CN109639477A - 一种二次设备在线监视与分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次设备在线监视与分析系统及方法，二次设备在线监视与分析系统用通信网关机、调度数据网等硬件设备构成，厂站端I区通信网关机与继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等二次设备进行通信，同时I区通信网关机向调度端传输实时继电保护装置信息，备自投装置和低周减载装置信息；线监视与分析系统通过信息过滤、信息分类和信息查询实现对装置运行状态的实时监视；通过在线故障分析综合多源信息进行故障诊断，最终形成故障报告，为综合智能告警提供可靠的判据和丰富的故障信息；保证保远程控制的安全性和可靠性；通过对二次设备运行状态和运行工况进行实时自动统计，为运行分析与评价提供可靠的统计数据。

Description

一种二次设备在线监视与分析系统及方法

技术领域

本发明属于电力系统自动化领域，具体涉及一种二次设备在线监视与分析系统及方法。

背景技术

宝鸡地区供电半径大，供电范围广。以往，当系统发生故障后，多是通过变电站值班人员人工观察和记录后通过电话汇报，其准确性和快捷性都不能令人满意。为了分析、判断事故，继电保护人员急需现场的故障录波报告及微机保护打印报告，为获得这些信息，继电保护人员要驱车很长距离才能取回录波图，不利于事故处理，很大程度上制约了故障处理速度，而且运行维护费用大。

保护信息和录波数据迅速、准确、完整传送到调度端对调度人员及时准确掌握电网故障情况、分析保护动作行为、排除事故分析中非技术因素的影响、提高事故分析水平及故障处理速度具有十分重要的作用。实现远方对保护运行状态的监视，对及时发现和处理异常缺陷，消除保护拒动、误动风险，缩短设备异常停运时间、提高其运行率及可用率、减少运行维护费用也具有十分重要的意义。

目前，国内变电站仅实现了故障录波器的录波数据通过调度数据网直传至调度端，保护装置的重要告警和跳闸信息通过远动系统传送至监控端，未实现对二次设备实时采集模拟量数据的传送，未实现全息传送和故障在线分析，因此研究开发一种全面的二次设备在线监视与分析系统及方法是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次设备在线监视与分析系统及方法，旨在通过该系统实现对二次设备实时运行状态的在线监视和在线形成故障报告，提高调度人员分析处理事故效率，有效促进电网故障研判和快速处置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种二次设备在线监视与分析系统，包括设置在厂站端的站内网络交换机和I区通信网关机，设置在主站端的数据网I区交换机、采集服务器和应用服务器；

将变电站内继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等二次设备接入站内网络交换机，来自站内网络交换机的一路信号送给站内的一体化监控系统平台，另一路信号送给I区通信网关机，通过I区通信网关机对数据进行处理后，送给主站端的数据网I区交换机，上送至数据网I区交换机，再进入主站端的采集服务器和应用服务器实现获取装置信息及相关操作功能。

进一步，二次设备包括继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等，所有二次设备在厂站端的网络交换机汇集，I区通信网关机采用61850规约、103规约或装置规约与所有二次设备进行通信，同时I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置、备自投装置和低周减载装置信息。

进一步，所述继电保护装置信息包括继电保护装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和保护录波，备自投和低周减载装置信息包括装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和策略表。

进一步，采集服务器和应用服务器能够实现互备。

一种二次设备在线监视与分析方法，将变电站内继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等二次设备接入站内网络交换机，来自站内网络交换机的一路信号送给站内的一体化监控系统平台，另一路信号送给I区通信网关机，通过I区通信网关机对数据进行处理后，送给主站端的数据网I区交换机，上送至数据网I区交换机，再进入线监视与分析系统的采集服务器和应用服务器实现获取装置信息，通过信息过滤、信息分类和信息查询实现对装置运行状态的实时监视；通过在线故障分析综合多源信息进行故障诊断，最终形成故障报告。

进一步，I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置信息，稳控装置和低压低周减载装置信息具体包括以下步骤：

(a)获取信息，采集服务器获取的信息包括状态量信息、模拟量信息、事件信息和定值信息；

(b)应用服务器查询二次设备的实时运行定值和备用多组定值，并将定值存入数据库，数据库中原有定值以带时标的历史定值的方式存储；能查询继电保护装置的运行定值区；能对人工召唤装置实际定值和主站数据库中保存的定值进行核对。

进一步，事件信息包括二次设备告警自检信息、二次设备运行工况、动作信号、压板投退信息等；定值信息包括二次设备当前运行的定值区号和定值、保护的备用多组定值。

本发明的二次设备在线监视与分析系统及方法，在线监视与分析系统用通信网关机、调度数据网、网路交换机硬件设备构成，厂站端I区通信网关机与继电保护装置、备自投装置和低周减载等二次设备进行通信，同时I区通信网关机向主站端传输实时保护信息，备自投装置和低周减载装置信息。

