一種變電站網(wǎng)絡(luò)在線故障分析方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬變電站，尤其是智能變電站智能電網(wǎng)在線分析方法技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站是智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分，其一個(gè)重要的特征是二次信息網(wǎng)絡(luò)化傳輸，從而取代了傳統(tǒng)的二次接線方式。變電站二次信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸模式使站內(nèi)各種設(shè)備間的信息共享水平和互操作水平與傳統(tǒng)模式相比較得到大幅度提高和改善，為實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。但該方式下，變電站二次系統(tǒng)的保護(hù)采樣、跳合閘、啟動(dòng)、閉鎖等環(huán)節(jié)的動(dòng)作性能和可靠性在一定程度上都取決于網(wǎng)絡(luò)信息的傳輸。當(dāng)前，國內(nèi)外對(duì)變電站通信網(wǎng)絡(luò)正展開相關(guān)研宄，但缺乏相關(guān)成熟的技術(shù)，特別在變電站通信網(wǎng)絡(luò)異常及故障情況下，二次設(shè)備如何區(qū)分所接收的報(bào)文正確與否，是保證二次設(shè)備能正確、可靠運(yùn)行的關(guān)鍵。但目前站內(nèi)各種通信報(bào)文的故障模型梳理不夠清晰，給二次系統(tǒng)的運(yùn)行帶來非常大的風(fēng)險(xiǎn)。因此，為了使二次系統(tǒng)能安全可靠運(yùn)行，對(duì)變電站網(wǎng)絡(luò)在線故障分析的研宄顯得十分的必要和迫切。
[0003]為實(shí)現(xiàn)變電站的在線監(jiān)測，目前主要采取的一種技術(shù)是評(píng)估變電站二次系統(tǒng)的在線狀態(tài)。該技術(shù)通過采集二次設(shè)備在線狀態(tài)(包括保護(hù)、測控、合并單元、智能操作箱、時(shí)鐘、故障錄波器、通信設(shè)備等)和二次網(wǎng)絡(luò)在線狀態(tài)給對(duì)象數(shù)據(jù)庫，其中對(duì)象數(shù)據(jù)庫存放著來自被監(jiān)測二次設(shè)備的待分析數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)。然后通過利用二次系統(tǒng)在線評(píng)估信息子站將對(duì)象數(shù)據(jù)庫中的信息與專家知識(shí)庫中的條件進(jìn)行匹配篩選，最后專家知識(shí)庫根據(jù)匹配結(jié)果給出評(píng)估的結(jié)論。該技術(shù)雖然能夠區(qū)分出二次系統(tǒng)故障，但卻沒有自動(dòng)對(duì)故障原因加以分析，必須依賴有經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行人員對(duì)故障分析才能查出故障原因，給變電站運(yùn)行、故障恢復(fù)工作等帶來諸多不便。并且由于站內(nèi)報(bào)文數(shù)量龐大，若每一報(bào)文都詳盡解析，則需要花費(fèi)大量的時(shí)間，不利于故障情況下的恢復(fù)工作和對(duì)故障的分析。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的正是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，根據(jù)目前智能變電站網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)特點(diǎn)，提出一種變電站網(wǎng)絡(luò)在線故障分析方法，以自動(dòng)迅速查找出變電站網(wǎng)絡(luò)故障原因，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)需要人工排查故障的缺陷，縮短網(wǎng)絡(luò)故障確定的時(shí)間，提高變電站網(wǎng)絡(luò)故障處理效率。
[0005]本發(fā)明的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種變電站網(wǎng)絡(luò)在線故障分析方法，包括模塊設(shè)置和實(shí)現(xiàn)流程兩部分，所述模塊設(shè)置有四個(gè)模塊，分別依序連接為:故障報(bào)文獲取模塊、故障報(bào)文解析模塊、分析診斷模塊和結(jié)果顯示模塊；其中，各模塊設(shè)置功能是:
[0007]故障報(bào)文獲取模塊:利用變電站的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀從站內(nèi)的各種二次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)上獲取站內(nèi)的各種報(bào)文數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄儀記載著變電站的所有報(bào)文的詳細(xì)信息，故障報(bào)文獲取模塊利用其在線、實(shí)時(shí)獲取變電站二次系統(tǒng)報(bào)文，二次系統(tǒng)報(bào)文包括了從合并單元、測控裝置、保護(hù)裝置、智能操作箱、故障錄波器、時(shí)鐘、交換機(jī)等設(shè)備發(fā)出的報(bào)文；同時(shí)利用該模塊與故障報(bào)文解析模塊的接口把變電站的實(shí)時(shí)報(bào)文發(fā)送到后者去；
