CN110146756A - 一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统及方法，所述系统主要包括测试分析服务端和测试分析客户端两部分。测试分析服务端用来完成原始数据导入、电网事件记录波形采集、反演波形处理、分析波形处理和波形比对分析，并通过双向通信，下发测试信息，驱动测试分析客户端完成反演测试。测试分析客户端，用于通过与测试分析服务器的双向通信，获取事件反演测试信息，并通过处理转换输出实际模拟量和开关量信息或数字量，同时，测试分析客户端也可实现测试输出信号异常状态模拟。本发明可以利用已有的电网事件波形实现对自动反演测试和信息回采，自动进行数据归一化处理，生成分析文件，并采用多种方式完成波形对比分析。

Description

一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，具体是一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统及方法。

背景技术

随着数字技术应用的快速发展，在电力系统暂态事件中变电站的各种保护、录波、测量和控制设备会产生相应的数字记录。除此之外，模拟和数字的电力系统仿真也会产生数字记录。这些记录的使用将非常有助于电网事件和运行状态的综合分析。

目前，电网暂态事件记录通常采用标准的通用交换格式(COMTRADE)，适用于各种类型故障、测试以及仿真数据文件和交换介质。随着电力工业的故障和暂态数据记录与测试的数字设备不断发展和应用，尤其是继电保护和故障录波装置，这些标准格式数据的应用将会有效提高电力系统及其保护控制措施在故障扰动情况下的分析、测试、评估和仿真的自动化水平。针对电力系统暂态事件数据记录的测试分析有必要实现自定义模式的反演测试和信息回采，同时具备在统一基准下的波形对比分析能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过提供一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统及方法，以已有的电力系统事件波形记录为基础，辅助完成电网事件在继电保护装置上的模拟反演测试，同时，利用采集的波形记录实现多种方式的电网事件具体分析。

本发明采用的技术方案如下：

一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统，包括测试分析服务端和测试分析客户端；

所述测试分析服务端，用于通过保护装置、故障录波装置或离线数据导入模块，完成电网事件记录波形采集、反演波形处理、分析波形处理和波形比对分析，并与测试分析客户端双向通信，下发事件反演测试信息，驱动测试分析客户端输出测试量至保护装置进行辅助分析；

所述测试分析客户端，用于通过与测试分析服务器的双向通信，获取事件反演测试信息，根据收到的事件反演测试信息自动进行继电保护装置的模拟测试，并通过数字信号处理、功率放大、协议转换输出实际模拟量和开关量信息或符合IEC61850技术标准的数字量，测试分析客户端还用于实现测试输出信号异常状态模拟。

进一步的，所述测试分析服务端用于在线或离线完成多个电网事件波形采集、通过信息分析处理自动实现反演测试波形生成、分析波形生成和波形对比分析，同时，测试分析服务端支持两个及以上波形的综合处理，合成实现反演测试数据和分析波形数据，所有形成的过程及结果信息采用知识图谱技术，利用图数据库进行数据管理。

进一步的，测试分析系统根据收到的反演测试数据自动进行继电保护装置的模拟测试，同时，还可以根据实际状态需要，设置异常状态，直接叠加至反演测试信号，同步输出至继电保护装置已验证异常输入时，继电保护装置的实际反应。

进一步的，所述测试分析服务端针对所有形成的事件波形采集、处理和分析信息均可根据标准数据格式导出使用。

进一步的，所述测试分析服务端包括：波形采集模块、反演波形处理模块、分析波形处理模块、波形比对分析模块、图数据库、通信单元；

所述波形采集模块，用于完成接收到的符合COMTRADE格式的电网事件记录波形的分析与处理，主要包括文件完整性校验和关联配置信息提取；

所述反演波形处理模块，用于根据波形采集模块处理后的信息进行反演波形通道配置、参数配置和文件生成，反演测试波形支持以COMTRADE格式导出波形查看以及.csv格式导出文本查看；

所述分析波形处理模块，用于根据分析需要进行波形数据归一化处理，即在同一参考坐标下，对波形的频率、幅值和相位进行转换，同时，完成波形拆分和组合形成归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件；

所述波形比对分析模块，通过分析波形处理模块提供的归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件，利用特征量提取方式完成自动或手动比对；

