CN105490387B - 智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，包括人机交互模块、安全措施预处理模块、第1信号接口模块、第2信号接口模块、第3信号接口模块、安全措施校核告警模块。还公开了智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法，本发明实现了智能变电站继电保护设备运维操作安全措施在线校核及告警的功能，使得智能变电站继电保护设备运维安全措施可控、可观，确保智能变电站继电保护设备运维安全措施的正确实施，降低误操作的概率。
Description
技术领域
本发明涉及智能变电站技术领域，具体涉及智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，还涉及智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法。
背景技术
常规变电站二次回路连接、保护出口、功能压板看得见，摸得着，可形成明显的物理断口，调试、运维检修人员形成了固有的习惯。在智能变电站，常规站“看得见”、“摸得着”的二次回路变成了“看不见”、“摸不着”的“黑匣子”，大大增加了变电站运维、检修的不可控性。在智能变电站继电保护调试、运行、维护过程中，由于运维检修人员技术水平的差异，智能变电站继电保护设备各类运行状态不直观，缺乏站端面向继电保护设备的多维度运维技术支撑平台，在继电保护设备安全措施实施过程中，容易出现误操作、误拔插等问题，严重时会导致继电保护误动或拒动，危及智能电网安全运行。
发明内容
针对目前现有技术中存在的上述不足，本发明提供了智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，还提供了智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法，使得智能变电站继电保护设备运维安全措施可控、可观，确保智能变电站继电保护设备运维操作安全措施的正确实施，降低误操作的概率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，包括：
人机交互模块，用于建立安全措施列表，用于控制安全措施校核告警模块的启动和结束，用于获取智能变电站SCD文件；
安全措施预处理模块，用于接收人机交互模块建立的安全措施列表，用于逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED关联，各个检查安全措施项目是否关联到具体IED在SCD文件中的相应条目，若关联则将安全措施列表传输至安全措施校核告警模块；若不关联则请求人机交互模块重新建立安全措施列表；
第1信号接口模块，接入过程层SV网，解码过程层SV报文；
第2信号接口模块，接入过程层GOOSE网，解码过程层GOOSE报文；
第3信号接口模块，接入站控层MMS网，解码站控层MMS报文；
安全措施校核告警模块，接收安全措施预处理模块的安全措施列表，在人机交互模块的开始或结束控制下，将安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序，与从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
如上所述的安全措施列表，包含如下措施中的一项或多项：
投入/退出继电保护设备检修硬压板；
投入/退出继电保护设备功能软压板；
投入/退出继电保护设备SV接收软压板；
投入/退出继电保护设备GOOSE接收/发送软压板；
投入/退出继电保护设备出口硬压板；
拔插继电保护设备光纤，包括SV光纤、GOOSE光纤。
如上所述的继电保护设备，包括继电保护装置、保测一体化装置、合并单元、智能终端、智能单元中的一种或多种。
如上所述的安全措施校核告警模块包括：
第1信号处理单元，用于连接第1信号接口模块，进行SV报文解析；
第2信号处理单元，用于连接第2信号接口模块，进行GOOSE报文解析；
第3信号处理单元，用于连接第3信号接口模块，进行MMS报文解析；
经上述第1信号处理单元、第2信号处理单元、第3信号处理单元获得安全措施项目状态以及安全措施项目顺序。
信号比较模块将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
如上所述的第1信号处理单元获得的安全措施项目状态包括获得继电保护设备的SV光纤拔插状态；
所述的第2信号处理单元获得的安全措施项目状态包括获得继电保护设备的GOOSE光纤拔插状态；获得过程层中的合并单元、智能终端、智能单元的检修硬压板状态；
所述的第3信号处理单元获得的安全措施项目状态包括实现获取继电保护装置或者保测一体化装置检修硬压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置的光纤拔插状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置功能软压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置SV接收软压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置GOOSE接收/发送软压板状态。
