CN106130185B - 一种基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法，首先对监控系统的状态监测信息进行分析分类，划分为台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四类，然后按照IEC61850标准体系分别对这四个类型信号扩充相关的逻辑节点，建立这四个类型信号的IEC61850数据模型。按照本发明上述方法建模后，就具备了对变电站监控系统的运行状态、工作状态进行全面监测的数据基础，可以利用变电站二次设备自诊断技术实现对监控系统设备的在线监测、智能告警，可视化展示。在具备了一定的数据积累后，还可以对系统历史数据进行统计与挖掘，从而实现系统状态评估，有利于实现设备全生命周期管理，提高系统的可靠性，同时降低设备的维护成本。
Description
技术领域
本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及到一种基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法。
背景技术
随着电力系统自动化技术的快速发展，变电站端信息远传技术已经成熟，在调度端已经可以掌握越来越多的变电站一次设备实时数据信息，基本可以满足调度系统对电网运行管理的需求。对于变电站内的二次设备，从满足电网设备管理需求，推进变电站自动化设备规范化和智能化的角度，研究自动化设备在线监测技术，实现变电站自动化设备的在线监视、异常预警、状态评价和集中管理，实现自动化设备运行管理从离线模式向在线分析转变，已经逐渐成为发展趋势。
目前的智能变电站中，全站配置描述(SCD)文件提供了站内所有间隔层和过程层设备的信息，包括二次设备所采集的一次设备信息和二次设备自身的在线监视和告警信息。对站控层设备，则除了通信口信息外，未在SCD文件中提供其他信息。在相关应用中，很少有涉及站控层设备的模型描述。作为站控层核心的监控系统，如果要对其运行状态进行在线监测，就必须对其进行建模。
发明内容
为实现对变电站监控系统的状态监测，本发明提出了一种基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法，具体包括如下内容：
(1)首先对监控系统需要在线监测的信息进行分析分类，划分为台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四个基本类型，如表1所示。
所述台账信息为监控系统设备的物理属性，包括装置型号、装置描述、生产厂商、软件版本、软件版本校验码、以太网IP地址、以太网MAC地址、设备识别代码、厂站名称、出厂时间、投运时间。台账信息的前四个装置型号、装置描述、生产厂商、软件版本是监控系统设备固有的属性，而后面的信息，则根据应用的情况可能会有可选择性。所有台账信息都是以字符串形式出现。
所述资源信息为监控系统设备的资源情况，包括CPU负载率、内存容量、内存使用率、磁盘存储空间、磁盘使用率。其中内存容量和磁盘存储空间对特定的硬件设备为固定数据，而CPU负载率、内存使用率、磁盘使用率则为运行过程中的动态数据。这些动态数据均为模拟量数据，为了便于对其状态进行监控，还需为每个动态数据设置预警和告警的上下限制。
所述通信状态信息为监控系统与通信网络的连接情况，以及监控系统内部主要进程的状况，主要包括A网通信中断、B网通信中断和各进程异常的告警。由于监控系统在实际工作中是通过站控层双网与设备连接的，则监控系统与站控层双网的通断成为通信状态的主要关注对象。进程异常的告警点数量，会因监控系统的不同、主要进程的数量和类型不同而不同。通信状态信息均为开关量类型的告警信息。
所述对时状态信息为监控系统对时状况的反映，包括对时信号状态、对时服务状态、时间跳变侦测状态三个信息点。对时信号状态反映的是监控系统与对时的信号源是否连接正常。对时服务状态反映的是监控系统本身的对时服务进程是否正常工作。时间跳变侦测状态反映的是监控系统本身的时钟是否发生了突然的跳变。这三个信息点均为开关量类型的告警信息。
表1变电站监控系统状态监测信息表
注：*表示网口编号
**表示进程名称
(2)其次按照步骤(1)的分类，对变电站监控系统进行建模。
(2.1)生成基于Ed2.0的数据类型模板文件DataTemplate.xml，将IEC61850Ed2.0定义的逻辑节点和公用数据类(CDC)抽象生成统一的静态数据类型模板，包括逻辑节点类型(LNodeType)、数据对象类型(DOType)、数据属性类型(DAType)、枚举类型(EnumType)定义；
(2.2)对监控系统建模的台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四类信号进行分析，并依据IEC61850标准体系，扩充逻辑节点。
(2.2.1)设备台账信息建模采用LPHD逻辑节点并在此基础上扩充相关数据对象，LPHD逻辑节点扩充如下表2：
表1 设备台账信息逻辑节点
(2.2.2)设备资源信息采用扩展逻辑节点建模，CPU在线监测信息扩展逻辑节点SCPU，内存在线监测扩展逻辑节点SMEM，硬盘在线监测扩展逻辑节点SDSK，如下表3-5所示：
表3 CPU状态监视逻辑节点
表4内存在线监测逻辑节点
表5硬盘在线监测逻辑节点
(2.2.3)对时状态信息采用扩展LTSM逻辑节点，如下表6所示：
表6对时状态信息建模
(2.3)实例化建模信号,创建逻辑节点，实例化数据属性(DOI)，添加信号的映射短地址。
(2.4)创建数据集及对应的报告控制块，将实例化的DOI信号添加到数据集中。
(2.5)创建通讯参数,包括添加通讯参数IP地址。
(2.6)设置数据模型文件(ICD)文件版本号为Ed2.0版本。设置智能电子设备(IED)数据模型Header节点的version＝“2007”，reversion＝“B”，设置IED节点的orginalSclVersion＝“2007”，orginalSclRevision＝“B”。
(2.7)生成ICD文件，并校验数据模型文件合法性。