所述图数据库包含数据管理模块，完成测试分析服务端和测试分析客户端的数据信息管理，同时也完成对于测试分析客户端的需求响应；

所述通信单元，用于与测试分析客户端以及保护装置、故障录波装置或离线数据导入模块进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输。

进一步的，所述测试分析客户端包括逻辑模拟器、模拟量小信号模块、开关量输出通道、数字信号处理器、协议分析转换器、功率放大器、通信单元、网络接口、模拟量通道输出接口；

所述数字信号处理器，用于接收来自通信单元的反演测试波形数据，并进行数字信号处理，转换为可供模拟量小信号模块和开关量输出通道使用的输入信号模式；

所述逻辑模拟器，用于模拟输出异常状态信号并通过数字信号处理器混叠至反演测试数据中，典型的异常状态模拟如模拟量失真、开关量取反和无效、各类IEC61850技术标准规定的数据异常指标；

所述模拟量小信号模块，用于将数字信号处理器输出的反演测试波形数据转换为模拟量小信号输出；

所述开关量输出通道，用于将数字信号处理器输出的反演测试波形数据转换为开关量变位驱动信号；

所述协议分析转换器，用于将数字信号处理器转换完成的反演测试波形信号转换为符合IEC61850技术标准的模型数据实例；

所述功率放大器，用于将模拟量小信号模块产生的模拟量小信号变换为常规微机保护装置可直接输入的外部模拟量模式；

所述通信单元，用于与测试分析服务端进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输；

所述网络接口，用于与数字式微机保护装置进行数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，符合IEC61850技术标准，物理媒介使用双绞线或光纤传输；

所述模拟量通道输出接口，用于与常规微机保护装置连接，将开关量输出通道转换的开关量变位驱动信号和功率放大器转换后的模拟量输出给常规微机保护装置。

一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法，应用所述的测试分析系统进行测试分析，所述方法包括如下步骤：

步骤一、所述测试分析服务端通过通信单元,获取数字式微机保护装置、常规保护装置、故障录波装置和离线导入的电网事件记录波形，完成采集波形初步处理；

步骤二、所述测试分析服务端选择测试态或分析态进行工作，若选择测试态则进入步骤三，若选择分析态则进入步骤四；

步骤三、所述测试分析服务端完成反演波形处理，生成测试数据下装至测试分析客户端，完成反演测试，并回采测试结果信息；

步骤四、所述测试分析服务端针对反演驱动事件波形和回采测试结果波形进行数据归一化处理和保护动作状态分析，自动生成分析用的标准COMTRADE文件和专用分析文件；

步骤五、所述测试分析服务端自动完成整体分析和人工选择波形分析方式以完成专用波形分析，整体分析和人工选择波形分析方式包括波形数据逐点分析、标准波形库对比分析或波形实例库参考分析。

进一步的，还包括步骤六、所述测试分析服务端针对所有形成的波形采集、处理和分析信息采用知识图谱技术，利用图数据库进行数据管理。

进一步的，还包括步骤七、所述测试分析服务端针对所有形成的事件波形采集、处理和分析信息根据标准数据格式导出使用。

进一步的，所述步骤三中测试数据生成具体包括如下步骤：

步骤S401、由所述测试分析服务端启动反演波形处理模块，从图数据库获取波形采集初步处理信息；

步骤S402、由所述反演波形处理模块根据测试分析客户端固定的输出通道设置，自动或人工进行通道匹配；

步骤S403、由所述反演波形处理模块根据事件反演和测试具体需求，进行通道参数配置、模拟量典型配置和开关量典型配置，所述模拟量典型配置包括幅值、相位、频率、初始角、持续时间，所述开关量典型配置包括状态值和持续时间；

