CN109842209A - 一种智能变电站在线故障分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能变电站在线故障分析方法，在站端对多源化的告警信息进行实时分析处理，通过时间约束条件分析信号动作有效性，读取有效信号关联的故障实例进行故障匹配，匹配判据包括信号全动作和信号动作逻辑，结合保护动作信号发生时生成的故障录波文件，对故障进行误报度分析，最终形成全面涵盖故障数据、故障实例、故障排除策略、故障误报度等信息的综合故障简报，通过调度数据网将简报数据传送至调度中心。本发明提出的方法可有效提取动作信号，提高数据的分析价值，提高告警信息的全面性，去除站内误报告警，提高告警准确性，增加系统可靠性，降低运行人员故障处理难度，节省故障处理时间。

Description

一种智能变电站在线故障分析方法

技术领域

本发明属于电力系统变电站自动化技术领域，尤其是涉及一种智能变电站在线故障分析方法。

背景技术

目前，我国电力系统正处于一个高速发展时期，随着智能变电站建设的推进，变电站自动化水平的不断提高，站端采集的信息日益丰富。但站端通常只将重要信息实时上送至调度中心，缺乏预处理与预分析，导致上送的信息不完整不全面，影响调度自动化主站系统故障判断的准确性。当前电网调度中心采用集中式监测、分析、控制模式，而部分系统仍采用轮询方式上传信息，速度慢、实时性差，故障预警信息收集和分析存在延时，最终导致决策控制难以达到理想的程度。在故障发生时，调度运行人员只能依靠SCADA系统获取实时信息，并在继电保护专业人员的协助下，借助故障录波系统提供的录波信息进行故障综合研判，存在故障处理时间长，处理速度慢的问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种智能变电站在线故障分析方法，以下是文中所用到的一些专用名词的说明：

SOE(Sequence Of Event)：顺序事件记录。

故障实例模板：是指故障发生时响应的模板样例，包括故障触发条件、故障类型、故障推理算法等内容。

故障解决策略：是指故障发生时关联的解决策略，包括故障设备、故障原因、故障处理方法等内容。

故障误报度：是指通过分析后该故障发生的可能性，包括可能和怀疑两种情况。

本发明所采用的技术方案如下：

一种智能变电站在线故障分析方法，实时检测并接收间隔层设备上送的SOE动作信号，利用动作时效约束条件判定信号动作的有效性，信号有效时，读取信号关联的故障实例模型，对故障实例模型相关SOE动作信号进行全动作检测和发生顺序检测，符合动作逻辑时则判定故障类型，针对保护动作信号，通过故障录波文件辅助判定故障，结合故障数据、故障实例、故障策略、故障误报度形成故障综合诊断简报，通过调度数据网上送至调度中心。具体包括以下步骤：

步骤1、配置故障实例模板，配置SOE信号与故障实例的关联关系，配置故障解决策略，写入变电站模型数据库；

步骤2、读取变电站模型数据库，构建故障实例业务模型，并将故障实例与SOE信号和故障解决策略进行关联绑定；

步骤3、实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号，如果无信号、重复步骤3，如果有信号、刷新故障实例相应的SOE信号状态、并记录信号动作时间；

步骤4、记录此SOE信号持续时间t1，达到信号动作有效时长t时、判定此SOE信号动作有效、转步骤7；未达到信号动作有效时长t时，如果此SOE信号复归未复归、重复步骤4，如果此SOE信号已复归、转步骤5；

步骤5、判断信号异常观察时长是否超时，如果否、转步骤6，如果是、判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤6、在信号异常观察时长内，计算此SOE信号累计动作时间，若累计动作时间达到信号动作有效时长t后，判定此SOE信号动作有效，转步骤7，否则判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤7、获取此SOE信号关联的故障实例业务模型集合以及各故障实例关联的SOE信号，提取第一条故障实例；

步骤8、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、等待信号上送延时时间后，检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

