CN104201774A - 一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法，其在一次及二次设备状态监测子站上实现，该方法包括在二次设备状态监测子站上创建SCD文件，且获取与该子站相连的每一个IED设备信息，并将获取的信息分别映射至SCD文件中；其中，SCD文件包括信息头、通信系统描述、智能电子设备描述和数据类型模板；将二次设备状态监测子站作为一个虚拟IED，创建虚拟IED设备信息并映射至SCD文件中；将SCD文件推送至一次设备状态监测子站，且导入一次设备状态监测子站的配置库中完成解析。本发明实施例，解决现有技术中一次及二次设备的状态监测系统相互之间出现的“信息孤岛”，使得可以同时对一次设备和二次设备进行综合评价。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统电网状态监测技术领域，尤其涉及一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法。
背景技术
电力设备的安全是电网安全、稳定、可靠运行的基础，对电力设备进行有效、准确的监测和诊断，是提高供电可靠性以及电网运行智能化水平的有效途径。随着电网和电力系统向超(特)高压、大容量、大系统迅猛发展，对安全可靠性要求也越来越高，电力系统迫切需要更为准确、快速的输变电设备状态在线监测与诊断技术，因此数据挖掘和信息融合技术将引领电网状态监测新方向，得到越来越广泛的应用。
目前，电力系统针对一次设备、二次设备的状态评价有了较多研究。现有技术中，一次设备状态评价主要由一次设备状态监测系统完成包括对输电线路设备(如杆塔、绝缘子、导线等)的状态评价和对变电站高压设备(如变压器、开关、避雷器等)的状态评价，二次设备状态评价主要由保信系统或者继电保护状态监测系统完成对继电保护装置的状态评价。前述一次设备和二次设备状态评价的缺点在于：一次设备和二次设备的状态评价采用的监测系统通常均来自不同设备厂家，且相互之间完全独立、毫无关联，导致状态监测“信息孤岛”出现，使得无法同时对一次设备和二次设备进行综合评价。
发明内容
本发明实施例所要解决的问题在于提供一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法，解决现有技术中一次设备和二次设备的状态监测系统相互之间出现的“信息孤岛”，使得可以同时对一次设备和二次设备进行综合评价。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法，其在具有二次设备状态监测系统的子站，以及与所述具有二次设备状态监测系统的子站通讯且具有一次设备状态监测系统的子站上实 现，所述方法包括：
在所述具有二次设备状态监测系统的子站上创建SCD文件，且获取与所述具有二次设备状态监测系统的子站相连的每一个IED设备信息，并将所述获取的每一个IED设备信息分别映射至所述SCD文件中；其中，所述SCD文件包括信息头、通信系统描述、智能电子设备描述和数据类型模板；
将所述具有二次设备状态监测系统的子站作为一个虚拟IED，创建虚拟IED设备信息并映射至所述SCD文件中；以及
将所述SCD文件推送至所述具有一次设备状态监测系统的子站，且导入所述具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析。
其中，所述虚拟IED设备信息包括所述具有二次设备状态监测系统的子站的告警信息和/或所述具有二次设备状态监测系统的子站与所述每一个IED的通讯异常信息。
其中，所述方法进一步包括：所述具有一次设备状态监测系统的子站获取所述具有二次设备状态监测系统的子站中每一个IED运行的状态信息和量测信息。
其中，所述IED运行的状态信息包括IED的保护自检信息、保护告警信息、保护动作正确性信息以及保护通讯状态。
其中，所述IED运行的量测信息包括三相电压、三相电流和功率。
其中，所述方法进一步包括：所述具有一次设备状态监测系统的子站获取每一个一次设备运行的状态信息。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于在具有二次设备状态监测系统的子站上创建SCD(System Configuration Description，系统配置描述)文件，且将每一个IED(Intelligent Electronic Device，智能电子设备)设备信息以及该子站的设备信息映射至SCD文件中，并将该SCD文件推送至具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析，从而实现子站与子站之间的数据通讯，解决现有技术中一次设备和二次设备的状态监测系统相互之间出现的“信息孤岛”。
2、在本发明实施例中，由于具有一次设备状态监测系统的子站获取具有二次设备状态监测系统的子站中每一个IED运行的状态信息和量测信息，并将获取到的每一个IED运行的状态信息和量测信息融合到一次设备状态监测系统，从而实现可以同时对一次设备和二次设备进行综合评价。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为本发明实施例提供的电力一次二次设备状态监测系统集成的方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的电力一次二次设备状态监测系统的通信结构示意图；
图3a～3c为本发明实施例提供的继电保护装置IED设备信息映射到子站SCD文件的应用场景示意图；