步骤S404、所述反演波形处理模块完成通道匹配和参数配置后，自动生成反演测试数据，并保存于图数据库；

步骤S405、所述反演波形处理模块通过测试分析服务端的通信单元和测试分析客户端的通信单元将反演波形处理生成的测试数据下装至测试分析客户端。

进一步的，所述步骤四中电网事件波形数据归一化处理包括如下步骤：

步骤S501、所述测试分析服务端启动分析波形处理模块进行数据归一化基准设置，标定模拟量的幅值、相位、频率、初始角、持续时间的基准，设定同步时间基准；

步骤S502、分析波形处理模块通过图数据库调用电网事件波形和反演测试回采波形，按照步骤S501设定的基准进行归一化处理，生成新的归一数据；

步骤S503、分析波形处理模块将归一数据整体自动转换为符合COMTRADE格式的文件，包括头文件、配置文件、数据文件和信息文件；

步骤S504、分析波形处理模块将归一数据自动按预设的周期或人工定义划分为独立的分析数据单元，并生成相应的专用分析文件；

步骤S505、分析波形处理模块将生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件一并存入图数据库进行数据管理。

进一步的，所述步骤五中生成波形分析包括如下步骤：

步骤S601、由所述测试分析服务端启动波形比对分析模块，从图数据库获取由分析波形处理模块生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件；

步骤S602、由所述波形比对分析模块自动完成标准COMTRADE格式文件的整体分析；

步骤S603、由所述波形比对分析模块人工选择专用分析文件的分析模式，主要为波形数据逐点分析、标准波形库对比分析或波形实例库参考分析，根据选择的分析模式对应执行步骤S604、S605和S606；

步骤S604、当选择为波形数据逐点分析，波形比对分析模块将根据数据归一化的基准，逐个数据进行特征量比较，并将所有与预设特征范围不符的数据点在波形上予以标注和显示；

步骤S605、当选择为标准波形库对比分析，波形比对分析模块首先将根据标准COMTRADE格式文件的整体分析结果选择标准波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将标准波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S606、当选择为波形实例库对比分析，由人工选择已保存的波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将标准波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S607、波形比对分析模块将完成的波形分析信息存入图数据库进行数据管理。

本发明的有益效果如下：

本发明可实现对电网事件的记录波形进行反演测试及综合分析，其反演测试可根据自定义的测试波形进行自动测试并回采记录信息，分析波形生成通过对采集的波形数据进行归一化处理和保护动作状态分析，自动生成分析用的标准COMTRADE文件和专用分析文件，波形对比分析则对分析用的标准COMTRADE文件进行整体分析，并对专用分析文件进行波形数据逐点分析、标准波形库对比分析和波形实例库参考分析，测试分析的所有数据信息均由图数据库统一管理。本发明可广泛应用于电网事件的反演测试与综合分析，有效辅助判定事件范围、原因和决策需采取的应对措施，降低依靠人为分析引入的判断误差所带来的风险隐患。同时，本发明也可应用于电网正常运行时的业务辅助决策，提升电网可靠性和安全稳定运行水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明事件反演驱动的继电保护测试分析系统的结构示意图；

图2为本发明事件反演驱动的继电保护测试分析系统的功能模块结构示意图；

图3为本发明事件反演驱动的继电保护测试分析方法的流程示意图；

图4为本发明测试数据生成流程示意图；

图5为本发明电网事件波形数据归一化处理流程示意图；

图6位本发明波形分析流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统，包括测试分析服务端100和测试分析客户端200两个子系统。

所述测试分析服务端100，用于通过保护装置、故障录波装置或离线数据导入模块，完成电网事件记录波形采集、反演波形处理、分析波形处理和波形比对分析，并与测试分析客户端200双向通信，下发测试信息，驱动测试分析客户端200输出测试量至保护装置进行辅助分析；

所述测试分析客户端200，用于通过与测试分析服务器100的双向通信，获取事件反演测试信息，并通过数字信号处理、功率放大、协议转换输出实际模拟量和开关量信息或符合IEC61850技术标准的数字量，同时，测试分析客户端200还可以实现测试输出信号异常状态模拟。

其中测试分析服务器100与测试分析客户端200的通信方式为工业以太网，采用TCP/IP协议，物理媒介可使用双绞线、光纤或无线传输，传输内容主要包括事件反演测试下装信息和测试分析客户端实时监控信息。同时，测试分析服务器100通过IEC60870-5-103、IEC60870-5-104或IEC61850协议从常规微机继电保护装置、数字式微机继电保护装置、故障录波装置在线获取电网事件波形记录，也可通过离线导入采集电网事件波形记录。

本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统的实施例，如图2所示，所述校验及辅助决策系统实施例采用了图1所示的两大模块。

