CN102761174B - 基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统及方法，它包括至少一个滤波器装置，录波器装置将采集的故障数据经过相对应的交换机上传给调度数据网，它还包括数据和应用服务器、录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统，录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统从调度数据网获取故障数据，并分析故障数据，将分析结果上传给调度综合数据平台，数据和应用服务器从调度综合数据平台中获取故障数据分析结果，并将故障分析结果进行匹配；本发明使分析人员及时、准确的掌握故障的过程，同时获得保护装置的动作信息，给调度员分析故障提供参考，而且调度员可以专注于故障处理，提高工作效率，减少故障处理时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种故障智能诊断与分析系统及方法，尤其涉及一种基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统及方法。
背景技术
电力系统发生故障后，电力系统调度分析人员急需分析故障原因，解除故障，恢复送电。现有的故障数据采集系统有故障录波器联网系统、继电保护信息系统、综合自动化系统，在这些系统中分别提供了分析故障原因所必须的录波装置记录的录波数据、继电保护装置记录的动作信息、综合自动化系统记录的遥测、遥信信息。这些数据目前分散在不同的数据采集系统中，单个系统无法提供故障分析的全部信息，无法为电力调度分析人员提供最直接的故障诊断依据。
由于录波器装置设置定值比较敏感，每天会多次启动录波，每次都报告给调度员，每天会有几百次的误报；而当系统真正发生故障后，调度员又需要在多达几万条的故障记录中找到和本次故障相关的数据记录，还要在多个系统之间切换，查找本次故障的相关数据，电力系统故障后，相关调度人员需要在多达几万条的故障记录中查找。这些给调度员的正常工作和判断故障造成很大困扰。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统及方法，它具有为电力系统调度分析提供参考和依据的优点。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统，它包括至少一个滤波器装置，录波器装置将采集的故障数据经过相对应的交换机上传给调度数据网，它还包括数据和应用服务器、录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统，录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统分别从调度数据网获取故障数据，并分别分析故障数据，然后将各自的分析结果上传给调度综合数据平台，数据和应用服务器从调度综合数据平台中获取各故障数据分析结果；并将继电保护信息系统、综合自动分析系统中获得的信息与录波器联网系统记录的判断信息进行对比，如果录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统做出的判断相同，则认为是真正的电网故障，将该次电力故障相关的故障数据从大量的非相关录波数据中提取出来，利用基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块用图形化的方式展示给分析该次故障的相关人员。
所述数据和应用服务器的逻辑架构分为数据层、中间层、应用层和展现层；所述数据层对应自动获取故障录波数据文件模块和保护录波数据接口模块；所述中间层是数据访问接口，屏蔽多个数据库系统的差异，对上层应用提供统一的调用接口函数；所述应用层对应故障数据自动分析模块和故障信息智能匹配模块；所述展现层对应基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块。
所述录波器联网系统对故障数据中电压、电流量的突变进行分析，根据分析结果找到发送故障的一次设备；根据一次设备找到对应的保护信号开关量，判断这些开关量在模拟量突变后是否发生变位。
所述继电保护信息系统对故障数据进行分析，从继电保护信息系统获得保护装置的动作信息。
所述综合自动化系统对故障数据进行分析，从综合自动化系统获得的现场的遥测、遥信信息，根据录波数据的时钟找到录波故障时刻前后、遥测信息是否有突变和对应的遥信信息是否变位。
所述数据和应用服务器提供硬件支持平台，所有软件都运行在这个硬件平台的操作系统之上。