图4为本发明实施例提供的子站虚拟IED设备信息映射到子站SCD文件的应用场景示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例中，提出一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法，其在具有二次设备状态监测系统的子站，以及与所述具有二次设备状态监测系统的子站通讯且具有一次设备状态监测系统的子站上实现(如图2所示)，所述方法包括：
步骤S101、在所述具有二次设备状态监测系统的子站上创建SCD文件，且获取与所述具有二次设备状态监测系统的子站相连的每一个IED设备信息，并 将所述获取的每一个IED设备信息分别映射至所述SCD文件中；其中，SCD文件包括信息头(Header)、通信系统描述(Communication)、智能电子设备描述(IED)和数据类型模板(Data Type Templates)；
本发明实施例中，由于基于IEC 61850的二次设备状态监测系统以SCD为核心，对具有二次设备状态监测系统的子站以及与该子站相连的IED设备进行配置与设计，传统保护测控装置(即IED)中端子到端子的电缆连线在该子站上变成了GOOSE(Generic Object Oriented Substation Events，通用面向变电站事件对象)、SM(Sampled Measured Value，采样值)、报告等网络信号，因此，具有二次设备状态监测系统的子站可利用基于IEC61850的MMS(Manufacturing Messaging Specification，简称MMS)服务器的自我表述特性获取与该子站相连的各个IED设备信息。应当说明的是，IED设备信息包括目录信息和数据信息，其中，目录信息包括目录结构信息，数据信息包括数据属性信息、数据初始值信息和数据集组成信息。
SCD文件所需各个部分的数据包括Header、Communication、IED和Data Type Templates相应的数据，如公共数据类、逻辑节点类、IED实例信息和网络访问点信息等。根据IEC61850-7-3和IEC61850-7-4对IED的目录结构、数据属性、数据初始值进行分析，得到SCD文件所需的各个部分数据。
作为一个例子，具有二次设备状态监测系统的子站为保信子站，在该保信子站上创建子站SCD文件，并将与该保信子站相连的每一个继电保护装置IED设备信息映射到子站SCD文件中。如图3a至3c所示，对继电保护装置IED设备信息映射到子站SCD文件的应用场景进一步说明：
(1)如图3a所示，Header包含了变电站信息、制造商信息、以及SCD文件的版本信息，依次将其填充完整；
(2)如图3b所示，Communication包含各IED通讯信息，将智能变电站三种信息MMS、GOOSE、SMV按电压等级、A/B网单独组网，并在Connected AP菜单下添加每个IED的IP地址、子网掩码、MAC地址等通讯信息。其中，MMS用于间隔层与站控层间遥信、遥测、保护事件等信息传输；GOOSE用于过程层、 间隔层间开关位置信息、跳闸信息的传输；SMV用于过程层、间隔层间电压、电流等采样值的传输；
(3)如图3c所示，IED部分包含了所有继电保护装置的模型信息，因此需要将继电保护装置的IED部分移植过来。包含以下步骤：
a、增加继电保护装置信息，如版本号、装置名称、制造厂商等；
b、Services菜单处添加支持的服务，将继电保护装置模型文件ICD(IED Capability Description，IED配置描述)中的Services添加进来即可。
c、添加访问点信息，继电保护装置需要添加3个访问点，分别是S1、G1、M1，分别代表MMS服务、GOOSE服务和SMV服务的访问入口。
d、增加Server信息，此部分描述了该继电保护装置ICD文件的所有数据定义，是IEC61850模型文件的核心部分。继电保护装置模型文件ICD内的LD(Logic Device，逻辑设备)被一一映射到Server部分，即Server部分的LD模型所包含的逻辑节点、数据对象、数据属性等信息与站内该继电保护装置的LD模型内容一致。
f、至此完成了一个继电保护装置模型文件的映射工作，只需要依据上述步骤将变电站内其余继电保护装置的模型文件的IED部分映射到SCD文件的IED部分即可。
(4)Data Type Templates部分描述的是数据模版定义，IED部分使用的LN、DO、DA均在此定义，因此需要囊括IED部分使用的LN、DO、DA。实际上随着智能电网建设的推进，IEC 61850应用的越来越广泛，数据模版已有标准定义，并且在每个IED的模型文件中已经包含，因此只需要将任何一个IED模型文件的Data Type Templates拷贝即可。
步骤S102、将所述具有二次设备状态监测系统的子站作为一个虚拟IED，创建虚拟IED设备信息并映射至所述SCD文件中；
本发明实施例中，虚拟IED设备信息包括具有二次设备状态监测系统的子站的告警信息和/或具有二次设备状态监测系统的子站与每一个IED的通讯异常信息。
作为一个例子，如图4所示，在SCD文件的IED部分增加保信子站作为子站虚拟IED，便于将保信子站的告警信息上传至具有一次设备状态监测系统的子站，这样使得实现保信子站的状态评价，以及同时对一次二次设备的状态评价。保信子站虚拟IED的LN统一采用通用逻辑节点GGIO(此处为自定义的逻辑节点)，其包含的数据信息包括：保信子站本身的告警信息(如存储异常、网卡异常、CPU负载异常等)、保信子站与继电保护装置的通讯异常信息等。
步骤S103、将所述SCD文件推送至所述具有一次设备状态监测系统的子站，且导入所述具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析。
