CN108879654B - 基于遥测异动设备异常远方诊断方法 - Google Patents

Abstract

基于遥测异动设备异常远方诊断方法，涉及一种诊断方法。目前，电网自动化系统的实时性和根除跳变不能兼顾。本发明包括遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断。本技术方案通过外挂系统的方式解决了在不影响EMS运行性能的同时，能发现设备出现的异常情况；深度巡视通过定期自动对电网运行数据进行数据辨识，搜索出有问题的信息，通过图表等方式展示出来。监控信息分析师可通过深度巡视巡视出来的当前信息进行分析，也可对历史巡视信息进行查询并形成同比、环比比对结果，从而发现电网运行潜在的问题和安全隐患；通过深度巡视功能弥补了监控员正常监控工作中的不足和遗漏项，从而进一步提升电网安全运行的水平。

Description

基于遥测异动设备异常远方诊断方法

技术领域

本发明涉及一种诊断方法，尤其指基于遥测异动设备异常远方诊断方法。

背景技术

电网自动化系统(EMS)所提供的遥测数据，必须具备实时性和正确性两个最基本的指标，才能满足监控、调度人员及时掌握和准确调整电网工况的要求。

所谓实时性，就是电网中一次设备的状态发生变化后，相关信息立即就能反映到调度中心，其滞后的最长时延，一般不应该超过3秒；所谓正确性，就是所有一次设备的状态信息，都要完全符合电网现时的实际工况：对于遥信数据，不能有误动、拒动和抖动；对于遥测数据，综合误差不应超过0.5％.

要达到上述指标，并不容易。经过了20多年的持续改进，目前电网自动化系统的实时运行水平，已经有了很大提高。目前一般省一级系统，在大多数时段，基本上能够达到上述指标。

但在某些特定的时间区间，以上两种指标都达不到，如数据的跳变情况。异常数据跳变的持续时间差别很大，短的几分钟，长的几小时。事实上，还有更短的数十秒钟的事件，由于历史数据存储的过滤作用，大多数已经被忽略，在很短时间内，监控员无法做出异常响应或异常由于数据的过滤作用被忽略掉了。再者，有些数据异常需要根据多方面数据关联运算才能判断出问题，由此也会占用很多宝贵资源。

一个系统发生数据跳变现象不可避免，因为其发生的原因深嵌于远程数据采集的机制之中。如果要完全根绝遥测数据跳变，系统的实时性就不得不降低，但实时性对于监控、调度人员更加重要，许多紧急事件的处理要在几秒之内立即决定，因此不可能通过付出降低实时性的代价来换取根除跳变。因此，产生了两难的境地。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于遥测异动设备异常远方诊断方法，以达到对遥测值出现异常的设备进行检查排除原因的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

基于遥测异动设备异常远方诊断方法，包括遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断；

遥测不变化诊断时，按设定的频率对主变三侧绕组、线路、负荷的有功、无功、电流遥测点数据进行辨识，找出设备遥测数据发生异常情况，辨识方法包括检测是否遥测不变化、整站数据不刷新、量测不刷新发生频率；

遥测越限诊断时，按设定的频率对遥测越限信息进行辨识，找出母线越限引起的原因，辨识方法包括检测母线电压越限情况、AVC未及时操作、监控员未及时操作、容抗器同投情况方面；

主变母线潮流不平衡诊断，按设定的频率自动对母线电压和与母线相连的间隔的有功、无功、电流进行辨识，从而判断哪些设备潮流不平衡，母线相连的间隔包括线路、主变、负荷、电容电抗、所用电的间隔；

变压器温升异常诊断，按设定的频率对主变的油温和负载率进行辨识，找出当前责任区油温和负载不在合理范围内的变电站主变，巡视结果用于供省地监控员、分析师分析油温超出范围的变压器是否出现异常。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

进一步的，遥测不变化诊断方法包括以下步骤：

101)遥测不变化检测：当设备有功、无功、电流三个遥测点数据均超过30分钟不刷新，则表示设备遥测不变化；展示相关信息，与通道进行关联，并标识“有功、无功、电流遥测值均不变化”；

