CN105262212A - 一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法，包括以下步骤：（1）主系统发送继电保护设备状态数据采集请求；（2）采用通道实时监控机制对通道进行实时监控，根据实时监控结果，采用主通道或备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；（3）采用数据检查与过滤机制对采集到的继电保护设备的状态数据进行检查和过滤；若采集到的状态数据的数量与质量达不到设定的标准，则在下一个采集时间窗口期进行二次采集。该方法能够保证继电保护设备在线采集的及时性、安全性、完整性及有效性。

Description

一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法

技术领域

本发明涉及继电保护设备技术领域，具体涉及一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法。

背景技术

继电保护设备是保护电力系统中变压器、母线及输电线路等设备因各种自然及人为故障导致电网异常、引起停电范围扩大的控制装置。现阶段在国家电网公司实行继电保护设备的状态检修工作，其核心内容为对继电保护设备的各项原始及运行状态量进行现场采集、计算分析和录入填报，通过对各项状态量进行加权评分后得出该装置的当前状态评价，并根据评价结果安排何时对其进行检修工作。

由于上述所有过程均为人工操作，存在如下缺陷：（1）数据计算量大，录入填报慢，容易出错：以一座变电站为例，平均约有30台继电保护设备，每台装置需对采集数据进行10次多项式计算，故每站约为300次。仅以天津地区变电站数量487座计算，全部进行一次状态检修统计计算工作共需进行十四万六千余次多项式计算，数据量及计算量过大将导致录入填报慢，状态评价效率低下，且易产生错误。（2）档案不方便管理及查询：以上述模型为例，基础数据可达17万5千余个（每台装置12个数据），如此庞大的数据量在没有数据库系统支持的情况下将很难进行管理、查询等操作，这将给装置故障时相关历史资料的查找带来困难，影响检修工作快速开展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法，该方法能够保证继电保护设备在线采集的及时性、安全性、完整性及有效性。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法，该方法包括以下步骤：

（1）主系统发送继电保护设备状态数据采集请求；

（2）采用通道实时监控机制对通道进行实时监控，根据实时监控结果，采用主通道或备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；

所述通道实时监控机制包括对线路保护采集通道、主变保护采集通道和母线保护采集通道的运行状态的实时监控；当上述三个采集通道都正常时，则采用主通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；当上述三个通道中的任意一个发生故障时，则记录异常信息，短信通知相关人员，并由主通道切换到备用通道，采用备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；

所述采用主通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集，具体包括以下步骤：

（211）主系统的分析服务器向数据采集系统的三区服务器发送采集请求；

（212）数据采集系统的三区服务器根据接收到的采集请求，生成相应的采集指令，并将该采集指令经过数据采集系统的反向隔离装置转发给数据采集系统的二区服务器；

（213）数据采集系统的二区服务器接收到采集指令后，经过数据源系统的二区服务器向变电站发送数据召集请求；

（214）数据源系统的变电站响应数据召集请求，并经过数据源系统的二区服务器向数据采集系统的二区服务器返回数据；

（215）数据采集系统的二区服务器接收到数据源系统的二区服务器返回的数据后，将该数据通过正向隔离装置返回到数据采集系统的三区服务器；

（216）数据采集系统的三区服务器接收到数据采集系统的二区服务器返回的数据后，对该数据进行过滤校验处理，生成规范的状态数据，并将该规范的状态数据输入到主系统的分析服务器；

（217）分析服务器将接收到的状态数据进行比对分析，计算出继电保护设备的状态；

（218）主系统的分析服务器将继电保护设备的状态发送至相关人员的手机上；

所述采用备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集，具体包括以下步骤：

（221）主系统的分析服务器向数据采集系统的三区服务器发送采集请求；

（222）数据采集系统的三区服务器根据接收到的采集请求，生成相应的采集指令，并将该采集指令发送至数据源系统的三区服务器；

（223）数据源系统的三区服务区接收到采集指令后，将该采集指令通过反向隔离装置转发至数据源系统的二区服务器；

（224）数据源系统的二区服务器接收到采集指令后，向数据源系统的变电站发送数据召集请求；

（225）数据源系统的变电站响应数据召集请求，并向数据源系统的二区服务器返回数据；

（226）数据源系统的二区服务器接收到来自数据源系统变电站的返回数据后，将该返回数据通过数据源系统的正向隔离装置发送至数据源系统的三区服务器；

（227）数据源系统的三区服务器接收到返回数据后，对返回数据进行过滤校验处理，生成规范的状态数据，并将该规范的状态数据输入到主系统的分析服务器；

（228）分析服务器将接收到的状态数据进行比对分析，计算出继电保护设备的状态，并将继电保护设备的状态发送至相关人员的手机上；

（3）采用数据检查与过滤机制对采集到的继电保护设备的状态数据进行检查和过滤；若采集到的状态数据的数量与质量达不到设定的标准，则在下一个采集时间窗口期进行二次采集。

