CN103048589B - 一种电网故障诊断中装置时标容错处理的方法 - Google Patents
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Abstract
电网故障诊断中装置时标容错处理方法，包括如下步骤：主站故障诊断模块由故障诊断启动判据启动分析、收集故障信息采集时段内的保护动作事件与开关动作事件；初始过滤该采集时段内的动作事件，将过滤后本次故障时段内的保护动作事件与开关动作事件划分到一个群中，然后根据模型中一次设备和二次设备的关联关系、实时网络拓扑把具有相关性的保护动作事件与开关动作事件划分到一个组中，即首先进行本次故障时段内动作事件的群、组的划分；再判断选择每组统一的时间基准校正值，每组中所有保护装置以此校正值为基准，进行时间轴的左右平移；所有开关动作事件以对应的主站端校正后的主保护时间为基准进行校正，即进行群中每组时间校正。
Description
技术领域
本发明涉及一种电网故障诊断时标偏差时处理的方法，属于调度/集控主站综合利用各类故障信息对电力系统故障在线/离线分析领域。
背景技术
故障发生后，保护动作、开关动作、母线失压、潮流转移、潮流越限、自动装置动作等等，海量的告警信息会涌入调度中心或者集控站。在这些信息中，除了EMS/SCADA系统的数据外，保护动作信息、保护装置波形信息、故障录波器录波信息、保护定值等都是重要的故障分析数据源。随着电力系统自动化技术的发展，以上这些信息的获取不再成为一种阻力，而如何灵活利用这些多源数据、进行实时在线的综合分析，快速准确的定位故障设备和分析出故障原因，成为调度中心/集控站人员的迫切需求。基于保护动作链算法的故障诊断正是利用保护信号、开关变位信号以及他们之间的相互关系进行的一种算法。该种算法需要子站端信号精确的SOE时间，同时，调度中心/集控站要完整重演本次故障的动作过程，也需要保护动作事件和开关动作事件具有精确的SOE时间。
子站端的设备虽然通过GPS对时或者通过调度中心/集控站实现软对时，但在实际工程中，存在整个厂站或者厂站的某个保护装置SOE时间（事件顺序记录时间）完全不对。例如：
一条线路发生故障，一个厂站的保护和开关动作事件SOE时间（事件顺序记录时间）比较准确（跟实际故障时间、主站后台接收时间对比结果），而另外一个厂站的保护和开关动作事件SOE时间跟实际时间相差几个小时。
一条500kV线路发生故障，两侧厂站的主保护装置动作时间正确，但是有一侧厂站的开关保护装置动作事件SOE时间跟实际时间相差几个小时甚至几天。
针对以上情况，如果要进行保护与开关的动作分析，就会出现保护动作事件匹配不到相应的开关。如果针对本次故障重演的话，重演过程会错乱。通过以上分析，目前调度中心/集控站还没有针对子站端SOE事件实际存在的时间偏差问题在主站端进行纠正。基于此种需求，本发明方案由此提出产生。
发明内容
本发明的目的：提供一种适应于在多数据源电网故障分析系统中，修正保护动作时标和开关动作时标到一个合理范围，针对子站端SOE事件实际存在的时间偏差问题在主站端进行纠正，帮助计算机自动故障分析或者人工分析进程中对故障响应动作时序的理解，提高分析正确性。
本发明的技术方案是：电网故障诊断中装置时标容错处理方法，包括如下步骤：主站故障诊断模块由故障诊断的启动判据启动分析、收集故障信息采集时段内的保护动作事件与开关动作事件；初始过滤该采集时段内的动作事件，将过滤后本次故障时段内的保护动作事件与开关动作事件划分到一个群中，然后根据模型中一次设备和二次设备的关联关系、实时网络拓扑把具有相关性的保护动作事件与开关动作事件划分到一个组中，即首先进行本次故障时段内动作事件的群、组的划分；再判断选择每组统一的时间基准校正值，每组中所有保护装置以此校正值为基准，进行时间轴的左右平移(提前或延后)；所有开关动作事件以对应的主站校正后的主保护时间为基准进行校正。即进行群中每组时间校正。
上述故障诊断的启动判据是指在电网故障诊断实时采集程序中，实时采集或捕捉保护动作事件(事件动作类型为“动作”而不是“复归”)与开关动作事件(开关动作类型为“分闸”或者“合闸”)，保护动作事件与开关动作事件均为告警事件。存在上述动作事件之一，启动故障诊断（核心）模块。