步骤9、判定此故障实例所有关联SOE信号的动作时间，按时间进行升序处理，与故障实例业务模型进行对比，判断信号动作顺序是否一致，如果信号动作顺序一致则判定为此类故障实例、转步骤10，如果否、转步骤11；

步骤10、判断此故障实例关联信号是否存在保护动作信号，如果是、则经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件、转步骤13，如果否、则判定可能为当前故障实例、形成故障误报度，转步骤14；

步骤11、判断是否有后续故障实例，如果有、提取下一故障实例、转步骤12，如果没有、终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤12、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

步骤13、打开录波文件，检查当前故障实例关联信号是否与录波文件中的动作信号一致，如果一致则判定可能为当前故障实例，如果不一致，则怀疑为当前故障实例，形成故障误报度；

步骤14、获取当前故障实例关联的故障解决策略，将故障数据、故障实例、故障策略、故障误报度形成综合故障简报通过调度数据网上送至调度中心。

优选地，步骤1所述的故障实例模板，包括故障类型、故障描述、故障关联的SOE信号以及信号发生顺序、故障关联的故障解决策略。

优选地，步骤1所述的故障解决策略来源于专家决策库，根据经验完成故障实例与故障解决策略的关联绑定。

优选地，步骤2所述的构建故障实例业务模型是指以故障实例为模型绑定SOE动作信号和故障解决策略，对单个故障实例进行分析计算。

优选地，步骤3所述的实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号，是指在整个在线故障分析过程中，不断从通信服务接收数据并刷新数据，保证数据的实时性和准确性。

优选地，步骤4所述的信号动作有效时长，是指信号动作后需达到一定时间才能判定信号动作的有效性，防止误报信号对在线故障分析的影响，该时长为可配置项。

优选地，步骤5所述的信号异常观察时长，是指信号动作后复归，需通过计算数据正常保持时长判定数据是否由异常恢复为正常数据，此时长为可配置项。

优选地，步骤8所述的等待信号上送延时时间，是指故障实例的所有信号动作允许的最大时间范围，故障实例关联的信号动作有一定的时间差，在可控范围内完成信号动作即为正常现象，该延时时间为可配置项。

优选地，步骤10所述的经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件，是指当发生保护信号动作时，微机保护装置会生成录波文件并自动基于IEC61850标准协议上送至故障分析系统，经过录波文件等待上传时间后才能对文件进行分析处理，该等待上传时间为可配置项。

本发明的有益效果：

1)本发明提出在变电站内对告警信息进行预处理和预分析，从信息源头进行数据的有效整合，减少冗余数据，提高数据的分析价值。

2)本发明提出的对数据进行有效性分析，可提高故障分析的准确性，去除站内误报告警对故障分析的影响。

3)本发明提出的通过与故障录波文件进行信号比对，辅助判定故障发生的可能性，提高故障分析的全面性。

4)本发明提出的综合故障简报，可以全面涵盖故障原因、故障发生时的有效数据、故障排除策略等信息，可以增加系统可靠性，降低运行人员故障处理难度，节省故障处理时间。

5)本发明提出通过调度数据网将站端综合故障简报传送至调度中心，保证数据传输的及时性和可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例的步骤2至步骤6信号动作有效性判断逻辑流程框图；

图2为本发明实施例的步骤7至步骤14故障在线分析算法逻辑流程框图。

具体实施方式

下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。

如图1所示，是本发明的步骤2至步骤6的逻辑流程框图。一种智能变电站在线故障分析方法，包括以下步骤：

步骤1、配置故障实例模板，配置SOE信号与故障实例的关联关系，配置故障解决策略，写入变电站模型数据库；

所述的故障实例模板，包括故障类型、故障描述、故障关联的SOE信号以及信号发生顺序、故障关联的故障解决策略等内容；

所述的故障解决策略，来源于专家决策库，根据经验完成故障实例与故障解决策略的关联绑定。

步骤2、读取变电站模型数据库，构建故障实例业务模型，并将故障实例与SOE信号和故障解决策略进行关联绑定；

所述的构建故障实例业务模型是指以故障实例为模型绑定SOE动作信号和故障解决策略，对单个故障实例进行分析计算。

步骤3、实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号(比如间隔层IED设备上送的SOE动作信号)，如果无信号、重复步骤3，如果有信号、刷新故障实例相应的SOE信号状态、并记录信号动作时间；