所述测试分析服务端100包括：波形采集模块101、反演波形处理模块102、分析波形处理模块103、波形比对分析模块104、图数据库105、通信单元106。

所述波形采集模块101，用于完成接收到的符合COMTRADE格式的原始记录波形的分析与处理，主要包括文件完整性校验和关联配置信息提取，模块既可以处理包含.HDR\.CFG\.DAT\.INF的多文件COMTRADE格式记录，也可处理.CFF的单文件COMTRADE格式记录；

所述反演波形处理模块102，用于根据波形采集模块处理后的信息进行反演波形通道配置、参数配置和文件生成，反演测试波形支持以COMTRADE格式导出波形查看以及.csv格式导出文本查看，生成的事件反演测试数据可通过内部格式直接下装至测试分析客户端200，，由两侧的通信单元106和207发送至数字信号处理器204；

所述分析波形处理模块103，用于根据分析需要进行波形数据归一化处理，即在同一参考坐标下，对波形的频率、幅值和相位进行转换，同时，完成波形拆分和组合形成归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件，归一后的标准COMTRADE格式波形文件已完成基本分析，包括幅值、相位、频率和时间特性的特征量提取，典型的特征量包括：峰值特征、相位特征、谐波特征、异常波形持续时间、异常状态匹配特征，内部比对专用文件为根据时间特性划分好的单元数据块，数据块中的每一个数据均已将自身特征量匹配为相应属性，分析波形处理模块103支持多个初始波形文件的融合；

所述波形比对分析模块104，通过分析波形处理模块103提供的归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件，利用特征量提取方式完成自动或手动比对，比对模式可选择逐点自动分析、基于典型波形库和基于波形实例库，其中，逐点自动分析模式由模块自动完成所有数据点对比分析，基于典型波形库模式由模块根据已处理好的标准COMTRADE格式波形文件自动匹配对比典型波形，基于波形实例库模式由人工根据模块手动确定用来对比分析的波形实例；

所述图数据库105包含数据管理模块，完成测试分析服务端100和测试分析客户端200的数据信息管理，同时也完成对于测试分析客户端200的需求响应；所述图数据库105，是指应用知识图谱技术，使用数据管理模块完成测试分析服务端100和测试分析客户端200的数据信息管理，知识图谱是指语义网络的知识库，即使用多关系图来表征数据对象的基本属性，而图数据库是指利用关系图来存储数据对象，具备完整的ACID支持、高可用性、便于扩展节点和关系、通过遍历工具高速检索数据；

所述通信单元106，用于与测试分析客户端200以及外部数据采集源数字式微机保护装置301、常规微机保护装置302、故障录波装置303和离线数据导入模块304进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输。

所述测试分析客户端200包括逻辑模拟器201、模拟量小信号模块202、开关量输出通道203、数字信号处理器204、协议分析转换器205、功率放大器206、通信单元207、网络接口208、模拟量通道输出接口209；

所述逻辑模拟器201，用于模拟输出异常状态信号并通过数字信号处理器204混叠至反演测试数据中，典型的异常状态模拟如模拟量失真、开关量取反和无效、各类IEC61850技术标准规定的数据异常指标，逻辑模拟器201是一个独立的数字信号处理模块，相比数字信号处理器204，任务单一，可通过人机界面进行交互操作；

所述模拟量小信号模块202，用于将数字信号处理器输出的反演测试波形数据转换为模拟量小信号输出；

所述开关量输出通道203，用于将数字信号处理器输出的反演测试波形数据转换为开关量变位驱动信号；

所述数字信号处理器204，用于接收来自通信单元207的反演测试波形数据，并进行数字信号处理，转换为可供模拟量小信号模块202和开关量输出通道203使用的输入信号模式，数字信号处理器204一方面接收来自测试分析服务端100的反演测试数据，一方面进行数据变换，同时，监控整个反演测试过程，采集相应的信息与测试分析服务端100进行双向通信；

所述协议分析转换器205，用于将数字信号处理器204转换完成的反演测试波形信号转换为符合IEC61850技术标准的模型数据实例，协议分析转换器205可接受数字信号处理器204的监控；

所述功率放大器206，用于将模拟量小信号模块202产生的模拟量小信号变换为常规微机保护装置302可直接输入的外部模拟量模式，功率放大器206可接受数字信号处理器204的监控；

