CN108596445A - 智能变电站继电保护压板状态评估系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能变电站继电保护压板状态评估系统，包括：人机接口模块、数据采集模块、在线评估模块、智能告警模块。所述人机接口模块包括：数据读入单元、人机操作单元和可视化展示单元；所述数据采集模块包括：网络通信单元、数据传输单元；所述在线评估模块包括：静态模型解析单元，报文匹配单元；所述智能告警模块包括：评估规则单元、智能告警单元、数据存储单元；本发明通过获取保护装置功能压板、输入/输出软压板、检修压板，及断路器状态，判断继电保护系统的可用性及与运行要求的一致性，为有效控制电网运行风险提供技术支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能变电站继电保护压板状态评估系统，属于大电网保护装置技术领域。
背景技术
目前，随着基于IEC61850标准的智能变电站工程应用的推进，IEC61850标准在IED的信息通信机制上定义了SV、GOOSE、MMS报文，具备了通过交换机将保护系统的运行状态实时送出的可能。与此同时，采用了大量的软压板替代以往的硬压板，保护装置的功能压板、输入/输出软压板、检修压板的状态确定了保护装置的可用性。
鉴于功能压板、输入/输出软压板属于“数字”压板，可由程序控制，压板状态变化存在非运行要求误变动的可能性。此外，保护现场检修工作完成后，需要核对压板状态是否恢复至检修前状态。因此，通过在线状态获取技术手段，评估压板状态与运行要求是否相符具有重要的现实意义。
发明内容
目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种智能变电站继电保护压板状态评估系统。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种智能变电站继电保护压板状态评估系统，包括：人机接口模块、数据采集模块、在线评估模块、智能告警模块；
所述人机接口模块包括：数据读入单元、人机操作单元和可视化展示单元，其中：数据读入单元获取SCD文件、保护压板状态评估规则，分别送至在线评估模块和智能告警模块；人机操作单元支持人工进行压板基准状态确认及基准状态与实时状态的比对；可视化展示单元接收来自智能告警模块压板状态信息的不一致告警信息，并支持可视化方式展示；
所述数据采集模块包括：网络通信单元、数据传输单元，其中：网络通信单元分别经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；数据传输单元将上述压板及断路器状态信息输出至在线评估模块；
所述在线评估模块包括：静态模型解析单元，报文匹配单元；静态模型解析单元解析SCD文件，获取保护静态模型；报文匹配单元基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态信息，获得保护运行状态，并送至智能告警模块；
所述智能告警模块包括：评估规则单元、智能告警单元、数据存储单元；基于来自人机接口模块的评估规则，匹配来自在线评估模块的保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与一次设备运行状态的符合度，及与保护运行状态的符合度；数据存储单元保留评估结果，并将告警提示信息送至人机接口模块。
作为优选方案，所述评估规则包括：定时比较判别、运行状态判别、信号状态判别、检修状态判别；
5)定时比较判别：
断路器处于合闸状态，人工设定比较时间间隔，如24小时，判断当前保护功能压板、软压板、检修压板状态与前一时段，如24小时前，压板状态的一致性，若不一致则告警；
6)运行状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态；跳闸、启动失灵GOOSE软压板投入，保护检修设备压板未投入，若不一致则告警；
所述保护功能压板处于运行状态是指：根据保护装置整定单，确定每套保护功能压板的投运要求，形成保护功能压板的配置状态；根据现场运行要求，确定功能压板配置状态的调整要求，如停用重合闸、退出光纤保护；由此，确定每套保护功能压板的运行状态；
7)信号状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态，跳闸、启动失灵GOOSE软压板退出，保护检修压设备板未投入，若不一致则告警；
8)检修状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能软压板处于运行状态，跳闸、启动失灵等GOOSE软压板退出，虚回路所关联的接收设备接收软压板断开，保护设备检修压板投入，若不一致则告警。
智能变电站继电保护压板状态评估系统的监测方法，包括如下步骤：
S100：获取SCD文件及保护压板状态评估规则；
S200：经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；
S300：解析SCD文件获取保护静态模型；基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态，获得保护系统运行状态模型，如运行、信号、检修；
S400：基于评估规则及保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与一次设备运行状态符合度；
由此，完成智能变电站继电保护压板状态评估。
