CN104539045A - 一种智能防误分析系统及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电网安全运营技术领域，特别涉及一种智能防误分析系统及其工作方法。针对现有技术在电气防误闭锁技术领域存在的切换开关切换不准确的问题，本发明提供了一种智能防误分析系统，并且针对该系统提出了一种智能防误分析方法。通过建立由口适配模块、数据处理模块、数据库服务器、监控服务器、网络拓扑分析模块和防误闭锁控制模块组成的智能防误分析系统，实时采集电网和电网用户当前的设备操作信息，得到各个变电站设备的闭锁信息，通过与数据库服务器中储存的资料进行比对和分析，生成最终的判断结果，反馈给各个变电站设备执行，解决了电气防误闭锁技术领域存在的切换开关切换不准确的技术问题。

Description

一种智能防误分析系统及其工作方法

技术领域

本发明涉及电网安全运营技术领域，特别涉及一种智能防误分析系统及其工作方法。

背景技术

随着智能电网的发展和普及，电力系统的规模越来越大，电压等级也越来越高，由电气误操作带来的风险隐患越来越大。电气误操作事故会给电力系统的安全稳定运行带来巨大影响，造成大面积停电、设备损坏和电网震荡等严重后果。我国在1990年就提出了电气设备的“五防”要求，并以法规形式（能源安保[1990]1110号文）规定了电气防误操作的管理、运行、设计和使用原则。“五防”是指防止带负荷误拉/误合隔离开关、防止误拉/误合断路器、防止带地线或接地闸刀合闸、防止带电挂接地线或合接地闸刀、防止误入带电间隔。电气“五防”是电力系统安全生产的重要保证。电气误操作装置的设计原则包括凡有可能引起误操作的高压电气设备，均应装设防误装置和相应的防误电气闭锁回路。常用的防误闭锁方法有电磁闭锁、电气逻辑闭锁和机械闭锁。但这几种防误闭锁方法多存在辅助设备切换开关密封不严、切换不到位和切换位置精度无法保证等问题，并且需要大量辅助设备配合，投资巨大。

发明内容

针对现有技术在电气防误闭锁技术领域存在的切换开关切换不准确的问题，本发明提供了一种智能防误分析系统，并且针对该系统提出了一种智能防误分析方法。

本发明的技术方案为：

 一种智能防误分析系统，其特征在于其包括接口适配模块、数据处理模块、数据库服务器、监控服务器、网络拓扑分析模块和防误闭锁控制模块。

 其中，接口适配模块用于从电网自动化系统或电网集中控制系统中实时读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息、获取电网用户当前的校验操作信息并将智能防误分析系统最终的判断结果返回给电网用户。

数据处理模块根据所述接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，对所述数据信息进行处理以方便智能防误分析系统的后续工作。

数据库服务器用于存储电网模型、专家知识库和电网运行业务规范。

监控服务器用于调控智能防误分析系统的各项工作，进行数据调度。

网络拓扑分析模块根据接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，进行电气岛分析和间隔分析。

防误闭锁控制模块根据数据处理模块输出的数据处理信息，对电网自动化系统或电网集中控制系统中的变电站设备作出操作指令。

接口适配模块分别与电网自动化系统或电网集中控制系统、电网用户以及监控服务器双向连接，接口适配模块分别与网络拓扑分析模块和数据处理模块单向连接。网络拓扑分析模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接。数据处理模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接。数据库服务器与数据处理模块单向连接，并与监控服务器双向连接。监控服务器与防误闭锁控制模块双向连接。

具体的，防误闭锁控制模块包括一个以上锁具、监控端、防误闭锁单元、管理处理器、电脑钥匙和无线传输单元。锁具设置在电网自动化系统或电网集中控制系统中的变电站设备上，监控端与锁具相连并将其读取的有关锁具的闭锁信息传输给管理处理器，管理处理器对闭锁信息进行分析并生成处理信号，处理信号通过无线传输单元传输至防误闭锁单元，防误闭锁单元将处理信号传输至监控服务器并向电脑钥匙发送操作票，电脑钥匙接收操作票并对锁具进行相应操作。

具体的，锁具具有唯一的ID编码。

具体的，防误闭锁单元包括控制器、闭锁栓和信号接收终端。信号接收终端的输入端接无线传输单元，信号接收终端的输出端接控制器的输入端，控制器的输出端接监控服务器，闭锁栓与控制器上的动作继电器连接。

具体的，管理处理器包括MCS-51系列单片机8031、程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH。程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH接在MCS-51系列单片机8031的外围，MCS-51系列单片机8031的输入端和输出端分别接监控端和无线传输单元。

具体的，管理处理器还包括RS-232电平转换电路MAX3232，RS-232电平转换电路MAX3232接在MCS-51系列单片机8031与防误闭锁单元之间。

具体的，管理处理器还包括LCD显示单元，LCD显示单元与MCS-51系列单片机8031的输出端相连。

上述智能防误分析系统的工作方法，包括以下步骤：

（a）初始化

利用接口适配模块从电网自动化系统或电网集中控制系统中读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息。