102)整站不变化检测：当变电站的所有量测量中有超过85％遥测不刷新时就判断为整站数据不刷新，展示变电站信息、不变化占比情况、通道状态；

103)量测不变化发生时间频率：对选定的时间范围内，统计各个量测点在这段时间内，数据不刷新的时间占比情况，通过表格展示相关信息，并按占比降序排序。

进一步的，遥测越限诊断的步骤包括：

201)母线电压越限诊断：统计当天信号的越限情况，记录越上限次数、越下限次数、最后一次越限状态和时间，通过表格方式展示相关信息，并可查看当天越限明细；

202)AVC未及时操作诊断：当查询到母线电压越限告警时，检查AVC状态；AVC若没有处于闭锁状态，则应该正确动作；若没有正确动作，则标记“某站某母线电压不合格，AVC引起”，并可查看没有正确动作的AVC信息；

203)监控员未及时操作诊断：母线电压越线时间高于某一可配置阈值时，判定为监控员没有及时调节的母线电压越线情况，通过表格展示相关信息，包括越限时长，并标记“某站某母线电压不合格，操作不及时引起”。

204)容抗器同投情况诊断：找出同一变电站存在电容器开关和电抗器开关均为运行的情况，通过表格展示相关信息，包括电容器投退个数、电抗器投退个数，并标记“某站某母线电压不合格，电容、电抗同投”。

进一步的，主变母线潮流不平衡诊断包括：

301)先判断母线潮流不平衡，同电压等级的母线当作一个整体，求与母线相连的所有间隔有功值、无功值是否平衡；

311)所有间隔的有功值求和，若绝对值>1，则判定该电压等级母线有功不平衡，间隔为包括主变高压侧的间隔，排除母联、母分(桥)间隔；

312)将该电压等级下与母线相连的间隔无功值求和，若绝对值>20，则判定该电压等级母线有功不平衡，间隔为包括主变高压侧的间隔，排除母联、母分(桥)间隔；

302)如果母线潮流不平衡，则找出具体哪个间隔不平衡，间隔包括母联、母分(桥))；间隔不平衡判断方法：P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

若P2>1且|P1-P2|/P2>20％则判定为不平衡；

正常情况下，主变的有功、无功值取主变高压侧的有功、无功值；如果高压侧不存在有功、无功值数据，则将中低压侧的有功值求和并取反替换高压侧有功值，将中低压侧的无功值求和并取反替换高压侧无功值；

计算主变不平衡时，主变的电压取相应的母线电压遥测值，取值条件：根据与母线相连的主变间隔里的母线刀闸的端点号，获取与其相连的母线，并判断其对应刀闸为合状态。

进一步的，变压器温升异常诊断方法包括以下步骤：

401)温升异常诊断：巡视出温度超过所设限值的所有变压器；

402)根据变压器油温、负载限值关系表，每天10点读取并运算变压器的负载率和温度值，根据变压器油温、绕组油温、负载限值关系表，列出超出油温范围的变压器；展示的列包括：开始时间、结束时间、阈值名称、油温合理区间、负载合理区间、修改人、修改时间；

判断规则：在相应负载范围内，油温超过相应范围,即判定存在温升异常；当电压等级为500kv以上的主变，油温有A相、B相、C相油温，此时可把ABC三相各当成一个主变来判断。

进一步的，主变母线潮流不平衡诊断包括以步骤：

A)计算除母联、母分间隔的各电压等级所有间隔；

B)计算所有间隔的有功值和所有间隔的无功值，计算P1和P2；P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

C)对有功值求和，当有功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

D)计算对应间隔；

E)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

F)判断是否还有未辨识间隔，若是，则回至步骤D)，若否，则结束；

G)对无功值求和，对无功值求和，当无功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

H)计算对应间隔；

I)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

J)计算母联可母分桥，或P2>1且|P1-P2|/P2>20％，则判断母联或母分不平衡，若否则直接结束。

进一步的，在遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断时，按5min/次的频率进行辨识。

有益效果：本技术方案通过外挂系统的方式解决了在不影响EMS运行性能的同时，能发现设备出现的异常情况。深度巡视通过定期自动对电网运行数据进行数据辨识，根据特定算法，搜索出有问题的信息，通过图表等方式展示出来。监控信息分析师可通过深度巡视巡视出来的当前信息进行分析，也可对历史巡视信息进行查询并形成同比、环比比对结果，从而发现电网运行潜在的问题和安全隐患。通过深度巡视功能弥补了监控员正常监控工作中的不足和遗漏项，从而进一步提升电网安全运行的水平。