有益效果：本发明提供的智能变电站继电保护压板状态评估系统，通过获取保护装置功能压板、输入/输出软压板、检修压板，及断路器状态，判断继电保护系统的可用性及与运行要求的一致性，为有效控制电网运行风险提供技术支撑。
附图说明
图1为本发明的评估系统的结构示意图；
图2为本发明的评估系统的监测流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如图1所示，一种智能变电站继电保护压板状态评估系统，包括：人机接口模块、数据采集模块、在线评估模块、智能告警模块；其中：人机接口模块获取SCD文件、保护压板状态评估规则，分别送至在线评估模块和智能告警模块。可人工进行压板基准状态确认，及压板基准状态与实时状态的比对，支持可视化方式展示压板状态信息的不一致告警。
数据采集模块经SV网络获取SV链路压板状态，经GOOSE网络获取GOOSE压板状态及断路器位置状态信息，经MMS网络获取保护定值、功能压板及检修压板状态信息，并将上述信息输出至在线评估模块。
在线评估模块解析SCD文件，获取保护静态模型；基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态，获得保护运行状态，如保护装置处于运行、信号、检修状态，送至智能告警模块。
智能告警模块基于来自人机接口模块的评估规则，匹配来自在线评估模块的保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与运行状态的符合度，并将告警提示信息送至人机接口模块。
所述的保护静态模型是指：仅包含IED装置虚回路相关的全部信息所表示的模型，包括GOOSE控制块定义(含Mac地址)、Extref定义、GOOSE控制块中数据集的定义等。
所述的保护运行状态是指：①“跳闸”是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启失灵等GOOSE软压板投入；②“信号”是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启失灵等GOOSE软压板退出；③“检修”是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板退出，跳闸、启失灵等GOOSE软压板退出，检修压板投入。
所述的评估规则是指下列四种评估规则：
9)定时比较判别：
断路器处于合闸状态，人工设定比较时间间隔(如24小时)：判断当前保护功能压板、软压板、检修压板状态与前一时段(如24小时前)压板状态的一致性，若不一致则告警；
10)运行状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态；跳闸、启动失灵等GOOSE软压板投入，保护检修设备压板未投入，若不一致则告警；
所述的保护功能压板处于运行状态是指：根据保护装置整定单，确定每套保护功能压板的投运要求，形成保护功能压板的配置状态；根据现场运行要求，确定功能压板配置状态的调整要求(如停用重合闸、退出光纤保护等)；由此，确定每套保护功能压板的运行状态；
11)信号状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态，跳闸、启动失灵等GOOSE软压板退出，保护检修压设备板未投入，若不一致则告警；
12)检修状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能软压板处于运行状态，跳闸、启动失灵等GOOSE软压板退出，虚回路所关联的接收设备接收软压板断开，保护设备检修压板投入，若不一致则告警；
所述的人机接口模块包括：数据读入单元、人机操作单元和可视化展示单元，其中：数据读入单元获取SCD文件、保护压板状态评估规则，分别送至在线评估模块和智能告警模块；人机操作单元支持人工进行压板基准状态确认及基准状态与实时状态的比对；可视化展示单元接收来自智能告警模块压板状态信息的不一致告警信息，并支持可视化方式展示。
所述的压板基准状态是指：由人工确认压板投退符合运行要求的状态，具体涵盖保护功能压板、链路联接压板、检修压板；一般需要针对每个间隔的保护进行压板状态进行人工确认。
所述的数据采集模块包括：网络通信单元、数据传输单元，其中：网络通信单元分别经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；数据传输单元将上述压板及断路器状态信息输出至在线评估模块；
所述的在线评估模块包括：静态模型解析单元，报文匹配单元；静态模型解析单元解析SCD文件，获取保护静态模型；报文匹配单元基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态信息，获得保护系统运行状态模型，如运行、信号、检修，并送至智能告警模块；
所述的智能告警模块包括：评估规则单元、智能告警单元、数据存储单元；基于来自人机接口模块的评估规则，匹配来自在线评估模块的保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与一次设备运行状态的符合度，及与保护运行状态的符合度；数据存储单元保留评估结果，并将告警提示信息送至人机接口模块。
如图2所示，上述系统通过以下方式实现监测：
S100：获取SCD文件及保护压板状态评估规则；
S200：经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；
S300：解析SCD文件获取保护静态模型；基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态，获得保护系统运行状态模型，如运行、信号、检修(停役)；