（b）电气岛分析和间隔分析

网络拓扑分析模块根据接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，进行电气岛分析和间隔分析。

（c）检测监控服务器是否收到电网用户的检验报文，若监控服务器未接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（d）；若监控服务器接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（e）。

（d）使用数据处理模块和数据库服务器判断电网模型和电网模型运行方式是否发生变化；若发生变化，则返回步骤（a），即重新读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息，并重新调用网络拓扑分析模块；若未发生变化，则返回步骤（c）。

（e）防误闭锁控制模块根据检验报文中的设备类型信息调用相应的设备接口，读取设备接口的闭锁信息并生成处理信号，将处理信号作为智能防误分析系统最终的判断结果反馈至电网用户，令电网自动化系统或电网集中控制系统中的各个变电站设备依照处理信号执行操作。

本发明的有益效果：1.依照本发明一种智能防误分析系统的技术方案，利用接口适配模块、数据处理模块、数据库服务器、监控服务器、网络拓扑分析模块和防误闭锁控制模块搭建成的智能防误分析系统，能够实时采集电网和电网用户当前的设备操作信息，得到各个变电站设备的闭锁信息，通过与数据库服务器中储存的资料进行比对和分析，生成最终的判断结果，反馈给各个变电站设备执行，解决了电气防误闭锁技术领域存在的切换开关切换不准确的技术问题。2.由锁具、监控端、防误闭锁单元、管理处理器、电脑钥匙和无线传输单元组成的防误闭锁控制模块，能够根据其输入信号生成针对各个变电站设备的处理信号并执行处理信号。3.防误闭锁控制模块中的锁具均具有唯一的ID编码，方便识别，避免误操作。4.防误闭锁控制模块中，由MCS-51系列单片机8031、程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH组成的管理处理器，能够对其输入信号进行分析并输出相应的处理信号，实现对变电站设备锁具的调控。5.接在MCS-51系列单片机8031与防误闭锁单元之间的RS-232电平转换电路MAX3232，能够实现MCS-51系列单片机8031与防误闭锁单元间的数据通信，在二者间的无线传输单元之外增设通信装置，保证二者通信顺畅。6.执行本发明有关智能防误分析系统工作方法的技术方案步骤（a）~（e），能够实时监测并调控电网自动化系统或电网集中控制系统中的各个变电站设备的闭锁情况，并将相关信息发聩至电网用户，实现了针对电气设备的防误闭锁。

本发明技术方案和工作过程简单，实施成本低廉，对电气设备防误闭锁的调控准确，适用于各种电网模型的防误闭锁，具有广阔的推广和应用前景。

附图说明

图1为本发明智能防误分析系统的组成示意图。

图2为本发明智能防误分析系统工作方法的流程图。

具体实施方式

依照图1组建智能防误分析系统。本实施例中，智能防误分析系统包括接口适配模块、数据处理模块、数据库服务器、监控服务器、网络拓扑分析模块和防误闭锁控制模块。其中，防误闭锁控制模块包括一个以上锁具、监控端、防误闭锁单元、管理处理器、电脑钥匙和无线传输单元。防误闭锁单元包括控制器、闭锁栓和信号接收终端。管理处理器包括MCS-51系列单片机8031、程序存储器27C256、数据存储器WM0016DRH、RS-232电平转换电路MAX3232和LCD显示单元。

参照图1，接口适配模块分别与电网自动化系统或电网集中控制系统、电网用户以及监控服务器双向连接，接口适配模块分别与网络拓扑分析模块和数据处理模块单向连接。网络拓扑分析模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接。数据处理模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接。数据库服务器与数据处理模块单向连接，并与监控服务器双向连接。监控服务器与防误闭锁控制模块双向连接。

防误闭锁控制模块中，锁具设置在电网自动化系统或电网集中控制系统中的变电站设备上，监控端与锁具相连并将其读取的有关锁具的闭锁信息传输给管理处理器，管理处理器对闭锁信息进行分析并生成处理信号，处理信号通过无线传输单元传输至防误闭锁单元，防误闭锁单元将处理信号传输至监控服务器并向电脑钥匙发送操作票，电脑钥匙接收操作票并对锁具进行相应操作。本实施例中，各个锁具均具有唯一的ID编码，以区别于其他锁具。

防误闭锁单元中，信号接收终端的输入端接无线传输单元，信号接收终端的输出端接控制器的输入端，控制器的输出端接监控服务器，闭锁栓与控制器上的动作继电器连接。

管理处理器中，程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH接在MCS-51系列单片机8031的外围，RS-232电平转换电路MAX3232接在MCS-51系列单片机8031与防误闭锁单元之间，MCS-51系列单片机8031的输入端接监控端，MCS-51系列单片机8031的输出端接无线传输单元LCD显示单元。

参照图2，本实施例中智能防误分析系统的工作方法包括以下步骤：

（a）初始化

利用接口适配模块从电网自动化系统或电网集中控制系统中读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息。