按照本发明上述方法建模后，就具备了对变电站监控系统的运行状态、工作状态进行全面监测的数据基础，可以利用变电站二次设备自诊断技术实现对监控系统设备的在线监测、智能告警，可视化展示。在具备了一定的数据积累后，还可以对系统历史数据进行统计与挖掘，从而实现系统状态评估，有利于实现设备全生命周期管理，提高系统的可靠性，同时降低设备的维护成本。
附图说明
图1是本发明基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细介绍。
如图1所示，本申请公开的基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法，该方法建模步骤如下：
1)、生成基于Ed2.0的数据类型模板文件DataTemplate.xml。将IEC61850Ed2.0定义的逻辑节点和公用数据类(CDC)抽象生成统一的静态数据类型模板，包括逻辑节点类型(LNodeType)、数据对象类型(DOType)、数据属性类型(DAType)、枚举类型(EnumType)定义。
2)、对监控系统需要在线监测的信息进行分析分类。划分为台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四个基本类型。
3)、依据IEC61850标准体系，对台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四种基本信息扩充相关的逻辑节点(LN)。台账信息采用LPHD逻辑节点，CPU在线监测信息采用扩展逻辑节点SCPU，内存在线监测采用扩展逻辑节点SMEM，硬盘在线监测采用扩展逻辑节点SDSK，通信状态采用GGIO逻辑节点，对时状态采用LTSM逻辑节点。
4)、实例化建模信号。创建逻辑节点，实例化数据对象(DOI)，添加信号的映射短地址。
5)、创建数据集及对应的报告控制块。创建数据集及对应的报告控制块，将实例化的DOI信号添加到数据集中。
6)、创建通讯参数。添加通讯参数IP地址等。
7)、设置数据模型文件(ICD文件)版本号为Ed2.0版本。设置智能电子设备IED数据模型Header节点的version＝“2007”，reversion＝“B”，设置IED节点的orginalSclVersion＝“2007”，orginalSclRevision＝“B”。
8)生成数据模型(ICD)文件，并校验数据模型文件合法性。
本发明的实施方式不限于此，在本发明上述基本技术思想前提下，按照本领域的普通技术知识和惯用手段对本发明内容所做出其它多种形式的修改、替换或变更，均落在本发明权利保护范围之内。
Claims (2)
1.一种基于状态监测信息的变电站监控系统建模方法，其特征在于包括步骤如下：
(1)首先对监控系统需要在线监测的信息进行分析分类，划分为台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四个基本类型；
(2)其次按照步骤(1)的分类，对变电站监控系统进行建模；
(2.1)生成基于IEC61850 Ed2.0的数据类型模板文件DataTemplate.xml，将IEC61850Ed2.0定义的逻辑节点和公用数据类(CDC)抽象生成统一的静态数据类型模板，包括逻辑节点类型(LNodeType)、数据对象类型(DOType)、数据属性类型(DAType)、枚举类型(EnumType)定义；
(2.2)对监控系统建模的台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四类信号进行分析，并依据IEC61850标准体系，扩充逻辑节点；
(2.3)实例化建模信号,创建逻辑节点；
(2.4)创建数据集及对应的报告控制块，将实例化的DOI信号添加到数据集中；
(2.5)创建通讯参数；
(2.6)设置模型文件(ICD)版本号为IEC61850Ed2.0版本，设置智能电子设备(IED)数据模型Header节点的version＝“2007”，reversion＝“B”，设置IED节点的orginalSclVersion＝“2007”，orginalSclRevision＝“B”；
(2.7)生成ICD文件，并校验数据模型文件合法性；
所述台账信息为监控系统设备的物理属性，包括装置型号、装置描述、生产厂商、软件版本、软件版本校验码、以太网IP地址、以太网MAC地址、设备识别代码、厂站名称、出厂时间、投运时间；所述台账信息的前四个装置型号、装置描述、生产厂商、软件版本是监控系统设备固有的属性；所有台账信息都是以字符串形式出现；
所述资源信息为监控系统设备的资源情况，包括CPU负载率、内存容量、内存使用率、磁盘存储空间、磁盘使用率；其中内存容量和磁盘存储空间对特定的硬件设备为固定数据，而CPU负载率、内存使用率、磁盘使用率则为运行过程中的动态数据；这些动态数据均为模拟量数据，为了便于对其状态进行监控，还需为每个动态数据设置预警和告警的上下限制；
所述通信状态信息为监控系统与通信网络的连接情况，以及监控系统内部主要进程的状况，主要包括A网通信中断、B网通信中断和各进程异常的告警；由于监控系统在实际工作中是通过站控层双网与设备连接的，则监控系统与站控层双网的通断成为通信状态的主要关注对象；通信状态信息均为开关量类型的告警信息；
所述对时状态信息为监控系统对时状况的反映，包括对时信号状态、对时服务状态、时间跳变侦测状态三个信息点；对时信号状态反映的是监控系统与对时的信号源是否连接正常；对时服务状态反映的是监控系统本身的对时服务进程是否正常工作；时间跳变侦测状态反映的是监控系统本身的时钟是否发生了突然的跳变；上述对时信号状态、对时服务状态、时间跳变侦测状态三个信息点均为开关量类型的告警信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2.2)对监控系统建模的台账信息、资源信息、通信状态、对时状态四类信号进行分析，并依据IEC61850标准体系，扩充逻辑节点的具体过程如下：
(2.2.1)设备台账信息建模采用LPHD逻辑节点并在此基础上扩充相关数据对象；
(2.2.2)设备资源信息采用扩展逻辑节点建模，CPU在线监测信息扩展逻辑节点SCPU，内存在线监测扩展逻辑节点SMEM，硬盘在线监测扩展逻辑节点SDSK；
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