所述自动获取故障录波数据文件模块，定时检索故障录波联网系统的数据库，获得最新的故障记录和故障文件。
所述故障数据自动分析模块是读取故障数据文件，根据故障前后的采样数据，利用阻抗法计算故障距离，故障相别分析结果。
所述故障信息智能匹配模块用来过滤故障记录，录波器会记录大量的录波数据其中大部分都不是真正的故障数据，本模块分析录波器联网系统、继电保护系统、综合自动化系统这三个系统对故障记录描述，根据他们故障时间和故障一次设备的信息比对，过滤出真正的故障数据。
所述基于地理信息的故障回放模块，是在地理接线图背景下，按时间发生先后顺序显示录波波形的变化，保护装置动作事件分析故障过程需要用的信息。
所述图形化的故障数据检索模块作用是面对海量数据，提供多种检索条件和检索界面，方便不同用户根据自己的关注点不同选择不同的查询界面。
所述保护录波数据接口模块的作用是把录波数据文件和保护录波数据文件进行整合，统一到一个时间轴，一个采样频率，这样才能直观的看到故障发展的整个过程。
利用所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统具体智能诊断与分析方法，具体方法为：
第一步：在电力系统发生故障后，变电站的录波器装置记录故障数据，然后通过变电站中的交换机将数据送到调度数据网；
第二步：录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统通过调度数据网获得故障数据，分别对故障数据进行分析；
第三步：录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统分别将各自的故障数据分析结果上传给调度综合数据平台；
第四步：数据和应用服务器从调度综合数据平台获取各分析结果，将继电保护信息系统、综合自动分析系统中获得的信息与录波器联网系统记录的判断信息进行对比，如果录波器装置、继电保护信息系统和综合自动化系统做出的判断相同，则认为是真正的电网故障；
第五步：将该次电力故障相关的故障数据从大量的非相关录波数据中提取出来，利用基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块用图形化的方式展示给分析该次故障的相关人员。
所述第二步中的录波器联网系统对故障数据中电压、电流量的突变进行分析，根据分析结果找到发送故障的一次设备；根据一次设备找到对应的保护信号开关量，然后判断这些开关量在模拟量突变后是否发生变位，这个判断作为录波器联网系统所判断出来的故障。
所述第二步中的继电保护信息系统对故障数据进行分析，从继电保护信息系统获得保护装置的动作信息，将此信息和录波器联网系统记录的保护开关量进行对比，如果信息一致，作为继电保护系统的判断结果。
所述第二步中的综合自动化系统对故障数据进行分析，从综合自动化系统获得的现场的遥测、遥信信息，根据录波数据的时钟找到录波故障时刻前后、遥测信息是否有突变和对应的遥信信息是否变位，将这个判断作为综合自动化系统所判断出来的故障。
本发明的有益效果：本发明让分析人员及时、准确的掌握故障的过程。同时获得保护装置的动作信息，给调度员分析故障提供参考，应用本发明之后，调度员可以专注于故障处理，减少了大量繁琐的数据查找工作，提高了工作效率，减少了故障处理时间。
附图说明
图1为本发明系统的运行架构；
图2为数据和应用服务器的逻辑架构。
其中，1．录波器装置，2．数据和应用服务器，3．录波器联网系统，4．综合自动化系统，5．继电保护信息系统，6．调度综合数据平台，7．调度数据网，8．变电站，9．交换机，11．展现层，12．应用层，13．中间层，14．数据层。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1，2所述，一种基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统，它包括至少一个录波器装置1，录波器装置1将采集的故障数据经过相对应的交换机9上传给调度数据网7，它还包括数据和应用服务器2、录波器联网系统3、继电保护信息系统5和综合自动化系统4，录波器联网系统3、继电保护信息系统5和综合自动化系统4从调度数据网7获取故障数据，并分析故障数据，然后将分析结果上传给调度综合数据平台6，数据和应用服务器2从调度综合数据平台6中获取故障数据分析结果，将继电保护信息系统、综合自动分析系统中获得的信息与录波器联网系统记录的判断信息进行对比，如果录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统做出的判断相同，则认为是真正的电网故障，将该次电力故障相关的故障数据从大量的非相关录波数据中提取出来，利用基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块用图形化的方式展示给分析该次故障的相关人员。