智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法，包括以下步骤：
步骤1，获得智能变电站SCD文件；
步骤2，设置各个安全措施项目与SCD文件相应条目的映射关系；
步骤3，根据各个安全措施项目建立安全措施列表；
步骤4，建立安全措施列表与SCD文件中具体IED设备的关联关系；
步骤5，根据安全措施列表以及智能变电站SCD文件进行继电保护设备安全措施映射完整性检查，即逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED关联，各个检查安全措施项目是否关联到具体IED设备在SCD文件中的相应条目；
步骤6、若关联则进入下一步骤；若不关联则重新建立安全措施列表并返回步骤5；
步骤7，获取过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文，并将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，将前述获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较；
步骤8， 将经过比较后不一致的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行标识及告警；
步骤9，记录并保存从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，并根据保存的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序数据进行安全措施实施过程回放。
本发明通过接入过程层网络、站控层网络，在线获取与智能变电站继电保护设备安全措施实施过程中相关的状态信息，与各项安全措施预期目标进行比较，动态显示安全措施实施情况，对状态及实施顺序不一致的安全措施进行显示及告警，确保继电保护设备安全措施的正确实施，降低人为误操作的风险，提高电网运维检修的安全性。
附图说明
图1为本发明装置内部模块结构示意图；
图2为本发明装置安全措施校核告警模块结构示意图；
图3为无传动需要的智能终端缺陷处理的安全措施列表示意图；
图4为本发明在智能变电站应用示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
本发明提供智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，如图1～图2所示，包括人机交互模块、安全措施预处理模块、第1信号接口模块、第2信号接口模块、第3信号接口模块、安全措施校核告警模块，其中：
人机交互模块用于建立智能变电站继电保护设备运维操作的安全措施列表，进一步的，用于控制安全措施校核告警模块的启动和结束，并接收安全措施校核告警模块的数据进行实时动态显示及告警，还用于获取智能变电站SCD文件；
安全措施预处理模块接收人机交互模块建立的安全措施列表，根据安全措施列表以及智能变电站SCD文件进行继电保护设备安全措施映射完整性检查，即逐条检查安全措施列表是否实例化：逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED设备关联，各个检查安全措施项目是否关联到具体IED设备在SCD文件中的相应条目。若关联则继电保护设备安全措施映射完整性检查通过并将安全措施列表传输至安全措施校核告警模块；若不关联则请求人机交互模块重新建立安全措施列表。
智能变电站可利用完整性检查后的安全措施列表进行相关对应的调试工作。
第1信号接口模块，接入过程层SV网（ A网和B网），解码过程层SV报文；
第2信号接口模块，接入过程层GOOSE网（ A网和B网），解码过程层GOOSE报文；
第3信号接口模块，接入站控层MMS网（ A网和B网），解码站控层MMS报文；
安全措施校核告警模块，接收安全措施预处理模块的安全措施列表，在人机交互模块的开始或结束控制下，将安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序，与从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
在本实施例中，所述智能变电站的继电保护设备，包括继电保护装置、保测一体化装置、合并单元、智能终端、智能单元中的一种或多种，所述的安全措施列表，包含如下措施中的一项或多项：
(1)投入/退出继电保护设备检修硬压板；
(2)投入/退出继电保护设备功能软压板；
(3)投入/退出继电保护设备SV接收软压板；
(4)投入/退出继电保护设备GOOSE接收/发送软压板；
(5)投入/退出继电保护设备出口硬压板；
(6)拔插继电保护设备光纤，包括SV光纤、GOOSE光纤。
以220kV线路第一套智能终端为例，无传动需要时，其缺陷处理的设备安全措施列表如图3所示，进一步的，以过程层SV、GOOSE单独组网智能变电站为例，本发明装置在间隔层的继电保护设备运维检修，实施安全措施在线校核时的应用示意图如图4所示，本发明装置接入过程层SV网 （A、B网），GOOSE网（ A、B网），站控层MMS网(A、B网)可进行第一套（A网）、第二套（B网）继电保护设备运维操作、缺陷处理的安全措施列表的在线校核及显示告警。
本实施例中，所述人机交互模块建立安全措施列表，包括如下步骤：
（1）获取智能变电站SCD文件；
（2）设置各个安全措施项目与SCD文件相应条目的映射关系；