所述通信单元207，用于与测试分析服务端100进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输。

所述网络接口208，用于与数字式微机保护装置301进行数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，符合IEC61850技术标准，物理媒介使用双绞线或光纤传输。

所述模拟量通道输出接口209，用于与常规微机保护装置302连接，输入指定的模拟量与开关量。

本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法的流程实施例，如图3所示，其应用上述测试分析系统进行测试，包括如下步骤：

步骤S301、所述测试分析服务端100通过通信单元106,获取数字式微机保护装置301、常规微机保护装置302、故障录波装置303和离线导入的电网事件记录波形304，完成采集波形初步处理，采集波形为标准格式COMTRADE文件组(扩展名为.HDR\.CFG\.DAT\.INF)或单个文件(扩展名为.CFF)，波形的初步处理包括：标准化校验、文件基础信息提取和文件自动标准化命名；

步骤S302、所述测试分析服务端100人工选择测试态或分析态进行工作，若选择测试态则进入步骤三，若选择分析态则进入步骤四，默认状态为测试态；

步骤S303、所述测试分析服务端100使用反演波形处理模块102，从图数据库105调用初步处理的事件波形记录，完成反演波形处理，生成测试数据，测试数据使用XML文件作为通用模式，使用通信单元106和207下装至测试分析客户端200，由测试分析客户端200完成反演测试，测试分析服务端100通过通信单元106和207回采测试结果信息；

步骤S304、所述测试分析服务端100针对反演驱动事件波形和回采测试结果波形(若完成反演测试)，使用分析波形处理模块103，进行数据归一化处理和保护动作状态分析，自动生成分析用的标准COMTRADE文件和专用分析文件；

步骤S305、所述测试分析服务端100使用波形比对分析模块104自动完成分析用的标准COMTRADE文件的整体分析，同时，可人工选择专用分析文件的波形分析方式，包括波形数据逐点分析、标准波形库对比分析和波形实例库参考分析，由波形比对分析模块104自动完成专用波形分析。

步骤S306、通过人机界面可进行分析结果展示，并通过图数据库105进行综合信息管理。

另外，在步骤S305之后还可以执行步骤S307、根据应用需要生成标准格式数据导出。

一般的事件波形测试记录分析仅针对标准的COMTRADE格式文件按照已定义好的分析工具要求完成反演测试和定向分析，分析区域和分析内容均需要测试分析人员自行判断和选择。本发明在此基础上，实现了测试分析人员自定义反演测试波形、自动的数据归一化处理和自多种方式的波形对比分析及直接展示异常结果。在本发明所述的测试分析过程中，反演测试(S303)、数据归一化处理(S304)和波形对比分析(S305)的实现尤为关键。

本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法的反演测试数据生成(即上述步骤S303)流程实施例，如图4所示，其应用上述测试分析系统完成，包括如下步骤：

步骤S401、由所述测试分析服务端100启动反演波形处理模块102，从图数据库105获取波形采集初步处理信息，包括原始记录波形的全部文件、经波形采集模块101从原始记录波形文件提取的通道配置信息、波形数据的持续时间、幅值(有效值)折算、相位、频率、初始角和开关量信息；

步骤S402、由所述反演波形处理模块102根据测试分析客户端200固定的输出通道设置，自动或人工进行通道匹配，自动匹配由反演波形处理模块102根据原始记录文件提取的通道类型，按照默认的客户端200固定的输出通道顺序依次匹配，人工匹配则由测试分析人员手动将原始记录文件提取的通道映射到客户端200固定的输出通道，人工匹配过程中，反演波形处理模块102会对通道类型匹配进行校验；

步骤S403、由所述反演波形处理模块102根据事件反演和测试具体需求，进行通道参数配置，模拟量典型配置包括幅值、相位、频率、初始角、持续时间，开关量典型配置包括状态值和持续时间，反演波形处理模块102会对所有配置参数进行参数类型、取值范围和数据类型进行校验；

步骤S404、所述反演波形处理模块102完成通道匹配和参数配置后，自动生成反演测试数据，并保存于图数据库105，反演波形处理模块102支持测试分析人员进行反演测试数据预览；