由以上技术方案可知，本发明通过采用双通道采集机制、通道实时监控机制和数据检查与过滤机制，对继电保护设备进行状态数据采集，能够保证采集到的继电保护设备状态数据的及时性、安全性、完整性和可用性。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是采用主通道采集继电保护设备状态的示意图；

图3是采用备用通道采集继电保护设备状态的示意图；

图4是主通道和备用通道的切换示意图；

图5是通道实时监控机制的流程图；

图6是数据检查与过滤机制的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法，该方法包括以下步骤：

（1）主系统发送继电保护设备状态数据采集请求。

（2）采用通道实时监控机制对通道进行实时监控，根据实时监控结果，采用主通道或备用通道（双通道采集机制）对继电保护设备的状态数据进行实时采集。

（3）采用数据检查与过滤机制对采集到的继电保护设备的状态数据进行检查和过滤。若采集到的状态数据的数量与质量达不到设定的标准，则在下一个采集时间窗口期进行二次采集。

具体地说，本发明采用了双通道采集机制对继电保护设备的状态数据进行采集。在正常状况下，采用主通道对继电保护设备的状态数据进行采集；当主通道出现故障（网络/通信失败、硬件/软件错误等）时，切换到备用通道来对继电保护设备的状态数据进行采集。双通道采集机制能够保证数据在传输过程中不会丢失，提高继电保护设备状态数据采集的及时性和安全性。

如图2所示的采用主通道采集继电保护设备状态数据的示意图。主系统向数据采集系统发出采集请求。数据采集系统的三区服务器在接收到主系统的采集请求后，生成相应的采集指令，并将采集指令发送给数据采集系统的反向隔离装置。数据采集系统的反向隔离装置将采集指令从数据采集系统的三区服务器转发到数据采集系统的二区服务器。数据采集系统的二区服务器接收到采集指令后，将采集请求发送给数据源系统的二区服务器。数据源系统的二区服务器在接收到采集请求后，向变电站（也叫厂站）发送数据召集请求。厂站响应召集请求，向数据源系统的二区服务器返回数据。数据源系统的二区服务器在接收到数据后，向数据采集系统的二区服务器返回数据。数据采集系统的二区服务器在接收到数据后，向数据采集系统的正向隔离装置返回数据。数据采集系统的正向隔离装置在接收到数据后，向数据采集系统的三区服务器返回数据。数据采集系统的三区服务器在接收到数据后，对数据进行过滤校验处理，生成规范的状态数据。状态数据在进行校验整理后，输入到主系统的分析服务器，分析服务器将会对状态数据进行进一步比对分析，从而计算出保护设备状态。状态数据在采集完成后，主系统将会把采集结果及监控信息以短信通知的形式及时发送到相关人员手机上，所述采集结果包括：采集是否成功，状态数据缺失情况，状态数据异常情况。

如图3所示的采用备用通道采集继电保护设备状态数据的示意图。主系统向数据采集系统发出采集请求。数据采集系统的三区服务器在接收到主系统的采集请求后，生成相应的采集指令，并将采集指令发送给数据源系统的三区服务器。数据源系统的三区服务器接收到采集指令后，将采集指令发送给数据源系统的反向隔离装置。数据源系统的反向隔离装置将采集指令从数据源系统的三区服务器转发到数据源系统的二区服务器。数据源系统的二区服务器在接收到采集请求后，向数据源系统的变电站（厂站）发送数据召集请求。变电站（厂站）响应召集请求，向数据源系统的二区服务器返回数据。数据源系统的二区服务器在接收到数据后，向数据源系统的正向隔离装置返回数据。数据源系统的正向隔离装置在接收到数据后，向数据源系统的三区服务器返回数据。数据源系统的三区服务器在接收到数据后，向数据采集系统的三区服务器返回数据。数据采集系统的三区服务器在接收到数据后，对数据进行过滤校验整理，生成规范的状态数据。状态数据在进行校验整理后，输入到分析服务器，分析服务器将会对状态数据进行进一步比对分析，从而计算出保护设备状态。状态数据在采集完成后，主系统将会把采集结果及监控信息以短信通知的形式及时发送到相关人员手机上，采集结果包括：采集是否成功，状态数据缺失情况，状态数据异常情况。

如图4所示的主通道与备用通道的切换示意图。主系统在发出采集请求后，启动通道判断逻辑，采用通道监控机制监测主通道是否正常。如果主通道正常，则通过主通道向数据采集系统发送请求，继而数据采集系统从数据源系统采集状态数据；如果主通道发生软硬件等故障时，则启动短信通知机制、记录异常信息，并切换到备用通道，通过备用通道向数据采集系统发送请求，继而数据采集系统从数据源系统采集状态数据。