作为一个例子，保信子站将SCD文件推送至具有一次设备状态监测系统的子站，并导入到该具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析，具体步骤如下：
(1)首先加载SCD解析信息，得到要IED装置的引用名(reference)，根据IED的reference在SCD解析出的IED信息中查找；
(2)从SCD解析信息中得到IED的通讯信息，包括IP地址等，使用ACSI服务尝试与IED装置建立连接。一个IED装置的连接方式可能有多个，当通过一个连接方式连接失败后，继续尝试下一个连接方式，直到与IED装置建立一个连接。
(3)召唤IED下的LD信息；
(4)针对IED模型定义的所有LD，逐个召唤LD下的LN(Logic Node，逻辑节点)信息；
(5)针对LD模型定义的所有LN，逐个召唤LN下定义的信息，包括数据集名称(Dataset)、带缓存报告控制块(BRCB)、不带缓存报告控制块(URCB)、定值组控制块(SGCB)、LN数据模型等；
(6)针对IED模型定义的所有Dataset，逐个召唤Dataset定义的FCDA信息。
在本发明实施例中。所述方法进一步包括：具有一次设备状态监测系统的子站获取具有二次设备状态监测系统的子站中每一个IED运行的状态信息和量 测信息，并将获得的每一个IED运行的状态信息和量测信息推送至相应的主站，从而在主站上实现同时对一次二次设备的状态评价。其中，IED运行的状态信息包括但不限于IED的保护自检信息、保护告警信息、保护动作正确性信息以及保护通讯状态。应当说明的是，IED的保护自检、保护告警是在线对其设备自身的主要元件、部件工况以及软件功能进行自动检测,如果发现问题则发出告警通知；IED正确动作是该设备装置最基本的要求，也是对该设备进行投入、维护、检修希望出现的效果,故把IED是否正确动作纳入IED状态的评价标准中也是必须的；IED保护通讯状态是指IED与具有二次设备状态监测系统的子站的通讯连接，如果通讯不正常，IED的运行情况将无法被实时掌握,发生故障时保护也无法将信息远传。
所述方法还进一步包括：具有一次设备状态监测系统的子站与每一个一次设备均采用标准IEC61850通讯，从而获取各一次设备运行的状态信息。其中，与具有一次设备监测系统的子站相连的状态监测装置也使用逻辑节点进行定义，如变压器监测逻辑节点SPTR、绝缘监测逻辑节点SINS、局放监测与诊断逻辑节点SPDC、断路器逻辑节点SCBR、避雷器逻辑节点SLAR、环境监测逻辑节点SENV、绝缘气体监测逻辑节点SIMG、绝缘液体监测逻辑节点SIML、电弧逻辑节点SARC等。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
1、在本发明实施例中，由于在具有二次设备状态监测系统的子站上创建SCD文件，且将每一个IED设备信息以及该子站的设备信息映射至SCD文件中，并将该SCD文件推送至具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析，从而实现子站与子站之间的数据通讯，解决现有技术中一次设备和二次设备的状态监测系统相互之间出现的“信息孤岛”。
2、在本发明实施例中，由于具有一次设备状态监测系统的子站获取具有二次设备状态监测系统的子站中每一个IED运行的状态信息和量测信息，并将获取到的每一个IED运行的状态信息和量测信息融合到一次设备状态监测系统，从而实现可以同时对一次设备和二次设备进行综合评价。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电力一次二次设备状态监测系统集成的方法，其特征在于，其在具有二次设备状态监测系统的子站，以及与所述具有二次设备状态监测系统的子站通讯且具有一次设备状态监测系统的子站上实现，所述方法包括：
在所述具有二次设备状态监测系统的子站上创建SCD文件，且获取与所述具有二次设备状态监测系统的子站相连的每一个IED设备信息，并将所述获取的每一个IED设备信息分别映射至所述SCD文件中；其中，所述SCD文件包括信息头、通信系统描述、智能电子设备描述和数据类型模板；
将所述具有二次设备状态监测系统的子站作为一个虚拟IED，创建虚拟IED设备信息并映射至所述SCD文件中；以及
将所述SCD文件推送至所述具有一次设备状态监测系统的子站，且导入所述具有一次设备状态监测系统的子站的配置库中完成解析。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述虚拟IED设备信息包括所述具有二次设备状态监测系统的子站的告警信息和/或所述具有二次设备状态监测系统的子站与所述每一个IED的通讯异常信息。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述具有一次设备状态监测系统的子站获取所述具有二次设备状态监测系统的子站中每一个IED运行的状态信息和量测信息。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IED运行的状态信息包括IED的保护自检信息、保护告警信息、保护动作正确性信息以及保护通讯状态。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述IED运行的量测信息包括三相电压、三相电流和功率。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：所述具有一次设备状态监测系统的子站获取每一个一次设备运行的状态信息。
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