本發(fā)明屬電工技術(shù)領(lǐng)域，更準(zhǔn)確地說本發(fā)明涉及一種對(duì)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備的故障進(jìn)行預(yù)警、劃定故障影響范圍的綜合分析方法。

背景技術(shù)：

(1)變電站發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著國家電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，智能化變電站、調(diào)控一體化、特高壓項(xiàng)目、無人值班站的數(shù)量上大規(guī)模的增加。智能變電站已進(jìn)入全面建設(shè)階段。按照智能電網(wǎng)建設(shè)的總體部署，國家電網(wǎng)公司已經(jīng)開始全面建設(shè)智能變電站工程，覆蓋66kv-750kv電壓等級(jí)。智能變電站是由先進(jìn)、可靠、節(jié)能、環(huán)保、集成的設(shè)備組合而成，以高速網(wǎng)絡(luò)通信平臺(tái)為信息傳輸基礎(chǔ)，自動(dòng)完成信息采集、測(cè)量、控制、保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測(cè)等基本功能，并可根據(jù)需要支持電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動(dòng)等高級(jí)應(yīng)用功能的變電站。

為實(shí)現(xiàn)大運(yùn)行、大檢修體系建設(shè)，變電站內(nèi)二次自動(dòng)化設(shè)備要求實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高度集成以及信息共享，滿足扁平化、一體化的監(jiān)控要求，為生產(chǎn)運(yùn)行、安監(jiān)管理、調(diào)度決策人員提供各自所需的輔助信息支撐。

(2)變電站運(yùn)維現(xiàn)狀

目前變電運(yùn)維站值班人員接受調(diào)度控制中心的統(tǒng)一調(diào)度指揮，同時(shí)從供電區(qū)域、地理位置、交通方面對(duì)無人值班變電站予以集中化維護(hù)管理。變電運(yùn)維主要對(duì)轄區(qū)變電站進(jìn)行全面管理，其中包括倒閘操作、運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備巡視、事故或異常處理等運(yùn)行管理工作。

變電運(yùn)維人員主要采用人工巡視的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站設(shè)備狀態(tài)檢修的維護(hù)，一般主要分為四類：正常性巡檢、特殊性巡檢、會(huì)診性巡檢以及監(jiān)督性巡檢。但部分工作人員容易忽視巡視、檢查工作的重要性；同時(shí)存在一些巡查部門在工作分配與人員安排方面不合理，經(jīng)常會(huì)有電力設(shè)備沒有巡檢到的現(xiàn)象發(fā)生。

同時(shí)隨著變電站數(shù)目的增加，運(yùn)維人員的增加遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上電網(wǎng)設(shè)備發(fā)展的速度，運(yùn)維的壓力越來越大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種新的變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控方法，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站內(nèi)二次自動(dòng)化設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，快速的發(fā)現(xiàn)并定位設(shè)備故障點(diǎn)，排查故障范圍，找出帶病運(yùn)行設(shè)備，并提供輔助決策方案，幫助運(yùn)維人員快速處理二次設(shè)備故障，保證變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的設(shè)計(jì)方案：

一種變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控方法，包括下列步驟：

(1)提供變電站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，包括變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置若干臺(tái)、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)以及變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)一套；

(2)變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)以及變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)都經(jīng)交換機(jī)掛載在同一以太網(wǎng)上；

(3)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)通訊采集變電站內(nèi)綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和所有二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)；運(yùn)行指標(biāo)包括：設(shè)備cpu負(fù)載率、cpu溫度、內(nèi)存占用情況、磁盤空間大小、網(wǎng)口數(shù)據(jù)流量等；

(4)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)和變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通訊采集變電站實(shí)時(shí)室內(nèi)溫度及濕度；

(5)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)和變電站pms系統(tǒng)通訊采集變電站二次自動(dòng)化設(shè)備投運(yùn)、更換、檢修周期的運(yùn)維信息；

(6)對(duì)采集的所有二次自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，結(jié)合實(shí)際需求明確各系統(tǒng)中所提取得信息間的邏輯關(guān)系，建立統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型并構(gòu)建數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，把采集數(shù)據(jù)納入其中；

(7)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)積累，把變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)、二次裝置的運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)結(jié)合環(huán)境溫濕度因素進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤統(tǒng)計(jì)，繪制運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)；分析運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)曲線，設(shè)置運(yùn)行區(qū)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)的異常偏離，預(yù)測(cè)二自動(dòng)化設(shè)備故障，并及時(shí)發(fā)出告警；

(8)結(jié)合全站二次自動(dòng)化設(shè)備型號(hào)配置信息、周期性檢修記錄、板件更換記錄、軟件更換、后臺(tái)機(jī)升級(jí)、故障處理、人工操作記錄，對(duì)站內(nèi)設(shè)備硬件更換及退役作出提示。