通道判断逻辑中，当系统监测到相关软硬件故障时，系统会启动短信通知机制、记录异常信息，并自动切换到备用通道进行数据采集。故障描述如下：

1、正向隔离装置硬件故障；

2、正向隔离装置软件故障；

3、反向隔离装置硬件故障；

4、反向隔离装置软件故障；

5、三区服务器网络通信故障；

6、三区数据采集程序故障；

7、二区服务器网络通信故障；

8、二区数据采集程序故障。

如图5所示的通道实时监控机制的流程图

系统采用了通道实时监控机制，实现对通道的全天候实时监控，一旦出现问题，自动切换通道的同时还将短信通知相关人员对通道进行维修，提高了系统的安全性。

首先是传统站采集通道的监控，分别对线路保护、主变保护、母线保护采集通道进行监控，如果通道不同，则记录异常信息，短信通知相关人员，切换到备用通道。然后是对智能站采集通道的监控，分别对线路保护、主变保护、母线保护采集通道进行监控，如果通道不同，则记录异常信息，短信通知相关人员，切换到备用通道。

如图6所示的数据检查与过滤机制的流程图。本发明的主系统采用了数据检查与过滤机制，对采集到继电保护设备的状态数据进行检查。如果采集到的继电保护设备的状态数据的数量与质量达不到设定的标准，则在下一个采集时间窗口期进行二次采集，以提高数据的完整性。主系统对采集到的状态数据进行校验和过滤，剔除其中的不规范不合法的数据，提高数据的可用性。具体地说，首先，对数据源进行检查，如果数据源不正常，则记录异常信息并短信通知相关人员；如果数据源正常，则进行状态数据采集。然后，对状态数据采集结果进行检查与过滤，如果状态数据采集结果不正常，则记录异常信息并短信通知相关人员，并在下一个采集时间窗口期进行二次采集；如果状态数据采集结果正常，则进行状态数据比对。最后，对状态数据比对结果进行检查与过滤，如果状态数据比对结果不正常，则记录异常信息并短信通知相关人员，在下一个比对时间窗口期进行二次比对；如果状态数据比对结果正常，则完成数据检查与过滤。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种基于主备通道的继电保护设备数据采集方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）主系统发送继电保护设备状态数据采集请求；

（2）采用通道实时监控机制对通道进行实时监控，根据实时监控结果，采用主通道或备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；

所述通道实时监控机制包括对线路保护采集通道、主变保护采集通道和母线保护采集通道的运行状态的实时监控；当上述三个采集通道都正常时，则采用主通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；当上述三个通道中的任意一个发生故障时，则记录异常信息，短信通知相关人员，并由主通道切换到备用通道，采用备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集；

所述采用主通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集，具体包括以下步骤：

（211）主系统的分析服务器向数据采集系统的三区服务器发送采集请求；

（212）数据采集系统的三区服务器根据接收到的采集请求，生成相应的采集指令，并将该采集指令经过数据采集系统的反向隔离装置转发给数据采集系统的二区服务器；

（213）数据采集系统的二区服务器接收到采集指令后，经过数据源系统的二区服务器向变电站发送数据召集请求；

（214）数据源系统的变电站响应数据召集请求，并经过数据源系统的二区服务器向数据采集系统的二区服务器返回数据；

（215）数据采集系统的二区服务器接收到数据源系统的二区服务器返回的数据后，将该数据通过正向隔离装置返回到数据采集系统的三区服务器；

（216）数据采集系统的三区服务器接收到数据采集系统的二区服务器返回的数据后，对该数据进行过滤校验处理，生成规范的状态数据，并将该规范的状态数据输入到主系统的分析服务器；

（217）分析服务器将接收到的状态数据进行比对分析，计算出继电保护设备的状态；

（218）主系统的分析服务器将继电保护设备的状态发送至相关人员的手机上；

所述采用备用通道对继电保护设备的状态数据进行实时采集，具体包括以下步骤：

（221）主系统的分析服务器向数据采集系统的三区服务器发送采集请求；

（222）数据采集系统的三区服务器根据接收到的采集请求，生成相应的采集指令，并将该采集指令发送至数据源系统的三区服务器；

（223）数据源系统的三区服务区接收到采集指令后，将该采集指令通过反向隔离装置转发至数据源系统的二区服务器；

（224）数据源系统的二区服务器接收到采集指令后，向数据源系统的变电站发送数据召集请求；

（225）数据源系统的变电站响应数据召集请求，并向数据源系统的二区服务器返回数据；

（226）数据源系统的二区服务器接收到来自数据源系统变电站的返回数据后，将该返回数据通过数据源系统的正向隔离装置发送至数据源系统的三区服务器；

（227）数据源系统的三区服务器接收到返回数据后，对返回数据进行过滤校验处理，生成规范的状态数据，并将该规范的状态数据输入到主系统的分析服务器；

（228）分析服务器将接收到的状态数据进行比对分析，计算出继电保护设备的状态，并将继电保护设备的状态发送至相关人员的手机上；

（3）采用数据检查与过滤机制对采集到的继电保护设备的状态数据进行检查和过滤；若采集到的状态数据的数量与质量达不到设定的标准，则在下一个采集时间窗口期进行二次采集。