[0008]故障報(bào)文解析模塊:包括SV解析子模塊、GOOSE解析子模塊、MMS解析子模塊，當(dāng)故障報(bào)文解析模塊收到報(bào)文后，先解析報(bào)文包頭，再利用包頭信息判斷其屬于哪個(gè)解析子模塊，然后再送往對(duì)應(yīng)的解析子模塊，由解析子模塊根據(jù)該模塊內(nèi)的報(bào)文故障模型進(jìn)行解析；故障報(bào)文解析模塊對(duì)收到的每一個(gè)報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理，通過解析報(bào)文獲取其包頭來判斷報(bào)文類型，其中變電站主要報(bào)文類型包括SV報(bào)文、GOOSE報(bào)文、麗S報(bào)文，當(dāng)判斷出接收到的報(bào)文具體類型時(shí)，則送往對(duì)應(yīng)的報(bào)文解析子模塊，按照各報(bào)文的故障模型進(jìn)行解析報(bào)文；
[0009]分析診斷模塊:分別設(shè)有SV分析子模塊、GOOSE分析子模塊、MMS分析子模塊，這三個(gè)子模塊與故障報(bào)文解析模塊中的子模塊相對(duì)應(yīng)，其中SV分析子模塊接收并分析sv解析子模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，GOOSE分析子模塊接收并分析GOOSE解析子模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，MMS分析子模塊接收并分析MMS解析子模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù)；在分析診斷模塊中，各分析子模塊處理來自故障報(bào)文解析模塊的信息過程是一樣的；
[0010]結(jié)果顯示模塊:一是自動(dòng)將來自分析診斷模塊發(fā)送過來的二次網(wǎng)絡(luò)故障分析結(jié)果以多種格式保存下來，形成故障分析歷史庫，以供運(yùn)行人員查閱故障原因；二是根據(jù)故障類型，將故障分析結(jié)果以文本、表格或圖形等形式顯示出來，故障顯示結(jié)果包含故障發(fā)生的原因、時(shí)間、發(fā)生故障的設(shè)備或位置。
[0011]實(shí)現(xiàn)流程:通過在線、實(shí)時(shí)或者變電站的報(bào)文信息，然后經(jīng)過一系列地對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析、分析，最終確定變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是否存在故障，并把結(jié)果告知運(yùn)行人員，其實(shí)現(xiàn)流程如下:
[0012](I)通過網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄儀從變電站的二次系統(tǒng)在線、實(shí)時(shí)獲取站內(nèi)的各種報(bào)文，并把報(bào)文發(fā)送往報(bào)文解析模塊；
[0013](2)報(bào)文解析模塊對(duì)收到的報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理，判斷所收到的報(bào)文類型，然后送往對(duì)應(yīng)的報(bào)文解析子模塊；
[0014](3)各報(bào)文解析子模塊中通過對(duì)比各報(bào)文故障模型，然后解析出判斷網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是否存在故障所需的信息，再送往分析診斷模塊；
[0015](4)分析診斷模塊中的各子模塊對(duì)收到的解析信息逐一判斷該值是否存在異常，若該值屬于異常，則進(jìn)一步查找該異常信息所對(duì)應(yīng)的故障，分析出現(xiàn)該故障的原因，并保存該子模塊對(duì)故障的分析結(jié)果；若該信息沒問題，則對(duì)下一個(gè)解析信息進(jìn)行判斷，直到所有解析信息被分析完畢；
[0016](5)各子模塊對(duì)收到的解析信息分析完畢后，把分析結(jié)果送往結(jié)果顯示模塊；
[0017](6)結(jié)果顯示模塊把網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障分析結(jié)果保存至故障分析歷史庫，同時(shí)根據(jù)故障情況以不同的形式把結(jié)果顯示出來。
[0018]本發(fā)明通過利用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄儀在線獲取變電站的報(bào)文，實(shí)時(shí)、在線對(duì)報(bào)文進(jìn)行分析，再對(duì)解析后的報(bào)文加以分析來區(qū)分該報(bào)文對(duì)應(yīng)的設(shè)備或者操作是否存在問題，若存在問題再自動(dòng)迅速查找出變電站網(wǎng)絡(luò)故障的原因，能夠迅速查找出變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的故障，縮短網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障排查時(shí)間，并能自動(dòng)分析故障發(fā)生的原因，確定故障發(fā)生源點(diǎn)，彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)需要人工排查故障的缺陷，縮短了網(wǎng)絡(luò)故障確定的時(shí)間，節(jié)省了解析報(bào)文時(shí)間，提高了變電站網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障處理的效率，為智能變電站對(duì)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障的處理提供了一種有效的處理方法。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為報(bào)文解析模塊示意圖；