有益效果：通過二次自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)的變化來監(jiān)視設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行情況；周期性提醒運(yùn)維人員對(duì)二次自動(dòng)化設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢修；備故障時(shí)判斷設(shè)備故障性質(zhì)，如遇批次性故障劃定故障波及范圍并給出故障處理輔助決策，防止變電站二次自動(dòng)化設(shè)備帶病運(yùn)行或超期服役。

附圖說明

圖1是變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)架構(gòu)圖。

圖2是變電站二次自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)曲線圖。

圖3是變電站故障隱患設(shè)備范圍劃定示意圖。

圖4是變電站系統(tǒng)故障監(jiān)控示意圖。

具體實(shí)施方案

下面結(jié)合附圖，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明一的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。

從圖1可以看出，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)掛接在變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)的以太網(wǎng)上，和變電站監(jiān)控后臺(tái)機(jī)、變電站測(cè)控保護(hù)裝置、pms系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一起構(gòu)成了變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)。

圖2是變電站二次自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)曲線圖，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)采集和分析變電站二次設(shè)備cpu負(fù)載率、cpu溫度、內(nèi)存占用情況、磁盤空間大小、網(wǎng)口數(shù)據(jù)流量等數(shù)據(jù)，并以設(shè)備為對(duì)象分析這些數(shù)據(jù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，繪制出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行曲線圖，計(jì)算出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行趨勢(shì)曲線，并根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)定出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行指標(biāo)上限值，當(dāng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程中任一狀態(tài)系數(shù)發(fā)生了變化，造成指標(biāo)趨勢(shì)突變或是超過了運(yùn)行上限，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)并聲稱詳細(xì)故障報(bào)告，提示運(yùn)維人員對(duì)裝置對(duì)相應(yīng)的設(shè)備檢修，或做預(yù)防處理，防止變電站大規(guī)模故障產(chǎn)生。

圖3是變電站故障隱患設(shè)備范圍劃定示意圖,變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)從pms中獲取變電站各二次設(shè)備配置、投運(yùn)及檢修信息后，建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)：1、周期性提示運(yùn)維人員對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行檢修及設(shè)備到期退役，2、統(tǒng)計(jì)裝置故障原因和故障頻率，當(dāng)故障頻率到達(dá)一定數(shù)值時(shí)提示運(yùn)維人員對(duì)裝置進(jìn)行提早退役處理，3、統(tǒng)計(jì)跟蹤二次設(shè)備在變電站內(nèi)的投運(yùn)及分布情況，當(dāng)二次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，判斷其是否為批次性或家族性故障，一旦確認(rèn)為普遍故障，及時(shí)劃出故障設(shè)備分布范圍，生成故障報(bào)告預(yù)測(cè)該類型故障造成的危害程度，指導(dǎo)運(yùn)維人員徹底杜絕問題隱患，防止二次設(shè)備帶病運(yùn)行。

本發(fā)明公開一種變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控方法，包括下列步驟：

(1)提供變電站后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)，如圖1所示，包括變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置若干臺(tái)、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)以及變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)一套；其中，包含的變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置若干臺(tái)、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)在投入變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)前都可以正常工作，保證網(wǎng)絡(luò)通訊正常。變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)從網(wǎng)絡(luò)上采集變電站所有二次設(shè)備。

(2)變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)以及變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)都經(jīng)交換機(jī)掛載在同一以太網(wǎng)上；其中，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)應(yīng)能兼容和變電站二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置若干臺(tái)、變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、pms系統(tǒng)通訊所用的各種通訊規(guī)約。

(3)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)通訊采集變電站內(nèi)綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)和所有二次自動(dòng)化測(cè)控、保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)；運(yùn)行指標(biāo)包括：設(shè)備cpu負(fù)載率、cpu溫度、內(nèi)存占用情況、磁盤空間大小、網(wǎng)口數(shù)據(jù)流量等；圖2是變電站二次自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行指標(biāo)曲線圖，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)采集和分析變電站二次設(shè)備cpu負(fù)載率、cpu溫度、內(nèi)存占用情況、磁盤空間大小、網(wǎng)口數(shù)據(jù)流量等數(shù)據(jù)，并以設(shè)備為對(duì)象分析這些數(shù)據(jù)間的數(shù)學(xué)關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，繪制出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行曲線圖，計(jì)算出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行趨勢(shì)曲線，并根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)定出變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行指標(biāo)上限值，當(dāng)自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行過程中任一狀態(tài)系數(shù)發(fā)生了變化，造成指標(biāo)趨勢(shì)突變或是超過了運(yùn)行上限，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出預(yù)警信號(hào)并聲稱詳細(xì)故障報(bào)告，提示運(yùn)維人員對(duì)裝置對(duì)相應(yīng)的設(shè)備檢修，或做預(yù)防處理，防止變電站大規(guī)模故障產(chǎn)生。