在线监视与分析系统通过信息过滤、信息分类和信息查询实现对装置运行状态的实时监视；通过在线故障分析综合多源信息进行故障诊断，最终形成故障报告，为综合智能告警提供可靠的判据和丰富的故障信息；通过信息归档将故障相关的所有信息整理成故障信息包并形成故障分析报告；通过严格的安全审核措施和严密的操作流程控制来确保远程控制的安全性和可靠性；通过对二次设备运行状态和运行工况进行实时自动统计，为运行分析与评价提供可靠的统计数据。

在线监视与分析系统的在线故障分析功能可自动对故障时的上送的大量装置信息进行筛选，从中提取重要的动作信息，并结合稳态监控提供的开关变位和SOE信息，基础平台提供的网络拓扑分析结果，以及从录波简报及故障录波文件中自动提取的故障信息，基于逻辑推理、反向验证等手段，最终准确判断故障设备和故障时间，并形成准实时的故障报告。

在线监视与分析系统能查询二次设备的实时运行定值和备用多组定值，并可将定值存入数据库，数据库中原有定值应以带时标的历史定值的方式存储；应能查询二次设备的运行定值区；能对人工召唤装置实际定值和主站数据库中保存的定值进行核对。可对二次设备进行远程控制，包括：修改定值、切换定值区、投退软压板。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明系统简单可靠，在厂站端只需增配一台通信网关机，即可实现对全站二次设备的信息汇集和上送。在主站端只需增加采集服务器和应用服务器(可共用)，即可实现对信息的采集和分析功能，软件功能全面，界面操作简单，满足多专业人员需求，能够覆盖运行监视、故障告警、故障分析、定值管理、远程控制、信息归档、统计查询等，满足调度、监控、运维、检修等多专业需求，实用性强。

本发明方法为调度人员、继电保护人员准确、及时获取信息，分析和处理事故提供有力的技术支撑，有效促进电网故障研判和快速处置。

附图说明

图1为二次设备在线监视与分析系统硬件结构图；

图2为二次设备在线监视与分析方法软件功能图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，本发明二次设备在线监视与分析系统，包括设置在厂站端的站内网络交换机和I区通信网关机，设置在主站端的数据网I区交换机、采集服务器和应用服务器；采集服务器和应用服务器能够实现互备。

将变电站内继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等二次设备接入站内网络交换机，来自站内网络交换机的一路信号送给站内的一体化监控系统平台，另一路信号送给I区通信网关机，通过I区通信网关机对数据进行处理后，送给主站端的数据网I区交换机，上送至数据网I区交换机，再进入主站端的采集服务器和应用服务器实现获取装置信息及相关操作功能。

二次设备包括继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等，所有二次设备在厂站端的网络交换机汇集，I区通信网关机采用61850规约、103规约或装置规约与所有二次设备进行通信，同时I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置信息，备自投装置和低周减载装置信息。实时继电保护装置信息包括继电保护装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和保护录波，备自投和低周减载装置信息包括装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和策略表。

如图2所示，本发明二次设备在线监视与分析方法，具体如下：

(1)将变电站内继电保护装置、备自投装置和低周减载装置等二次设备接入站内网络交换机；

来自站内网络交换机的一路信号送给站内的一体化监控系统平台，实现在当地后台调取保护相关信息的功能；另一路信号送给I区通信网关机，通过I区通信网关机对数据进行处理后，送给主站端的数据网I区交换机，上送至数据网I区交换机，再进入二次设备在线监视与分析系统及方法的采集服务器、应用服务器(采集服务器和应用服务器可实现互备)，从硬件上实现系统获取二次设备信息及相关操作功能。

(2)实现站端与调度端的通信；

厂站端I区通信网关机采用61850规约、103规约或装置规约与继电保护装置、稳控装置和低压低周减载等间隔层设备进行通信。同时I区通信网关机采用国网103规约向调度端传输实时继电保护装置信息(模拟量、定值、动作、告警、状态量、保护录波等)，备自投、低周减载装置信息(动作、告警、状态量、策略表)和低压低周减载装置信息。

(3)系统软件功能调试及互联。

(a)获取信息。

状态量信息，模拟量信息，事件信息(包括二次设备告警自检信息、二次设备运行工况、动作信号、压板投退信息、动作报告等；安全自动装置还包括装置的动作报告)，定值信息(包括二次设备当前运行的定值区号和定值、保护的备用多组定值等)。