S400：基于评估规则及保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与一次设备运行状态符合度；
由此，完成智能变电站继电保护压板状态评估。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种智能变电站继电保护压板状态评估系统，其特征在于：包括：人机接口模块、数据采集模块、在线评估模块、智能告警模块；
所述人机接口模块包括：数据读入单元、人机操作单元和可视化展示单元，其中：数据读入单元获取SCD文件、保护压板状态评估规则，分别送至在线评估模块和智能告警模块；人机操作单元支持人工进行压板基准状态确认及基准状态与实时状态的比对；可视化展示单元接收来自智能告警模块压板状态信息的不一致告警信息，并支持可视化方式展示；
所述数据采集模块包括：网络通信单元、数据传输单元，其中：网络通信单元分别经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；数据传输单元将上述压板及断路器状态信息输出至在线评估模块；
所述在线评估模块包括：静态模型解析单元，报文匹配单元；静态模型解析单元解析SCD文件，获取保护静态模型；报文匹配单元基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态信息，获得保护运行状态，并送至智能告警模块；
所述智能告警模块包括：评估规则单元、智能告警单元、数据存储单元；基于来自人机接口模块的评估规则，匹配来自在线评估模块的保护压板状态及断路器状态信息，评估保护压板与一次设备运行状态的符合度，及与保护运行状态的符合度；数据存储单元保留评估结果，并将告警提示信息送至人机接口模块。
2.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护压板状态评估系统，其特征在于：所述压板基准状态是指：由人工确认压板投退符合运行要求的状态，具体涵盖保护功能压板、链路联接压板、检修压板；需要针对每个间隔的保护进行压板状态人工确认。
3.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护压板状态评估系统，其特征在于：所述保护静态模型是指：仅包含IED装置虚回路相关的全部信息所表示的模型，包括GOOSE控制块定义含Mac地址、Extref定义、GOOSE控制块中数据集的定义。
4.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护压板状态评估系统，其特征在于：所述保护运行状态是指：①跳闸，②信号，③检修；
跳闸是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启失灵GOOSE软压板投入；
信号是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板投入，跳闸、启失灵GOOSE软压板退出；
检修是指保护装置交直流回路正常，主保护及后备保护功能软压板退出，跳闸、启失灵GOOSE软压板退出，检修压板投入。
5.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护压板状态评估系统，其特征在于：所述评估规则包括：定时比较判别、运行状态判别、信号状态判别、检修状态判别；
1)定时比较判别：
断路器处于合闸状态，人工设定比较时间间隔，如24小时，判断当前保护功能压板、软压板、检修压板状态与前一时段，如24小时前，压板状态的一致性，若不一致则告警；
2)运行状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态；跳闸、启动失灵GOOSE软压板投入，保护检修设备压板未投入，若不一致则告警；
所述保护功能压板处于运行状态是指：根据保护装置整定单，确定每套保护功能压板的投运要求，形成保护功能压板的配置状态；根据现场运行要求，确定功能压板配置状态的调整要求，如停用重合闸、退出光纤保护；由此，确定每套保护功能压板的运行状态；
3)信号状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能压板处于运行状态，跳闸、启动失灵GOOSE软压板退出，保护检修压设备板未投入，若不一致则告警；
4)检修状态判别：
断路器处于合闸状态，保护功能软压板处于运行状态，跳闸、启动失灵等GOOSE软压板退出，虚回路所关联的接收设备接收软压板断开，保护设备检修压板投入，若不一致则告警。
6.根据权利要求1所述的智能变电站继电保护压板状态评估系统的监测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S100：获取SCD文件及保护压板状态评估规则；
S200：经SV和GOOSE网络获取SV、GOOSE链路压板状态及断路器状态信息，经MMS网络获取保护功能压板状态及检修压板信息；
S300：解析SCD文件获取保护静态模型；基于保护静态模型匹配在线获取的保护系统压板状态，获得保护系统运行状态模型，如运行、信号、检修；
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由此，完成智能变电站继电保护压板状态评估。
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