附图说明

图1是本发明的主变母线潮流不平衡诊断流程图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

本技术方案通过对最近遥测历史数据进行运算分析，可以发现EMS能发现但由于考虑性能等忽略掉的问题。本实施例详细如下：

通过深度巡视方法可以针对遥测异动设备异常进行远方诊断。诊断项目可分为以下几个方面：遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断。

1.遥测不变化诊断

系统按5min/次的频率对主变三侧绕组、线路、负荷的有功、无功、电流遥测点数据进行辨识，找出设备遥测数据发生异常情况，具体体现在遥测不变化、整站数据不刷新、量测不刷新发生频率等方面，实现逻辑如下：

◆遥测不变化：当设备有功、无功、电流三个遥测点数据均超过30分钟不刷新，则表示设备遥测不变化。展示相关信息，与通道进行关联，并标识“有功、无功、电流遥测值均不变化”。

◆整站不变化：对各个变电站而言，所有量测量中有超过85％遥测不刷新时就判断为整站数据不刷新，展示变电站信息、不变化占比情况、通道状态。

◆量测不变化发生时间频率：对选定的时间范围内，统计各个量测点在这段时间内，数据不刷新的时间占比情况，通过表格展示相关信息，并按占比降序排序。

2.遥测越限诊断

系统按5min/次的频率对遥测越限信息进行辨识，找出母线越限引起的原因，具体通过母线电压越限情况、AVC未及时操作、监控员未及时操作、容抗器同投情况方面体现，实现逻辑如下：

◆母线电压越限情况：统计当天信号的越限情况，记录越上限次数、越下限次数、最后一次越限状态和时间等，通过表格方式展示相关信息，并可查看当天越限明细。

◆AVC未及时操作：当程序查询到母线电压越限告警时，检查AVC状态。AVC若没有处于闭锁状态，则应该正确动作。若没有正确动作，则标记“某站某母线电压不合格，AVC引起”，并可查看没有正确动作的AVC信息。

◆监控员未及时操作：母线电压越线时间高于某一可配置阈值时(如：10分钟)，判定为监控员没有及时调节的母线电压越线情况，通过表格展示相关信息如越限时长等，并标记“某站某母线电压不合格，操作不及时引起”。

◆容抗器同投情况：找出同一变电站存在电容器开关和电抗器开关均为运行的情况，通过表格展示相关信息如电容器投退个数、电抗器投退个数，并标记“某站某母线电压不合格，电容、电抗同投”。

3.主变母线潮流不平衡诊断

系统按5min/次的频率自动对母线电压，和与母线相连的间隔如线路、主变、负荷、电容电抗、所用电等的有功、无功、电流进行辨识，从而判断哪些设备潮流不平衡。主要通过判断间隔(主变)、母线潮流不平衡体现，实现逻辑如下：

◆先判断母线潮流不平衡，同电压等级的母线当作一个整体，求与母线相连的所有间隔(以母线为节点)有功值、无功值是否平衡。

1)所有间隔(包含主变间隔(取高压侧),排除母联、母分(桥)间隔)的有功值求和，若绝对值>1，则判定该电压等级母线有功不平衡。

2)将该电压等级下与母线相连的间隔(包含主变间隔(取高压侧),排除母联、母分(桥)间隔)无功值求和，若绝对值>20，则判定该电压等级母线有功不平衡。

◆如果母线潮流不平衡，则找出具体哪个间隔(包括母联、母分(桥))不平衡，间隔不平衡判断方法:P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

若P2>1且|P1-P2|/P2>20％则判定为不平衡。

注：正常情况下，主变的有功、无功值取主变高压侧的有功、无功值。如果高压侧不存在有功、无功值(存在部分变电站主变高压侧没有遥测值得情况)则将中低压侧的有功值求和并取反替换高压侧有功值，将中低压侧的无功值求和并取反替换高压侧无功值。