(b)查询二次设备的实时运行定值和备用多组定值，并可将定值存入数据库，数据库中原有定值应以带时标的历史定值的方式存储；应能查询继电保护装置的运行定值区；能对人工召唤装置实际定值和主站数据库中保存的定值进行核对。

(4)在线故障报告形成功能。

应用服务器自动对故障时的上送的大量装置信息进行筛选，从中提取重要的动作信息，并结合稳态监控提供的开关变位和SOE信息，基础平台提供的网络拓扑分析结果，以及从录波简报及故障录波文件中自动提取的故障信息，基于逻辑推理、反向验证等手段，最终准确判断故障设备和故障时间，并形成准实时的故障报告。

本发明采用硬件构成和软件系统功能的开发，实现了对变电站二次设备的采集的模拟值、开关量、保护定值、软压板状态及装置故障告警信息等运行状态的实时在线监视。在电网故障发生故障时，在线故障分析功能可自动对故障时的上送的大量装置信息进行筛选，从中提取重要的动作信息，并结合稳态监控提供的开关变位和SOE信息，基础平台提供的网络拓扑分析结果，以及录波文件，基于逻辑推理、反向验证等手段，最终准确判断故障设备、故障时间和故障位置，并形成准实时的故障报告。

本发明具有以下优点：

(1)该方案简单可靠，在厂站端只需增配一台通信网关机，即可实现对全站二次设备的信息汇集和上送。在主站端只需增加采集服务器和应用服务器(可共用)，即可实现对信息的采集和分析功能。

(2)软件功能全面，界面操作简单，满足多专业人员需求。该软件功能覆盖运行监视、故障告警、故障分析、定值管理、远程控制、信息归档、统计查询等，满足调度、监控、运维、检修等多专业需求，实用性强。

最后应该说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种二次设备在线监视与分析系统，其特征在于，包括设置在厂站端的站内网络交换机、I区通信网关机和一体化监控系统平台，以及设置在主站端的数据网I区交换机、采集服务器和应用服务器；

变电站内二次设备接入站内网络交换机，站内网络交换机的一路信号连接至一体化监控系统平台，另一路信号连接至I区通信网关机，I区通信网关机连接至数据网I区交换机，数据网I区交换机连接至采集服务器和应用服务器。

2.根据权利要求1所述的一种二次设备在线监视与分析系统，其特征在于，二次设备包括继电保护装置、备自投装置和低周减载装置，I区通信网关机采用61850规约、103规约或装置规约，通过站内网络交换机与继电保护装置、备自投装置和低周减载装置进行通信，同时I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置、备自投装置和低周减载装置信息。

3.根据权利要求2所述的一种二次设备在线监视与分析系统，其特征在于，所述实时继电保护装置信息包括继电保护装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和保护录波，备自投和低周减载装置信息包括装置的模拟量、定值、动作信息、告警信息、状态量和策略表。

4.根据权利要求1所述的一种二次设备在线监视与分析系统，其特征在于，所述采集服务器和应用服务器能够互备。

5.一种二次设备在线监视与分析方法，采用权利要求1所述的二次设备在线监视与分析系统，其特征在于，将变电站内二次设备接入站内网络交换机，来自站内网络交换机的一路信号送给站内的一体化监控系统平台，另一路信号送给I区通信网关机，通过I区通信网关机对数据进行处理后，送至主站端的数据网I区交换机，再进入采集服务器和应用服务器实现获取二次设备信息，通过信息过滤、信息分类和信息查询实现对二次设备运行状态的实时监视；通过在线故障分析综合多源信息进行故障诊断，最终形成故障报告。

6.根据权利要求5所述的一种二次设备在线监视与分析方法，其特征在于，二次设备包括继电保护装置、备自投装置和低周减载装置，I区通信网关机采用61850规约、103规约或装置规约，通过站内网络交换机与继电保护装置、备自投装置和低周减载装置进行通信，同时I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置、备自投装置和低周减载装置信息。

7.根据权利要求6所述的一种二次设备在线监视与分析方法，其特征在于，I区通信网关机采用国网103规约向主站端传输实时继电保护装置、备自投装置和低周减载装置信息具体包括以下步骤：

(a)采集服务器获取信息，采集服务器获取的信息包括状态量信息、模拟量信息、事件信息和定值信息；

(b)应用服务器查询二次设备的实时运行定值和备用多组定值，并将定值存入数据库，数据库中原有定值以带时标的历史定值的方式存储。

8.根据权利要求7所述的一种二次设备在线监视与分析方法，其特征在于，事件信息包括二次设备告警自检信息、二次设备运行工况、动作信号及压板投退信息；定值信息包括二次设备当前运行的定值区号和定值以及保护的备用多组定值。