所述数据和应用服务器2的逻辑架构分为数据层14、中间层13、应用层12和展现层11；所述数据层14对应自动获取故障录波数据文件模块和保护录波数据接口模块；所述中间层13是数据访问接口，屏蔽多个数据库系统的差异，对上层应用提供统一的调用接口函数；所述应用层12对应故障数据自动分析模块和故障信息智能匹配模块；所述展现层11对应基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块。
所述录波器联网系统3对故障数据中电压、电流量的突变进行分析，根据分析结果找到发送故障的一次设备；根据一次设备找到对应的保护信号开关量，判断这些开关量在模拟量突变后是否发生变位。
所述继电保护信息系统5对故障数据进行分析，从继电保护信息系统5获得保护装置的动作信息。
所述综合自动化系统4对故障数据进行分析，从综合自动化系统4获得的现场的遥测、遥信信息，根据录波数据的时钟找到录波故障时刻前后、遥测信息是否有突变和对应的遥信信息是否变位。
所述数据和应用服务器2提供硬件支持平台，所有软件都运行在这个硬件平台的操作系统之上。
所述自动获取故障录波数据文件模块的实现过程：定时检索故障录波联网系统的数据库，获得最新的故障记录和故障文件。
所述故障数据自动分析模块作用是读取故障数据文件，根据故障前后的采样数据，利用阻抗法计算故障距离，故障相别等分析结果。
所述故障信息智能匹配模块用来过滤故障记录，录波器装置1会记录大量的录波数据其中大部分都不是真正的故障数据，本模块分析录波器联网系统3、继电保护信息系统5、综合自动化系统4这三个系统对故障记录描述，根据他们故障时间和故障一次设备的信息比对，过滤出真正的故障数据。
所述基于地理信息的故障回放模块，是在地理接线图背景下，按时间发生先后顺序显示录波波形的变化，保护装置动作事件等分析故障过程需要用的信息。
所述图形化的故障数据检索模块作用是面对海量数据，提供多种检索条件和检索界面，方便不同用户根据自己的关注点不同选择不同的查询界面。
所述保护录波数据接口模块的作用是把录波数据文件和保护录波数据文件进行整合，统一到一个时间轴，一个采样频率，这样才能直观的看到故障发展的整个过程。
经过几年的建设，青岛电网的调度综合数据平台6已经建成，局部接入条件的系统包括故障录波器联网系统3、继电保护信息系统5、综合自动化系统4等。在电网发生故障后各个系统各自包含一部分故障数据，录波器联网系统3接入了全网故障录波器记录故障发生时的暂态数据；继电保护信息系统5提供故障时保护装置的动作信息；综合自动化系统4能够提供故障前后电网负荷等遥测、遥信信息；但是各系统是独立的虽然都能够给调度综合数据平台6提供数据，但是单个系统提供的数据时孤立的、片面的，还不能直接给调度员分析电网故障所需要的全部信息。
在青岛调度中心部署一套基于调度综合数据平台6的故障智能诊断与分析系统，实现以下功能：
1、青岛地调、部署1套“基于调度综合数据平台6的故障智能诊断与分析系统”软件系统。
2、调度综合数据平台6，获得录波器装置1的故障录波数据、保护装置动作信息等分析故障的全信息数据。
3、电网故障发生后汇总、分析所有启动的录波数据，得出故障位置、故障类型、故障相别等结论，给出电网故障告警，供调度人员参考。
4、分析结果标注在电网图上，支持序分量视图、相分量视图、谐波量视图，提供故障过程回放功能。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (7)
1.一种基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统，它包括至少一个录波器装置，录波器装置将采集的故障数据经过相对应的交换机上传给调度数据网，其特征是，它还包括数据和应用服务器、录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统，录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统分别从调度数据网获取故障数据，并分别分析故障数据，然后将各自的分析结果上传给调度综合数据平台，数据和应用服务器从调度综合数据平台中获取各故障数据分析结果，并将继电保护信息系统、综合自动分析系统中获得的信息与录波器联网系统记录的判断信息进行对比，如果录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统做出的判断相同，则认为是真正的电网故障，将该次电力故障相关的故障数据从大量的非相关录波数据中提取出来，利用基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块用图形化的方式展示给分析该次故障的相关人员。