步骤S405、所述反演波形处理模块102通过测试分析服务端100通信单元106和测试分析客户端200通信单元207，将反演测试数据以标准的XML文件格式，利用有限以太网或无线传输方式，使用TCP/IP协议下装至测试分析客户端200。

本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法的波形数据归一化处理(即上述步骤S304)流程实施例，如图5所示，其应用上述测试分析系统完成，包括如下步骤：

步骤S501、所述测试分析服务端200启动分析波形处理模块103进行数据归一化基准设置，标定模拟量的幅值、相位、频率、初始角、持续时间的基准，设定同步时间基准，其中，为保证归一误差较小，数值类数据基准均在提供的范围任意指定，持续时间基准最小单位为ms，最小间隔为10ms，同步时间基准为可设置为原始记录波形发生区域内任意点数据的对应的绝对时间，也可设置为以原始记录波形第一个数据点对应的时间为零点的相对时间；

步骤S502、分析波形处理模块103通过图数据库105调用电网事件波形和反演测试回采波形(若有)，按照步骤S501设定的基准进行归一化处理，生成新的归一数据，归一化即是将需归一数据与基准进行比值，所得数值即为归一后的数据，分析波形处理模块103将归一后的数据与标准COMTRADE格式定义的数据要求进行核对，无误后确认该数据有效；

步骤S503、分析波形处理模块103将有效的归一数据整体自动转换为完整的符合COMTRADE格式的文件，包括头文件(.HDR)、配置文件(.CFG)、数据文件(.DAT)和信息文件(.INF),电网事件波形和反演测试回采波形未提供的可选COMTRADE格式信息由分析波形处理模块103自动补缺；

步骤S504、分析波形处理模块103将归一数据自动按预设的周期或人工定义划分为独立的分析数据单元，并生成相应的专用分析文件，人工定义的独立分析单元主要需要选择数据单元的通道和周期；

步骤S505、分析波形处理模块103将生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件一并存入图数据库105进行数据管理。

本发明提供的一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法的波形对比分析(即上述步骤S303)流程实施例，如图6所示，其应用上述测试分析系统完成，包括如下步骤：

步骤S601、由所述测试分析服务端100启动波形比对分析模块104，从图数据库105获取由分析波形处理模块103生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件；

步骤S602、由所述波形比对分析模块104自动完成标准COMTRADE格式文件的整体分析，主要包括各通道基本信息分析(瞬时值、频率、全周傅氏算法分解)、综合分析(序分量、最大突变量)、谐波分析、开关量变位时间间隔计算；

步骤S603、由所述波形比对分析模块104人工选择专用分析文件的分析模式，主要为波形数据逐点分析、标准波形库对比分析或波形实例库参考分析；

步骤S604、当选择为波形数据逐点分析，波形比对分析模块104将根据数据归一化的基准，逐个数据进行特征量比较，并将所有与预设特征范围不符的数据点在波形上予以标注和显示；

步骤S605、当选择为标准波形库对比分析，波形比对分析模块104首先将根据标准COMTRADE格式文件的整体分析结果选择标准波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将标准波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S606、当选择为波形实例库对比分析，波形比对分析模块104首先将根据标准COMTRADE格式文件的整体分析结果选择标准波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将已选择的波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S607、波形比对分析模块104将完成的波形分析信息存入图数据库105进行数据管理。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种事件反演驱动的继电保护测试分析系统，其特征在于：包括测试分析服务端(100)和测试分析客户端(200)；

所述测试分析服务端(100)，用于通过保护装置、故障录波装置或离线数据导入模块，完成电网事件记录波形采集、反演波形处理、分析波形处理和波形比对分析，并与测试分析客户端(200)双向通信，下发事件反演测试信息，驱动测试分析客户端(200)输出测试量至保护装置进行辅助分析；

所述测试分析客户端(200)，用于通过与测试分析服务器(100)的双向通信，获取事件反演测试信息，根据收到的事件反演测试信息自动进行继电保护装置的模拟测试，并通过数字信号处理、功率放大、协议转换输出实际模拟量和开关量信息或符合IEC61850技术标准的数字量，测试分析客户端(200)还用于实现测试输出信号异常状态模拟。