上述采集时段是指在电网故障诊断实时采集程序中，实时捕捉告警事件，满足启动判据后，本次采集时段计时开始，采集时段计时开始后再延时一个定值，本次采集时段结束。
电力系统有可能在很短的时间内发生多次相关或者不相关的故障，这就要求主站不能统一对齐本次采集时段内所有保护装置和开关SOE的时间。对此，在电网故障诊断中装置时标容错处理方法中增加了“群组”功能，所谓“群”指本次采集时段内采集到的所有告警事件经过筛选、过滤后的剩余事件即组成一个“群”，该群中根据模型和实时网络拓扑具有相关性的保护动作事件和开关动作事件即组成一个“组”。如果该群中是一个故障（单一或者复杂），就组成一个组。否则，就组成多个组。所述群是指本时段内采集到的所有动作事件经过筛选后的剩余事件即组成一个“群”。
在群中根据模型和实时网络拓扑把具有相关性的保护动作事件和开关动作事件组成一个“组”；上述采集时段是指在电网故障诊断实时采集程序中，实时捕捉告警事件，满足启动判据后，本次采集时段计时开始，采集时段计时开始后再增加一定的延时，本次采集时段结束。
进一步的，所述相关性是指在模型中两个保护装置的动作事件关联的一次模型为同一设备或者关联的一次模型根据网络拓扑具有直接连接或者相邻连接关系。
进一步的，所述每组动作事件统一的时间基准校正值是按照保护装置的“启动”告警事件SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到保护装置的每个动作事件的接收时间这3个时间值综合比较分析得出的；如果该组中，每个保护装置有“启动”告警事件，则按照保护装置的“启动”事件SOE时间作为每个装置对时的参考值，再按照SOE时间排序每个装置的对时参考值，选取排序中主保护SOE时间最小的同时该时间与主站后台接收时间的误差在定值允许范围内，则该“启动”事件的时间为该组对时校正的基准值，然后其他保护的所有动作事件时间做整体偏移；这样，完全保证每个保护装置所有动作事件之间相对时间是不变的。同时，实际工程中虽然当子站端保护装置有“启动”告警事件，但是经过信号筛选后上送到主站端调度中心绝大部分主站端保护装置是没有“启动”告警事件，此种情况下，把该主站端保护装置本时段最小的动作事件SOE时间做为该主站端保护装置时间校正的参考值。同时，如果该组中有失灵、死区事件动作，这些主站端保护装置经过时间校正后再延时一个定值。
所述每组动作事件统一的时间基准校正值是按照保护装置的“启动”告警事件SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到保护装置的每个动作事件的接收时间这3个时间值综合比较分析得出的；主保护装置是指在主站端电网故障诊断模型中保护装置关联的一次设备为主设备的保护装置，在主站端电网故障诊断模型中开关保护装置关联的一次设备为对应的开关，开关保护为辅助保护。
得到本组时间校正的校正值后，如果本组故障开关SOE时间与校正时间误差大于开关和保护动作配合定值，把开关SOE时间跟开关连接的主保护校正后的时间参考值对齐，由于开关出口要比保护出口滞后一定的时间(比如说20~40ms)，开关跟保护时间对齐后再把开关SOE时间延时一个定值。
每组对时（时间基准校正）的步骤如下：
1)选取统一的时间基准校正值
统一的时间基准校正值的选取是按照保护装置“启动”告警事件即故障信息采集时段内的保护动作事件与开关动作事件的SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到保护装置的每个动作事件的接收时间这3个时间值综合分析比较得出的。
2)主保护装置时间校正
获取统一的时间基准校正值后，每个主保护装置的所有动作事件以此基准校正值为基准进行时间轴左右平移。
3)开关保护装置时间校正
校正该组主保护装置时间后，根据网络拓扑找到开关保护对应的主保护。每个开关保护装置的所有动作事件以对应的主保护校正后的对时参考值为基准进行时间轴左右平移。