2.如权利要求1所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统，其特征是，所述数据和应用服务器的逻辑架构分为数据层、中间层、应用层和展现层；所述数据层对应自动获取故障录波数据文件模块和保护录波数据接口模块；所述中间层是数据访问接口，屏蔽多个数据库系统的差异，对上层应用提供统一的调用接口函数；所述应用层对应故障数据自动分析模块和故障信息智能匹配模块；所述展现层对应基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块。
3.如权利要求2所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统，其特征是，所述自动获取故障录波数据文件模块定时检索故障录波联网系统的数据库，获得最新的故障记录和故障文件；所述保护录波数据接口模块把录波数据文件和保护录波数据文件进行整合，统一到一个时间轴，一个采样频率，这样才能直观的看到故障发展的整个过程；所述故障数据自动分析模块是读取故障数据文件，根据故障前后的采样数据，利用阻抗法计算故障距离、对故障进行分析；所述故障信息智能匹配模块分析录波器联网系统、继电保护系统、综合自动化系统这三个系统对故障记录描述，根据他们故障时间和故障一次设备的信息比对，过滤出真正的故障数据；所述基于地理信息的故障回放模块，是在地理接线图背景下，按时间发生先后顺序显示录波波形的变化，保护装置动作事件分析故障过程需要用的信息；所述图形化的故障数据检索模块作用是面对海量数据，提供多种检索条件和检索界面，方便不同用户根据自己的关注点不同选择不同的查询界面。
4.利用权利要求1所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统的智能诊断与分析方法，其特征是，具体方法为：
第一步：在电力系统发生故障后，变电站的录波器装置记录故障数据，然后通过变电站中的交换机将数据送到调度数据网；
第二步：录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统通过调度数据网获得故障数据，分别对故障数据进行分析；
第三步：录波器联网系统、继电保护信息系统和综合自动化系统分别将各自的故障数据分析结果上传给调度综合数据平台；
第四步：数据和应用服务器从调度综合数据平台获取分析结果，将继电保护信息系统、综合自动分析系统中获得的信息与录波器联网系统记录的判断信息进行对比，如果录波器装置、继电保护信息系统和综合自动化系统做出的判断相同，则认为是真正的电网故障；
第五步：将该次电力故障相关的故障数据从大量的非相关录波数据中提取出来，利用基于地理信息的故障回放模块和图形化的故障数据检索模块用图形化的方式展示给分析该次故障的相关人员。
5.如权利要求4 所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统的智能诊断与分析方法，其特征是，所述第二步中的录波器联网系统对故障数据中电压、电流量的突变进行分析，根据分析结果找到发生故障的一次设备；根据一次设备找到对应的保护信号开关量，然后判断这些开关量在模拟量突变后是否发生变位，这个判断作为录波器联网系统所判断出来的故障。
6.如权利要求4 所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统的智能诊断与分析方法，其特征是，所述第二步中的继电保护信息系统对故障数据进行分析，从继电保护信息系统获得保护装置的动作信息，将此信息和录波器联网系统记录的保护开关量进行对比，如果信息一致，作为继电保护系统的判断结果。
7.如权利要求4 所述的基于调度综合数据平台的故障智能诊断与分析系统的智能诊断与分析方法，其特征是，所述第二步中的综合自动化系统对故障数据进行分析，从综合自动化系统获得的现场的遥测、遥信信息，根据录波数据的时钟找到录波故障时刻前后、遥测信息是否有突变和对应的遥信信息是否变位，将这个判断作为综合自动化系统所判断出来的故障。
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