计算主变不平衡时，主变的电压取相应的母线电压遥测值，取值条件：

通过判断与母线相连的主变间隔里的母线刀闸的端点号跟哪个母线相连并判断刀闸为合状态。

如图1所示，具体的，主变母线潮流不平衡诊断包括以步骤：

A)计算除母联、母分间隔的各电压等级所有间隔；

B)计算所有间隔的有功值和所有间隔的无功值，计算P1和P2；P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

C)对有功值求和，当有功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

D)计算对应间隔；

E)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

F)判断是否还有未辨识间隔，若是，则回至步骤D)，若否，则结束；

G)对无功值求和，对无功值求和，当无功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

H)计算对应间隔；

I)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

J)计算母联可母分桥，或P2>1且|P1-P2|/P2>20％，则判断母联或母分不平衡，若否则直接结束。

4.变压器温升异常诊断

系统按5min/次的频率对主变的油温和负载率进行辨识，找出当前责任区油温和负载不在合理范围内的变电站主变，巡视结果用于供省地监控员、分析师分析油温超出范围的变压器是否出现异常，具体逻辑如下：

◆温升异常：巡视出温度超过所设限值的所有变压器。

◆根据变压器油温、负载限值关系表(该表由用户配置)，后台每天10点读取并运算变压器的负载率和温度值，根据变压器油温、绕组油温、负载限值关系表(该表由用户配置)，列出超出油温范围的变压器。展示的列：开始时间、结束时间、阈值名称、油温合理区间、负载合理区间、修改人、修改时间

注：不同月份相应的负载范围和油温范围不同。

判断规则：在相应负载范围内，油温超过相应范围,即判定存在温升异常。

◆电压等级为500kv以上的主变，油温会有A相、B相、C相油温，此时可把ABC三相各当成一个主变来判断。

本技术方案通过遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断，可以达到一定程度对远方设备异常情况进行准确的诊断，根据这种方式，可以很好的达到辅助监控员掌控设备的运行状况、跟踪监控、精准监控的目的。一定程度上增强了电网运行的可靠性和提前预知性，从而使电网运行更安全。

以上图1所示的基于遥测异动设备异常远方诊断方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (3)

1.基于遥测异动设备异常远方诊断方法，其特征在于：通过深度巡视方法针对遥测异动设备异常进行远方诊断，诊断包括遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断；深度巡视采用外挂系统的方式，以在不影响电网自动化系统运行性能的同时，能发现设备出现的异常情况；深度巡视通过定期自动对电网运行数据进行数据辨识，搜索出有问题的信息；

遥测不变化诊断时，按设定的频率对主变三侧绕组、线路、负荷的有功、无功、电流遥测点数据进行辨识，找出设备遥测数据发生异常情况，辨识方法包括检测是否遥测不变化、整站数据不刷新、量测不刷新发生频率；

遥测越限诊断时，按设定的频率对遥测越限信息进行辨识，找出母线越限引起的原因，辨识方法包括检测母线电压越限情况、AVC未及时操作、监控员未及时操作、容抗器同投情况方面；

主变母线潮流不平衡诊断，按设定的频率自动对母线电压和与母线相连的间隔的有功、无功、电流进行辨识，从而判断哪些设备潮流不平衡，母线相连的间隔包括线路、主变、负荷、电容电抗、所用电的间隔；

变压器温升异常诊断，按设定的频率对主变的油温和负载率进行辨识，找出当前责任区油温和负载不在合理范围内的变电站主变，巡视结果用于供省地监控员、分析师分析油温超出范围的变压器是否出现异常；

遥测不变化诊断方法包括以下步骤：

101)遥测不变化检测：按5min/次的频率采集设备有功、无功、电流三个遥测点数据，当设备有功、无功、电流三个遥测点数据均超过30分钟不变化，即6次采集数据大小变化小于1*10^-6，则表示设备遥测不变化；展示设备相关信息，与采集通道进行关联，标识通道名，并标识“有功、无功、电流遥测值均不变化”；

102)整站不变化检测：当变电站的所有量测量中有超过50％遥测不变化时就判断为整站数据不刷新，展示变电站信息、不变化占比情况、通道名及通道状态；

103)量测不变化发生时间频率：对选定的时间范围内，统计各个量测点在这段时间内，数据不变化的时间占比情况，通过表格展示设备信息、数据不变化比例，并按占比降序排序；