4)开关SOE时间校正
每个开关以对应的主保护校正后的时间为基准进行校正。同时，要考虑开关与保护装置之间有一定的延时时间。
所述主保护是指在主站端电网故障诊断模型中保护装置关联的一次设备为主设备，在主站端电网故障诊断模型中开关保护装置关联的一次设备为对应的开关，开关保护为辅助保护。
本发明的有益效果是，本发明具有以下特点：在主站端实现了对装置时标进行校正的方法，避免了由于分析数据源时间基准的不统一导致故障分析无法正常进行的情况，提高了电网故障分析的准确度。采用群组时间校正的方法，更能反映实际故障，提高了故障重演的准确度。在主站端进行纠正子站端SOE事件实际存在的时间偏差问题，保证计算机自动故障分析或者人工分析进程中故障响应动作时序的准确，提高了分析正确性。本发明针对电网子站端保护/测控装置GPS对时不准导致主站端接收到的装置事件时标不统一，容易对主站端进行电网故障诊断分析造成一定的困扰或者造成诊断结果的错误。设计了一种主站端装置时标自动对齐方法，自动对导致故障跳闸的各保护装置时标以及开关动作的时标进行修正，避免了由于分析数据源时间基准的不统一导致故障分析无法正常进行的情况，提高了电网故障分析的准确度。
附图说明
图1是电网故障诊断中装置时标容错处理主流程图；
图2是获取每组统一时间校正流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1给出了电网故障诊断中装置时标容错处理流程，电网故障诊断采集模块实时捕捉告警事件，捕捉到保护动作事件(事件动作类型为“动作”而不是“复归”)或者开关动作事件(开关动作类型为“分闸”或者“合闸”)时满足启动判据。
电网故障诊断主程序检测到满足启动判据后，本采集时段计时计数器清零启动，同时采集模块继续采集告警事件，告警事件如果是保护装置的“动作”事件或者开关的“分合闸”事件，则该条告警信息入本采集时段的“群”。本采集时段计时计数器增加，采集模块继续采集本时段内的告警事件并判断入“群”，一旦计时计数器大于采集时段定值（例如30秒）本次采集时段结束。
如图1所示，在采集时段内完成数据的“群”划分。
电力系统有可能在很短的时间内发生多次相关或者不相关的故障，这就要求主站端故障诊断程序不能以某一个时间基准值统一校正本次时段内所有保护装置和开关SOE的时间。为了保证故障诊断中采集信号的原始性和分析结果的严格准确性，在群中根据模型和实时网络拓扑把具有相关性的保护装置动作事件和开关动作事件组成一个“组”。（例如500kV一条线路故障，两侧厂站的线路保护装置动作，由于他们都关联同一一次设备，他们具有相关性。由于两侧开关保护装置关联的一次设备模型分别是每侧的开关，根据网络拓扑关系该开关和该线路具有连接性或者相邻性，所以两侧的开关保护装置跟该条线路的线路保护装置具有相关性。同理，相关联的开关信号也加入到该组中。如果该群中是一个故障（单一或者复杂），就组成一个组。否则，就组成多个组。
在完成本采集时段“群组”划分后，需要确定每组统一时间校正基准值。图2给出了每组统一时间校正基准值获取的流程。每组统一的时间基准校正值是按照该组保护装置的“启动”事件SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到每个动作事件的接收时间这3个时间值综合比较分析得出的。如果该组中，每个保护装置有“启动”告警事件，则按照保护装置的“启动”事件SOE时间作为每个装置对时的参考值，再按照SOE时间排序每个装置的对时参考值，选取排序中主保护SOE时间最小的同时该时间与主站后台接收时间的误差在定值允许范围内，则该“启动”事件的SOE时间为该组统一时间校正基准值，然后其他保护的所有动作事件时间做整体偏移。这样，完全保证每个保护装置所有动作事件之间相对时间是不变的。同时，实际工程中虽然子站端保护装置有“启动”告警事件，但是经过信号筛选后上送到调度中心绝大部分保护装置是没有“启动”告警事件，此种情况，把该主保护装置本时段最小的动作事件SOE时间做为该保护装置时间校正的参考值，再按照SOE时间排序每个装置的对时参考值，选取排序中主保护SOE时间最小的同时该时间与主站后台接收时间的误差在定值允许范围内，则该主保护装置最先动作事件的SOE时间为该组对时校正的基准值。如果遍历该组中所有的主保护装置后，还未获取该组统一时间校正基准值，则把当前系统的时间作为该组统一时间校正基准值。