[0021]圖3為分析診斷子模塊的分析處理過程示意圖；
[0022]圖4為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在線故障分析的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]本發(fā)明涉及的主要縮略語和關(guān)鍵術(shù)語定義如下:
[0024]SV: Samp led Values，米樣值；
[0025]GOOSE:Generic Object Oriented Substat1n Event，面向通用對(duì)象變電站事件；
[0026]MMS 〖Manufacturing Message Specif icat1n，制造報(bào)文規(guī)范；
[0027]SCD:Substat1n Configurat1n Descript1n，變電站配置描述文件。
[0028]見圖1，圖2，圖3，圖4，一種變電站網(wǎng)絡(luò)在線故障分析方法，包括模塊設(shè)置和實(shí)現(xiàn)流程兩部分，所述模塊設(shè)置有四個(gè)模塊，分別依序連接為:故障報(bào)文獲取模塊、故障報(bào)文解析模塊、分析診斷模塊和結(jié)果顯示模塊。各模塊之間連接關(guān)系的示意圖如圖1所示。各模塊組成及功能如下:
[0029]故障報(bào)文獲取模塊:利用變電站的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析儀從站內(nèi)的各種二次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)上獲取站內(nèi)的各種報(bào)文數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄儀記載著變電站的所有報(bào)文的詳細(xì)信息，故障報(bào)文獲取模塊利用其在線、實(shí)時(shí)獲取變電站二次系統(tǒng)報(bào)文，二次系統(tǒng)報(bào)文包括了從合并單元、測控裝置、保護(hù)裝置、智能操作箱、故障錄波器、時(shí)鐘、交換機(jī)等設(shè)備發(fā)出的報(bào)文；同時(shí)利用該模塊與故障報(bào)文解析模塊的接口把變電站的實(shí)時(shí)報(bào)文發(fā)送到后者去。
[0030]故障報(bào)文解析模塊:包括SV解析子模塊、GOOSE解析子模塊、MMS解析子模塊，當(dāng)故障報(bào)文解析模塊收到報(bào)文后，先解析報(bào)文包頭，再利用包頭信息判斷其屬于哪個(gè)解析子模塊，然后再送往對(duì)應(yīng)的解析子模塊，由解析子模塊根據(jù)該模塊內(nèi)的報(bào)文故障模型進(jìn)行解析；故障報(bào)文解析模塊對(duì)收到的每一個(gè)報(bào)文進(jìn)行預(yù)處理，通過解析報(bào)文獲取其包頭來判斷報(bào)文類型，其中變電站主要報(bào)文類型包括SV報(bào)文、GOOSE報(bào)文、麗S報(bào)文，當(dāng)判斷出接收到的報(bào)文具體類型時(shí)，則送往對(duì)應(yīng)的報(bào)文解析子模塊，按照各報(bào)文的故障模型進(jìn)行解析報(bào)文。由于站內(nèi)報(bào)文數(shù)量龐大，若每一報(bào)文都詳盡解析，則需要花費(fèi)大量的時(shí)間，不利于故障情況下的恢復(fù)工作和對(duì)故障的分析，為節(jié)省解析報(bào)文時(shí)間，提高效率，本發(fā)明提出了一種按照各報(bào)文的故障模型進(jìn)行解析報(bào)文的方法，報(bào)文解析模塊示意圖如圖2所示。
[0031]I) SV解析子模塊
[0032]目前在變電站的SV報(bào)文根據(jù)IEC61850通信協(xié)議可分兩種格式，分別為IEC61850-9-1格式和IEC61850-9-2格式，故SV故障模型也相應(yīng)地分為兩種。對(duì)于IEC61850-9-1格式的SV報(bào)文，其故障模型內(nèi)容主要包括組播地址、APPD1、邏輯設(shè)備名、采樣頻率、采樣值、報(bào)文中的狀態(tài)字、采樣計(jì)數(shù)器數(shù)值等等，因此，若該子模塊判斷的報(bào)文屬于IEC61850-9-1格式，則對(duì)報(bào)文進(jìn)一步解析從而獲取上述內(nèi)容。對(duì)于IEC61850-9-2格式的SV報(bào)文，其故障模型內(nèi)容主要包括組播地址、報(bào)文包頭信息、采樣值、報(bào)文中的計(jì)數(shù)器數(shù)值、報(bào)文發(fā)送時(shí)延等等，因此，可按上述的內(nèi)容來解析該格式的SV報(bào)文，進(jìn)而獲取相應(yīng)的信息。
[0033]2) GOOSE解析子模塊
[0034]變電站內(nèi)的各IED設(shè)備依靠GOOSE報(bào)文實(shí)現(xiàn)了多種自動(dòng)化功能，如保護(hù)的信息交換、閉鎖功能等等，在變電站正常運(yùn)行情況下，GOOSE報(bào)文數(shù)據(jù)量并不大，而一