(4)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)和變電站環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通訊采集變電站實(shí)時(shí)室內(nèi)溫度及濕度；

(5)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)和變電站pms系統(tǒng)通訊采集變電站二次自動(dòng)化設(shè)備投運(yùn)、更換、檢修周期的運(yùn)維信息；

(6)對(duì)采集的所有自動(dòng)化數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析處理后，結(jié)合實(shí)際需求明確各系統(tǒng)中所提取得信息間的邏輯關(guān)系，建立適當(dāng)?shù)慕y(tǒng)一數(shù)學(xué)模型并構(gòu)建合理的數(shù)據(jù)庫架構(gòu)，把采集數(shù)據(jù)納入其中，例如推斷某類型裝置板件存在批次性缺陷，當(dāng)一塊裝置板件在一個(gè)檢修周期內(nèi)發(fā)生頻繁更換便可以推斷該裝置相關(guān)硬件可能存在批次性故障，如公式所示；

n<nc(t+i,t+i+t)

n為變電站中板件在檢修周期內(nèi)可允許更換的次數(shù)限值，可根據(jù)變電站的實(shí)際情況在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置參數(shù)

nc為pms系統(tǒng)中記錄的某型號(hào)板件實(shí)際更換次數(shù)

t為變電站投運(yùn)時(shí)間

i為變電站投運(yùn)年數(shù)

t為變電站裝置板件檢修規(guī)定周期

(7)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)積累，把變電站綜自系統(tǒng)后臺(tái)機(jī)、二次裝置的運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)結(jié)合環(huán)境溫濕度因素進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤統(tǒng)計(jì)，繪制運(yùn)行狀態(tài)趨勢(shì)；分析運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)曲線，設(shè)置運(yùn)行區(qū)間，及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)的異常偏離，預(yù)測(cè)二自動(dòng)化設(shè)備故障，并及時(shí)發(fā)出告警；其中，收集、存儲(chǔ)變電站二次自動(dòng)化設(shè)備在正常運(yùn)行狀態(tài)下的各項(xiàng)性能指標(biāo)，分析各項(xiàng)性能指標(biāo)之間的邏輯關(guān)系，采集室內(nèi)溫度、濕度作為變電站內(nèi)二次自動(dòng)化設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的參考因素；經(jīng)過一段時(shí)間的分析，繪制出正常運(yùn)行狀態(tài)指標(biāo)趨勢(shì)曲線，但趨勢(shì)曲線發(fā)生突變或超過狀態(tài)指標(biāo)上限值時(shí)，變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)，就發(fā)出預(yù)警并指明故障造成原因。

(8)結(jié)合全站二次自動(dòng)化設(shè)備型號(hào)配置信息、周期性檢修記錄、板件更換記錄、軟件更換、后臺(tái)機(jī)升級(jí)、故障處理、人工操作記錄，對(duì)站內(nèi)設(shè)備硬件更換及退役作出提示，若板件更換記錄中，板件檢修期內(nèi)更換次數(shù)過限，則判定為批次性故障。該變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)與變電站內(nèi)pms系統(tǒng)通訊，收集周期性檢修記錄、板件更換記錄、軟件更換、后臺(tái)機(jī)升級(jí)、故障處理、人工操作記錄等運(yùn)行情況綜合數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計(jì)記錄變電站內(nèi)現(xiàn)服役的設(shè)備廠家、型號(hào)、軟硬件版本、板件使用情況等信息；在發(fā)生裝置軟硬件故障時(shí)，可快速劃定該類故障的影響范圍，并給出輔助決策報(bào)告，保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行

圖3是變電站故障隱患設(shè)備范圍劃定示意圖，圖4是變電站系統(tǒng)故障監(jiān)控示意圖。變電站二次自動(dòng)化設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行管控系統(tǒng)從pms中獲取變電站各二次設(shè)備配置、投運(yùn)及檢修信息后，建立數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)：1、周期性提示運(yùn)維人員對(duì)二次設(shè)備進(jìn)行檢修及設(shè)備到期退役，2、統(tǒng)計(jì)裝置故障原因和故障頻率，當(dāng)故障頻率到達(dá)一定數(shù)值時(shí)提示運(yùn)維人員對(duì)裝置進(jìn)行提早退役處理，3、統(tǒng)計(jì)跟蹤二次設(shè)備在變電站內(nèi)的投運(yùn)及分布情況，當(dāng)二次設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，判斷其是否為批次性或家族性故障，一旦確認(rèn)為普遍故障，及時(shí)劃出故障設(shè)備分布范圍，生成故障報(bào)告預(yù)測(cè)該類型故障造成的危害程度，指導(dǎo)運(yùn)維人員徹底杜絕問題隱患，防止二次設(shè)備帶病運(yùn)行。

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(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)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(huì)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。