2.如权利要求1所述的事件反演驱动的继电保护测试分析系统，其特征在于：所述测试分析服务端(100)用于在线或离线完成多个电网事件波形采集、通过信息分析处理自动实现反演测试波形生成、分析波形生成和波形对比分析，同时，测试分析服务端(100)支持两个及以上波形的综合处理，合成实现反演测试数据和分析波形数据，所有形成的过程及结果信息采用知识图谱技术，利用图数据库进行数据管理。

3.如权利要求1所述的事件反演驱动的继电保护测试分析系统，其特征在于：所述测试分析服务端(100)包括：波形采集模块(101)、反演波形处理模块(102)、分析波形处理模块(103)、波形比对分析模块(104)、图数据库(105)、通信单元(106)；

所述波形采集模块(101)，用于完成接收到的符合COMTRADE格式的电网事件记录波形的分析与处理，主要包括文件完整性校验和关联配置信息提取；

所述反演波形处理模块(102)，用于根据波形采集模块处理后的信息进行反演波形通道配置、参数配置和文件生成，反演测试波形支持以COMTRADE格式导出波形查看以及.csv格式导出文本查看；

所述分析波形处理模块(103)，用于根据分析需要进行波形数据归一化处理，即在同一参考坐标下，对波形的频率、幅值和相位进行转换，同时，完成波形拆分和组合形成归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件；

所述波形比对分析模块(104)，通过分析波形处理模块(103)提供的归一后的标准COMTRADE格式波形文件和内部比对专用文件，利用特征量提取方式完成自动或手动比对；

所述图数据库(105)包含数据管理模块，完成测试分析服务端(100)和测试分析客户端(200)的数据信息管理，同时也完成对于测试分析客户端(200)的需求响应；

所述通信单元(106)，用于与测试分析客户端(200)以及保护装置、故障录波装置或离线数据导入模块进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输。

4.如权利要求1所述的事件反演驱动的继电保护测试分析系统，其特征在于：所述测试分析客户端(200)包括逻辑模拟器(201)、模拟量小信号模块(202)、开关量输出通道(203)、数字信号处理器(204)、协议分析转换器(205)、功率放大器(206)、通信单元(207)、网络接口(208)、模拟量通道输出接口(209)；

所述数字信号处理器(204)，用于接收来自通信单元(207)的反演测试波形数据，并进行数字信号处理，转换为可供模拟量小信号模块(202)和开关量输出通道(203)使用的输入信号模式；

所述逻辑模拟器(201)，用于模拟输出异常状态信号并通过数字信号处理器(204)混叠至反演测试数据中，典型的异常状态模拟如模拟量失真、开关量取反和无效、各类IEC61850技术标准规定的数据异常指标；

所述模拟量小信号模块(202)，用于将数字信号处理器(204)输出的反演测试波形数据转换为模拟量小信号输出；

所述开关量输出通道(203)，用于将数字信号处理器输出的反演测试波形数据转换为开关量变位驱动信号；

所述协议分析转换器(205)，用于将数字信号处理器(204)转换完成的反演测试波形信号转换为符合IEC61850技术标准的模型数据实例；

所述功率放大器(206)，用于将模拟量小信号模块(202)产生的模拟量小信号变换为常规微机保护装置(302)可直接输入的外部模拟量模式；

所述通信单元(207)，用于与测试分析服务端(100)进行双向数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，物理媒介使用双绞线、光纤或无线传输；

所述网络接口(208)，用于与数字式微机保护装置(301)进行数据通信，采用工业以太网和TCP/IP协议，符合IEC61850技术标准，物理媒介使用双绞线或光纤传输；

所述模拟量通道输出接口(209)，用于与常规微机保护装置(302)连接，将开关量输出通道(203)转换的开关量变位驱动信号和功率放大器(206)转换后的模拟量输出给常规微机保护装置(302)。

5.一种事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于应用权利要求1-4任一项所述的系统进行测试分析，所述方法包括如下步骤：

步骤一、所述测试分析服务端(100)通过通信单元(106),获取数字式微机保护装置、常规保护装置、故障录波装置和离线导入的电网事件记录波形，完成采集波形初步处理；