获取该组统一时间校正值以后，校正该组主保护装置的时间。校正每组主保护装置时间的步骤如下：
（1）选取一个主保护装置。
（2）按照SOE时间从小到大排序该主保护装置动作事件。
（3）如果动作事件SOE最小时间与该组统一时间校正值的差值绝对值超过对时定值(如150ms)，则该主保护装置的所有动作事件的SOE时间按照该组统一时间校正值作时间轴的左右移动。否则，该主保护装置SOE时间在误差允许范围内，不校正。
（4）选取该组另一个主保护装置，按照步骤2、3进行，直到该组所有主保护装置经过时间校正判断。
校正该组所有的主保护装置时间后，如图1，校正该组所有辅助保护装置的时间，辅助保护主要指开关保护。校正每组开关保护装置时间的步骤如下：
（1）选取一个开关保护装置。
（2）按照SOE时间从小到大排序该开关保护装置动作事件。
（3）通过网络拓扑搜索该开关对应的主保护（3/2接线有开关保护），同时该主保护被包含在该组中，比较该主保护与当前开关保护装置的对时参考值。如果它们之间的误差超过对时定值，则开关保护装置按照对应的主保护装置对时，同时，开关保护装置与主保护装置之间有一定的延时(例如5ms)，开关保护装置在时间校正后再向延时一个定值（例如5ms）。
（4）选取该组另一个开关保护装置，按照步骤2、3进行，直到该组中所有开关保护装置经过时间校正判断。
校正该组所有的开关保护装置时间后，如图1，校正该组所有的开关时间，校正该组中所有的开关时间步骤如下：
（1）选取一个开关。
（2）按照SOE时间从小到大排序该开关所有的动作事件。
（3）根据网络拓扑搜索开关关联的所有主设备保护，如果开关第一个动作事件的SOE时间跟开关对应主设备保护时间参考值之间的误差大于定值，则开关按照对应的主设备保护时间校正，由于开关在保护动作发生后一定的时间内才动作(例如20ms)，开关时间在校正后再延时一个定值(例如20ms)。否则，开关动作事件跟其对应的主设备保护时间参考值之间的误差在定值范围内，不校正。
具体实施例：福建省调D5000系统平台上，分别接入了EMS系统、保护信息主站系统、故障录波系统，电网综合故障信息分析系统通过本发明方案的技术，实现了对电网子站端保护/测控装置GPS对时不准确在主站端的校正，提高了电网故障分析的准确度和故障事故重演的准确性。试验表明，分析结果正确。
值得说明的是，本发明说明书实施例并没有对本发明作进一步限定，而基于本发明方法的非创造性的构思并没有超出本发明的范围。
Claims (7)
1. 电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于包括如下步骤：主站故障诊断模块由故障诊断启动判据启动分析、收集故障信息采集时段内的保护动作事件与开关动作事件；初始过滤该采集时段内的动作事件，将过滤后本次故障时段内的保护动作事件与开关动作事件划分到一个群中，然后根据模型中一次设备和二次设备的关联关系、实时网络拓扑把具有相关性的保护动作事件与开关动作事件划分到一个组中，即首先进行本次故障时段内动作事件的群、组的划分；再判断选择每组统一的时间基准校正值，每组中所有保护装置以此校正值为基准，进行时间轴的左右平移；所有开关动作事件以对应的主站端校正后的主保护时间为基准进行校正，即进行群中每组时间校正；
所述故障诊断的启动判据是指在电网故障诊断实时采集程序中，实时采集或捕捉保护动作事件与开关动作事件，保护动作事件与开关动作事件均为告警事件；存在上述动作事件之一，启动故障诊断模块；
所述群是指本时段内采集到的所有动作事件经过筛选后的剩余事件即组成一个“群”；
电力系统有可能在很短的时间内发生多次相关或者不相关的故障，要求主站故障诊断模块不能以某一个时间基准值统一校正本次时段内所有保护动作事件和开关动作事件SOE的时间；则在群中根据模型和实时网络拓扑把具有相关性的保护动作事件和开关动作事件组成一个“组”；上述采集时段是指在电网故障诊断实时采集程序中，实时捕捉告警事件，满足启动判据后，本次采集时段计时开始，采集时段计时开始后再增加设定的延时，本次采集时段结束。