所述的实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号，是指在整个在线故障分析过程中，不断从通信服务接收数据并刷新数据，保证数据的实时性和准确性。

步骤4、记录此SOE信号持续时间t1，达到信号动作有效时长t时、判定此SOE信号动作有效、转步骤7；未达到信号动作有效时长t时，如果此SOE信号未复归、重复步骤4，如果此SOE信号已复归、转步骤5；

所述的信号动作有效时长，是指信号动作后需达到一定时间才能判定信号动作的有效性，防止误报信号对在线故障分析(算法)的影响，该时长为可配置项。

步骤5、判断信号异常观察时长是否超时，如果否、转步骤6，如果是、判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析；

所述的信号异常观察时长，是指信号动作后复归，需通过计算数据正常保持时长判定数据是否由异常恢复为正常数据，此时长为可配置项。

步骤6、在信号异常观察时长内，计算此SOE信号累计动作时间(具体方法是：t1+t2+…+tn，n为此SOE信号动作的次数，tn为第n次动作时信号持续时间)，若累计动作时间达到信号动作有效时长t后，判定此SOE信号动作有效，转步骤7，否则判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析。

如图2所示，本发明的步骤7至步骤14故障在线分析算法逻辑流程框图。

包括以下步骤：

步骤7、获取此SOE信号关联的故障实例业务模型集合以及各故障实例关联的SOE信号，提取第一条故障实例；

步骤8、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、等待信号上送延时时间后，检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

所述的等待信号上送延时时间，是指故障实例的所有信号动作允许的最大时间范围，故障实例关联的信号动作有一定的时间差，在可控范围内完成信号动作即为正常现象，该延时时间为可配置项。

步骤9、判定此故障实例所有关联SOE信号的动作时间，按时间进行升序处理，与故障实例业务模型进行对比，判断信号动作顺序是否一致，如果信号动作顺序一致则判定为此类故障实例、转步骤10，如果否、转步骤11；

步骤10、判断此故障实例关联信号是否存在保护动作信号，如果是、则经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件、转步骤13，如果否、则判定可能为当前故障实例、形成故障误报度，转步骤14；

所述的经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件，是指当发生保护信号动作时，微机保护装置会生成录波文件并自动基于IEC61850标准协议上送至故障分析系统，经过录波文件等待上传时间后才能对文件进行分析处理，该等待上传时间为可配置项。

步骤11、判断是否有后续故障实例，如果有、提取下一故障实例、转步骤12，如果没有、终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤12、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

步骤13、打开录波文件，检查当前故障实例关联信号是否与录波文件中的动作信号一致，如果一致则判定可能为当前故障实例，如果不一致，则怀疑为当前故障实例，形成故障误报度；

步骤14、获取当前故障实例关联的故障解决策略，将故障数据、故障实例、故障策略、故障误报度形成综合故障简报通过调度数据网上送至调度中心。

Claims (10)

1.一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，实时检测并接收间隔层设备上送的SOE动作信号，利用动作时效约束条件判定信号动作的有效性，信号有效时读取信号关联的故障实例模型，对故障实例模型相关SOE动作信号进行全动作检测和发生顺序检测，符合动作逻辑时则判定故障类型；

针对保护动作信号，通过故障录波文件辅助判定故障，结合故障数据、故障实例、故障策略、故障误报度形成故障综合诊断简报，通过调度数据网上送至调度中心。

2.根据权利要求1所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、配置故障实例模板，配置SOE信号与故障实例的关联关系，配置故障解决策略，写入变电站模型数据库；