（3）根据各个安全措施项目建立安全措施列表；
（4）建立安全措施列表与SCD文件中具体IED设备的关联关系，
另外，安全措施列表可以从人机交互模块外部输入，也可以在人机交互模块中直接编辑，或者从人机交互模块存储的继电保护安全措施库中选择。
所述的第1信号接口模块，包含2个及以上光以太网接收模块及与光以太网接收模块对应数量的IEC61850-9-2 SV信号解码模块和数据缓存模块，用于接入过程层SV网（ A网、B网）。
所述的第2信号接口模块，包含2个及以上光以太网接收模块及与光以太网接收模块对应数量的GOOSE信号解码模块和数据缓存模块，用于接入过程层GOOSE网（A网、B网），具体实施例中，智能变电站存在过程层SV网、过程层GOOSE网共网的情形，优选地，第1信号处理单元、第2信号处理单元，可自适应进行SV、GOOSE信号解码。
所述的第3信号接口模块，至少包含2对以太网接收模块、2对以太网发送模块，以及与以太网发送模块对应数量的MMS编码模块和发送数据缓存模块、与以太网接收模块对应数量的MMS解码模块和接收数据缓存模块，进一步地，第3信号接口模块的以太网接收模块和以太网发送模块成对出现，可以是ST、LC光接口形式模块，也可以是RJ45电接口形式模块。
所述的安全措施校核告警模块包括：第1信号处理单元、第2信号处理单元、第3信号处理单元、信号比较模块，
其中，
第1信号处理单元连接第1信号接口模块，进行SV报文解析，获得安全措施项目状态和安全措施项目顺序，安全措施项目状态包括：获得继电保护设备的SV光纤拔插状态；
第2信号处理单元连接第2信号接口模块，进行GOOSE报文解析，获得安全措施项目状态和安全措施项目顺序，安全措施项目状态包括： （a）：获得继电保护设备的GOOSE光纤拔插状态，（b）：获得过程层中的合并单元、智能终端、智能单元的检修硬压板状态；
第3信号处理单元连接第3信号接口模块，进行MMS报文解析，获得安全措施项目状态和安全措施项目顺序，安全措施项目状态包括： (a): 获取继电保护装置或者保测一体化装置检修硬压板状态，(b):获取继电保护装置或者保测一体化装置的光纤拔插状态,(c):获取继电保护装置或者保测一体化装置功能软压板状态，(d):获取继电保护装置或者保测一体化装置SV接收软压板状态，(e): 获取继电保护装置或者保测一体化装置GOOSE接收/发送软压板状态；
信号比较模块将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
智能终端出口压板在智能变电站SCD文件中无相应的条目对应，无法从过程层、站控层网络中自动获取该安全措施项的状态，优选地，对于安全措施列表中的投入/退出智能终端出口硬压板条目，经人机交互模块进行人工校核确认。
人机交互模块依据信号比较模块的比较结果对安全措施列表校核结果动态显示，对信号比较模块中比较不一致的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行告警，包括告警显示、声光告警或者其他醒目的方式告警。
优选地，信号比较模块在比较结束后，将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序传给人机交互模块，人机交互模块根据安全措施项目状态以及安全措施项目顺序对整个实施过程进行回放。
智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法 ，包含以下步骤：
步骤1，获得智能变电站SCD文件；
步骤2，设置各个安全措施项目与SCD文件相应条目的映射关系；
步骤3，根据各个安全措施项目建立安全措施列表；
步骤4，建立安全措施列表与SCD文件中具体IED设备的关联关系；
步骤5，根据安全措施列表以及智能变电站SCD文件进行继电保护设备安全措施映射完整性检查，即逐条检查安全措施列表是否实例化：逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED设备关联，各个安全措施项目是否关联到具体IED在SCD文件中的相应条目。
步骤6、若关联则进入下一步骤；若不关联则重新建立安全措施列表并返回步骤5。
步骤7，获取过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文，并将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，将前述获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较；
步骤8， 将经过比较后不一致的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行标识及告警。
步骤9，记录并保存从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，并根据保存的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序进行安全措施实施过程回放。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，其特征在于，包括：
人机交互模块，用于建立安全措施列表，用于控制安全措施校核告警模块的启动和结束，用于获取智能变电站SCD文件；