步骤二、所述测试分析服务端(100)选择测试态或分析态进行工作，若选择测试态则进入步骤三，若选择分析态则进入步骤四；

步骤三、所述测试分析服务端(100)完成反演波形处理，生成测试数据下装至测试分析客户端(200)，完成反演测试，并回采测试结果信息；

步骤四、所述测试分析服务端(100)针对反演驱动事件波形和回采测试结果波形进行数据归一化处理和保护动作状态分析，自动生成分析用的标准COMTRADE文件和专用分析文件；

步骤五、所述测试分析服务端(100)自动完成整体分析和人工选择波形分析方式以完成专用波形分析，整体分析和人工选择波形分析方式包括波形数据逐点分析、标准波形库对比分析或波形实例库参考分析。

6.如权利要求5所述的事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于:还包括步骤六、所述测试分析服务端(100)针对所有形成的波形采集、处理和分析信息采用知识图谱技术，利用图数据库进行数据管理。

7.如权利要求5所述的事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于:还包括步骤七、所述测试分析服务端(100)针对所有形成的事件波形采集、处理和分析信息根据标准数据格式导出使用。

8.如权利要求5所述的事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于:所述步骤三中测试数据生成具体包括如下步骤：

步骤S401、由所述测试分析服务端(100)启动反演波形处理模块(102)，从图数据库(105)获取波形采集初步处理信息；

步骤S402、由所述反演波形处理模块(102)根据测试分析客户端(200)固定的输出通道设置，自动或人工进行通道匹配；

步骤S403、由所述反演波形处理模块(102)根据事件反演和测试具体需求，进行通道参数配置、模拟量典型配置和开关量典型配置，所述模拟量典型配置包括幅值、相位、频率、初始角、持续时间，所述开关量典型配置包括状态值和持续时间；

步骤S404、所述反演波形处理模块(102)完成通道匹配和参数配置后，自动生成反演测试数据，并保存于图数据库(105)；

步骤S405、所述反演波形处理模块(102)通过测试分析服务端(100)的通信单元(106)和测试分析客户端(200)的通信单元(207)将反演波形处理生成的测试数据下装至测试分析客户端(200)。

9.如权利要求5所述的事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于:所述步骤四中电网事件波形数据归一化处理包括如下步骤：

步骤S501、所述测试分析服务端(100)启动分析波形处理模块(102)进行数据归一化基准设置，标定模拟量的幅值、相位、频率、初始角、持续时间的基准，设定同步时间基准；

步骤S502、分析波形处理模块(103)通过图数据库(105)调用电网事件波形和反演测试回采波形(若有)，按照步骤S501设定的基准进行归一化处理，生成新的归一数据；

步骤S503、分析波形处理模块(103)将归一数据整体自动转换为符合COMTRADE格式的文件，包括头文件、配置文件、数据文件和信息文件；

步骤S504、分析波形处理模块(103)将归一数据自动按预设的周期或人工定义划分为独立的分析数据单元，并生成相应的专用分析文件；

步骤S505、分析波形处理模块(103)将生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件一并存入图数据库进行数据管理。

10.如权利要求5所述的事件反演驱动的继电保护测试分析方法，其特征在于:所述步骤五中生成波形分析包括如下步骤：

步骤S601、由所述测试分析服务端(100)启动波形比对分析模块(104)，从图数据库(105)获取由分析波形处理模块(103)生成的标准COMTRADE格式文件和专用分析文件；

步骤S602、由所述波形比对分析模块(104)自动完成标准COMTRADE格式文件的整体分析；

步骤S603、由所述波形比对分析模块(104)人工选择专用分析文件的分析模式，主要为波形数据逐点分析、标准波形库对比分析或波形实例库参考分析，根据选择的分析模式对应执行步骤S604、S605和S606；

步骤S604、当选择为波形数据逐点分析，波形比对分析模块(104)将根据数据归一化的基准，逐个数据进行特征量比较，并将所有与预设特征范围不符的数据点在波形上予以标注和显示；

步骤S605、当选择为标准波形库对比分析，波形比对分析模块(104)首先将根据标准COMTRADE格式文件的整体分析结果选择标准波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将标准波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S606、当选择为波形实例库对比分析，由人工选择已保存的波形实例，而后根据待分析的专用分析文件的数据归一化的基准将标准波形实例进行归一化处理，最后完成波形数据逐点比较；

步骤S607、波形比对分析模块(104)将完成的波形分析信息存入图数据库(105)进行数据管理。