遥测越限诊断的步骤包括：

201)母线电压越限诊断：统计变电站一天的母线电压越限情况，记录越上限次数、越下限次数、最后一次越限状态和时间，通过表格方式展示相关信息，并可查看当天越限明细；

202)AVC未及时操作诊断：当查询到母线电压越限告警时，检查AVC状态；AVC若没有处于闭锁状态，则应该正确动作；若没有正确动作，则标记“某站某母线电压不合格，AVC引起”，并可查看没有正确动作的AVC信息；

203)监控员未及时操作诊断：母线电压越线时间高于某一可配置阈值时，判定为监控员没有及时调节的母线电压越线情况，通过表格展示相关信息，包括越限时长，并标记“某站某母线电压不合格，操作不及时引起”；

204)容抗器同投情况诊断：找出同一变电站存在电容器开关和电抗器开关均为运行的情况，通过表格展示相关信息，包括电容器投退个数、电抗器投退个数，并标记“某站某母线电压不合格，电容、电抗同投”；

主变母线潮流不平衡诊断包括：

301)先判断母线潮流不平衡，同电压等级的母线当作一个整体，求与母线相连的所有间隔有功值、无功值是否平衡；

311)所有间隔的有功值求和，若绝对值>1，则判定该电压等级母线有功不平衡，间隔为包括主变高压侧的间隔，排除母联、母分或桥间隔；

312)将该电压等级下与母线相连的间隔无功值求和，若绝对值>1，则判定该电压等级母线有功不平衡，间隔为包括主变高压侧的间隔，排除母联、母分或桥间隔；

302)如果母线潮流不平衡，则找出具体哪个间隔不平衡，间隔包括母联、母分或桥；间隔不平衡判断方法：P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

若P2>1且|P1-P2|/P2>20％则判定为不平衡；

正常情况下，主变的有功、无功值取主变高压侧的有功、无功值；如果高压侧不存在有功、无功值数据，则将中低压侧的有功值求和并取反替换高压侧有功值，将中低压侧的无功值求和并取反替换高压侧无功值；

计算主变不平衡时，主变的电压取相应的母线电压遥测值，取值条件：根据与母线相连的主变间隔里的母线刀闸的端点号，获取与其相连的母线，并判断其对应刀闸为合状态；

变压器温升异常诊断方法包括以下步骤：

401)温升异常诊断：巡视出温度超过所设限值的所有变压器；

402)根据变压器油温、负载限值关系表，每天10点读取并运算变压器的负载率和温度值，根据变压器油温、绕组油温、负载限值关系表，列出超出油温范围的变压器；展示的列包括：开始时间、结束时间、阈值名称、油温合理区间、负载合理区间、修改人、修改时间；

判断规则：在相应负载范围内，油温超过相应范围,即判定存在温升异常；当电压等级为500kv以上的主变，油温有A相、B相、C相油温，此时可把ABC三相各当成一个主变来判断。

2.根据权利要求1所述的基于遥测异动设备异常远方诊断方法，其特征在于：主变母线潮流不平衡诊断包括以下步骤：

A)计算除母联、母分间隔的各电压等级所有间隔；

B)计算所有间隔的有功值和所有间隔的无功值总和，计算P1和P2；P1＝电流*电压*1.732/1000(MVA)，

C)对有功值求和，当有功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

D)计算对应间隔；

E)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

F)判断是否还有未辨识间隔，若是，则回至步骤D)，若否，则结束；

G)对无功值求和，对无功值求和，当无功值求和大于1时，进入下一步，若否跳至步骤J)；

H)计算对应间隔；

I)判断P2>1且|P1-P2|/P2>20％，若是，则认为间隔不平隔，否则直接结束；

J)计算母联、母分或桥，或P2>1且|P1-P2|/P2>20％，则判断母联或母分不平衡，若否则直接结束。

3.根据权利要求1所述的基于遥测异动设备异常远方诊断方法，其特征在于：在遥测不变化诊断、遥测越限诊断、主变母线潮流不平衡诊断、变压器温升异常诊断时，按5min/次的频率进行辨识。

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