǒng)安全監(jiān)控、 網(wǎng)絡(luò)管理、權(quán)限管理、圖形及報表、日志等系統(tǒng)運(yùn)行基礎(chǔ)構(gòu)件，通過標(biāo)準(zhǔn)接口體系實現(xiàn)與其他系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換，并提供高級應(yīng)用開發(fā)接口庫，從而為電力系統(tǒng)運(yùn)行管理部門提供豐富完備的設(shè)備狀態(tài)信息和設(shè)備診斷分析技術(shù)支撐平臺標(biāo)準(zhǔn)體系；④高級應(yīng)用層高級應(yīng)用層是在綜合數(shù)據(jù)平臺的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)備遠(yuǎn)程診斷與綜合評價等定制應(yīng)用模塊，實現(xiàn)電力設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)分析、評估等高級應(yīng)用功能。
全文摘要
智能變電站狀態(tài)監(jiān)測統(tǒng)一信息平臺系統(tǒng)，基于先進(jìn)性原則、集中化原則、實用性原則、“即插即用”原則，整體結(jié)構(gòu)分就地監(jiān)測層、站內(nèi)數(shù)據(jù)平臺、遠(yuǎn)方綜合數(shù)據(jù)平臺、高級應(yīng)用層，由4層結(jié)構(gòu)組成的狀態(tài)檢修系統(tǒng)，形成了集中的、多級的、遠(yuǎn)程的數(shù)字狀態(tài)檢測與診斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完成狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲與應(yīng)用，解決了以往狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的常見弊端。本發(fā)明的實施有助于形成狀態(tài)檢修的統(tǒng)一模式與統(tǒng)一規(guī)劃，實現(xiàn)設(shè)備檢修逐步由計劃檢修向狀態(tài)檢修過渡，并為建設(shè)以“設(shè)備狀態(tài)數(shù)字化和狀態(tài)檢修”為主要特色的智能變電站系統(tǒng)并為提升資產(chǎn)全壽命周期管理水平提供技術(shù)準(zhǔn)備。
文檔編號H02J13/00GK102368634SQ20111027226
公開日2012年3月7日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月14日
發(fā)明者文存潤, 王葦 申請人:文存潤, 趙斌