安全措施预处理模块，用于接收人机交互模块建立的安全措施列表，用于逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED关联，各个检查安全措施项目是否关联到具体IED在SCD文件中的相应条目，若关联则将安全措施列表传输至安全措施校核告警模块；若不关联则请求人机交互模块重新建立安全措施列表；
第1信号接口模块，接入过程层SV网，解码过程层SV报文；
第2信号接口模块，接入过程层GOOSE网，解码过程层GOOSE报文；
第3信号接口模块，接入站控层MMS网，解码站控层MMS报文；
安全措施校核告警模块，接收安全措施预处理模块的安全措施列表，在人机交互模块的开始或结束控制下，将安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序，与从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
2.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，其特征在于，
所述的安全措施列表，包含如下措施中的一项或多项：
投入/退出继电保护设备检修硬压板；
投入/退出继电保护设备功能软压板；
投入/退出继电保护设备SV接收软压板；
投入/退出继电保护设备GOOSE接收/发送软压板；
投入/退出继电保护设备出口硬压板；
拔插继电保护设备光纤，包括SV光纤、GOOSE光纤。
3.根据权利要求2所述的智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，其特征在于，所述的继电保护设备，包括继电保护装置、保测一体化装置、合并单元、智能终端、智能单元中的一种或多种。
4.根据权利要求3所述的智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，所述的安全措施校核告警模块包括：
第1信号处理单元，用于连接第1信号接口模块，进行SV报文解析；
第2信号处理单元，用于连接第2信号接口模块，进行GOOSE报文解析；
第3信号处理单元，用于连接第3信号接口模块，进行MMS报文解析；
经上述第1信号处理单元、第2信号处理单元、第3信号处理单元获得安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，
信号比较模块将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较，并将比较结果传输至人机交互模块进行动态显示和告警。
5.根据权利要求4所述的智能变电站继电保护设备安全措施在线校核装置，所述的第1信号处理单元获得的安全措施项目状态包括获得继电保护设备的SV光纤拔插状态；
所述的第2信号处理单元获得的安全措施项目状态包括获得继电保护设备的GOOSE光纤拔插状态；获得过程层中的合并单元、智能终端、智能单元的检修硬压板状态；
所述的第3信号处理单元获得的安全措施项目状态包括实现获取继电保护装置或者保测一体化装置检修硬压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置的光纤拔插状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置功能软压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置SV接收软压板状态；获取继电保护装置或者保测一体化装置GOOSE接收/发送软压板状态。
6.智能变电站继电保护设备安全措施在线校核方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获得智能变电站SCD文件；
步骤2，设置各个安全措施项目与SCD文件相应条目的映射关系；
步骤3，根据各个安全措施项目建立安全措施列表；
步骤4，建立安全措施列表与SCD文件中具体IED设备的关联关系；
步骤5，根据安全措施列表以及智能变电站SCD文件进行继电保护设备安全措施映射完整性检查，即逐条检查安全措施列表中各个安全措施项目是否与具体IED关联，各个检查安全措施项目是否关联到具体IED设备在SCD文件中的相应条目；
步骤6、若关联则进入下一步骤；若不关联则重新建立安全措施列表并返回步骤5；
步骤7，获取过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文，并将从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，将前述获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序与安全措施列表中的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行比较；
步骤8， 将经过比较后不一致的安全措施项目以及安全措施项目顺序进行标识及告警；
步骤9，记录并保存从过程层SV报文、过程层GOOSE报文、站控层MMS报文获得的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序，并根据保存的安全措施项目状态以及安全措施项目顺序数据进行安全措施实施过程回放。
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