步骤2、读取变电站模型数据库，构建故障实例业务模型，并将故障实例与SOE信号和故障解决策略进行关联绑定；

步骤3、实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号，如果无信号、重复步骤3，如果有信号、刷新故障实例相应的SOE信号状态、并记录信号动作时间；

步骤4、记录此SOE信号持续时间t1，达到信号动作有效时长t时、判定此SOE信号动作有效、转步骤7；未达到信号动作有效时长t时，如果此SOE信号复归未复归、重复步骤4，如果此SOE信号已复归、转步骤5；

步骤5、判断信号异常观察时长是否超时，如果否、转步骤6，如果是、判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤6、在信号异常观察时长内，计算此SOE信号累计动作时间，若累计动作时间达到信号动作有效时长t后，判定此SOE信号动作有效，转步骤7，否则判断此SOE信号为无效数据，终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤7、获取此SOE信号关联的故障实例业务模型集合以及各故障实例关联的SOE信号，提取第一条故障实例；

步骤8、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、等待信号上送延时时间后，检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

步骤9、判定此故障实例所有关联SOE信号的动作时间，按时间进行升序处理，与故障实例业务模型进行对比，判断信号动作顺序是否一致，如果信号动作顺序一致则判定为此类故障实例、转步骤10，如果否、转步骤11；

步骤10、判断此故障实例关联信号是否存在保护动作信号，如果是、则经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件、转步骤13，如果否、则判定可能为当前故障实例、形成故障误报度，转步骤14；

步骤11、判断是否有后续故障实例，如果有、提取下一故障实例、转步骤12，如果没有、终止当前算法、退出在线故障分析；

步骤12、检测信号是否全部发生有效动作，如果是、转步骤9，如果否、转步骤11；

步骤13、打开录波文件，检查当前故障实例关联信号是否与录波文件中的动作信号一致，如果一致则判定可能为当前故障实例，如果不一致，则怀疑为当前故障实例，形成故障误报度；

步骤14、获取当前故障实例关联的故障解决策略，将故障数据、故障实例、故障策略、故障误报度形成综合故障简报通过调度数据网上送至调度中心。

3.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤1所述的故障实例模板，包括故障类型、故障描述、故障关联的SOE信号以及信号发生顺序、故障关联的故障解决策略。

4.根据权利要求3所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤1所述的故障解决策略来源于专家决策库，根据经验完成故障实例与故障解决策略的关联绑定。

5.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤2所述的构建故障实例业务模型是指以故障实例为模型绑定SOE动作信号和故障解决策略，对单个故障实例进行分析计算。

6.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤3所述的实时检测并接收通信服务上送的SOE动作信号，是指在整个在线故障分析过程中，不断从通信服务接收数据并刷新数据，保证数据的实时性和准确性。

7.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤4所述的信号动作有效时长，是指信号动作后需达到一定时间才能判定信号动作的有效性，防止误报信号对在线故障分析的影响，该时长为可配置项。

8.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤5所述的信号异常观察时长，是指信号动作后复归，需通过计算数据正常保持时长判定数据是否由异常恢复为正常数据，此时长为可配置项。

9.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤8所述的等待信号上送延时时间，是指故障实例的所有信号动作允许的最大时间范围，故障实例关联的信号动作有一定的时间差，在可控范围内完成信号动作即为正常现象，该延时时间为可配置项。

10.根据权利要求2所述的一种智能变电站在线故障分析方法，其特征在于，步骤10所述的经过录波文件等待上传时间后、获取故障录波文件，是指当发生保护信号动作时，微机保护装置会生成录波文件并自动基于IEC61850标准协议上送至故障分析系统，经过录波文件等待上传时间后才能对文件进行分析处理，该等待上传时间为可配置项。