（b）电气岛分析和间隔分析

网络拓扑分析模块根据接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，进行电气岛分析和间隔分析。

（c）检测监控服务器是否收到电网用户的检验报文，若监控服务器未接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（d）；若监控服务器接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（e）。

（d）使用数据处理模块和数据库服务器判断电网模型和电网模型运行方式是否发生变化；若发生变化，则返回步骤（a），即重新读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息，并重新调用网络拓扑分析模块；若未发生变化，则返回步骤（c）。

（e）防误闭锁控制模块根据检验报文中的设备类型信息调用相应的设备接口，读取设备接口的闭锁信息并生成处理信号，将处理信号作为智能防误分析系统最终的判断结果反馈至电网用户，令电网自动化系统或电网集中控制系统中的各个变电站设备依照处理信号执行操作。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种智能防误分析系统，其特征在于其包括接口适配模块、数据处理模块、数据库服务器、监控服务器、网络拓扑分析模块和防误闭锁控制模块；

所述接口适配模块用于从电网自动化系统或电网集中控制系统中实时读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息、获取电网用户当前的校验操作信息并将智能防误分析系统最终的判断结果返回给电网用户；

所述数据处理模块根据所述接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，对所述数据信息进行处理以方便智能防误分析系统的后续工作；

所述数据库服务器用于存储电网模型、专家知识库和电网运行业务规范；

所述监控服务器用于调控智能防误分析系统的各项工作，进行数据调度；

所述网络拓扑分析模块根据所述接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，进行电气岛分析和间隔分析；

所述防误闭锁控制模块根据所述数据处理模块输出的数据处理信息，对电网自动化系统或电网集中控制系统中的变电站设备作出操作指令；

所述接口适配模块分别与电网自动化系统或电网集中控制系统、电网用户以及监控服务器双向连接，所述接口适配模块分别与网络拓扑分析模块和数据处理模块单向连接；所述网络拓扑分析模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接；所述数据处理模块与防误闭锁控制模块单向连接，并与监控服务器双向连接；所述数据库服务器与数据处理模块单向连接，并与监控服务器双向连接；所述监控服务器与防误闭锁控制模块双向连接。

2.根据权利要求1所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述防误闭锁控制模块包括一个以上锁具、监控端、防误闭锁单元、管理处理器、电脑钥匙和无线传输单元；所述锁具设置在电网自动化系统或电网集中控制系统中的变电站设备上，所述监控端与锁具相连并将其读取的有关锁具的闭锁信息传输给管理处理器，所述管理处理器对闭锁信息进行分析并生成处理信号，所述处理信号通过无线传输单元传输至防误闭锁单元，所述防误闭锁单元将所述处理信号传输至监控服务器并向电脑钥匙发送操作票，所述电脑钥匙接收操作票并对锁具进行相应操作。

3.根据权利要求2所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述锁具具有唯一的ID编码。

4.根据权利要求3所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述防误闭锁单元包括控制器、闭锁栓和信号接收终端；所述信号接收终端的输入端接无线传输单元，所述信号接收终端的输出端接控制器的输入端，所述控制器的输出端接监控服务器，所述闭锁栓与控制器上的动作继电器连接。

5.根据权利要求3所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述管理处理器包括MCS-51系列单片机8031、程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH；所述程序存储器27C256和数据存储器WM0016DRH接在MCS-51系列单片机8031的外围；所述MCS-51系列单片机8031的输入端和输出端分别接监控端和无线传输单元。

6.根据权利要求5所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述管理处理器还包括RS-232电平转换电路MAX3232，所述RS-232电平转换电路MAX3232接在MCS-51系列单片机8031与防误闭锁单元之间。

7.根据权利要求6所述的一种智能防误分析系统，其特征在于所述管理处理器还包括LCD显示单元，所述LCD显示单元与MCS-51系列单片机8031的输出端相连。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的一种智能防误分析系统的工作方法，其特征在于其包括以下步骤：

（a）初始化

所述接口适配模块从电网自动化系统或电网集中控制系统中读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息；

（b）电气岛分析和间隔分析

所述网络拓扑分析模块根据所述接口适配模块读取的有关电网模型和电网模型运行方式的数据信息，进行电气岛分析和间隔分析；

（c）检测监控服务器是否收到电网用户的检验报文；若监控服务器未接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（d）；若监控服务器接收到电网用户的检验报文，则执行步骤（e）；

（d）使用数据处理模块和数据库服务器判断电网模型和电网模型运行方式是否发生变化；若发生变化，则返回步骤（a），即重新读取电网模型和电网模型运行方式的数据信息，并重新调用网络拓扑分析模块；若未发生变化，则返回步骤（c）；

（e）防误闭锁控制模块根据检验报文中的设备类型信息调用相应的设备接口，读取设备接口的闭锁信息并生成处理信号，将处理信号作为智能防误分析系统最终的判断结果反馈至电网用户，令电网自动化系统或电网集中控制系统中的各个变电站设备依照处理信号执行操作。