2.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：所述相关性是指在模型中两个保护装置的动作事件关联的一次模型为同一设备或者关联的一次模型根据网络拓扑具有直接连接或者相邻连接关系。
3.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：
电力系统有可能在很短的时间内发生多次相关或者不相关的故障，要求主站不能统一对齐本次采集时段内所有保护装置动作事件和开关动作事件SOE的时间；对此，在电网故障诊断中装置时标容错处理方法中增加了“群组”功能，该群中根据模型和实时网络拓扑具有相关性的保护动作事件和开关动作事件即组成一个“组”；如果该群中是一个故障，就组成一个组；否则，就组成多个组。
4.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：所述每组动作事件统一的时间基准校正值是按照保护装置的“启动”告警事件SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到保护装置的每个动作事件的接收时间这3个时间值综合比较分析得出的；如果该组中，每个保护装置有“启动”告警事件，则按照保护装置的“启动”事件SOE时间作为每个保护装置对时的参考值，再按照SOE时间排序每个装置的对时参考值，选取排序中主保护装置SOE时间最小的同时该时间与主站后台接收时间的误差在定值允许范围内，则该“启动”事件的SOE时间为该组对时校正的基准值，然后其他保护装置的所有动作事件SOE时间做整体偏移；这样，完全保证每个保护装置所有动作事件之间相对时间是不变的；同时，实际工程中虽然当子站端保护装置有“启动”告警事件，但是经过信号筛选后上送到主站端调度中心绝大部分保护装置是没有“启动”告警事件，此种情况下，把该主站端保护装置本时段最小的动作事件SOE时间做为该主站端保护装置时间校正的参考值；同时，如果该组中有失灵、死区动作事件，这些主站端保护装置经过时间校正后再延时一个定值。
5.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：得到本组时间校正的校正值后，如果本组故障开关SOE时间与校正时间误差大于定值，把开关SOE时间跟开关连接的主保护装置校正后的时间参考值对齐，由于开关出口要比保护出口滞后设定的时间，开关与主保护装置时间对齐后再把开关时间延时一个定值。
6.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：每组时间基准校正的步骤如下：
1) 选取统一的时间基准校正值
统一的时间基准校正值的选取是按照保护装置“启动”告警事件即故障信息采集时段内的保护动作事件与开关动作事件的SOE时间、每个保护装置第一个动作事件的SOE时间，主站端接收到保护装置的每个动作事件的接收时间这3个时间值综合分析比较得出的；
2) 主保护装置时间校正
获取统一的时间基准校正值后，每个主保护装置的所有动作事件以此基准校正值为基准进行时间轴左右平移；
3) 开关保护装置时间校正
校正该组主保护装置时间后，根据网络拓扑找到开关保护对应的主保护；每个开关保护装置的所有动作事件以对应的校正后主保护对时参考值为基准进行时间轴左右平移；
4) 开关SOE时间校正
校正该组开关保护装置时间后，每个开关以对应的主保护校正后的对时参考值为基准进行校正。
7.如权利要求1所述的电网故障诊断中装置时标容错处理方法，其特征在于：主保护是指在主站端电网故障诊断模型中保护装置关联的一次设备为主设备，在主站端电网故障诊断模型中开关保护装置关联的一次设备为对应的开关，开关保护为辅助保护。
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