CN110739770B - 一种基于信息融合的继电保护管控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于信息融合的继电保护管控系统,属于电力系统技术领域。该系统包括数据采集模块、电网全景数据建模模块、数据传输模块、数据存储模块、日志生成模块、故障分析模块、告警模块、报表生成模块和数据查询及显示模块等结构;本发明系统使得电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统的信息得到了智能融合,有效的打破了目前继保专业系统存在的数据瓶颈,一方面提升了继保数据的整合与深度挖掘,另一方面实现保护数据的全流程管控与智能分析,全力支撑调控一体化,提高继电保护管理的一体化、信息化、智能化水平,易于推广应用。
Description
技术领域
本发明属于电力系统技术领域,具体涉及一种基于信息融合的继电保护管控系统。
背景技术
作为电力系统的第一道防线,继电保护是保障其安全稳定运行的重要组成部分。当有电气元件故障时,继电保护系统能快速将故障元件从电力系统中切除,使其免于遭受更大破坏,并保证电力系统尽快恢复正常运行。
继保专业的运行管理是以大量实时运行数据为支撑的,现有的继电保护专业系统有保护信息系统、在线保护定值校核系统、故障录波系统等,这些系统在对继电保护的运行监视与管理、事故分析与处理等方面发挥着重要作用。然而目前这些系统分别部署在生产大区或者控制大区之间,各大区之间通过隔离装置进行了物理隔离,相互之间数据传输存在瓶颈,数据通信和交互无法直接进行。这些独立运行的数据采集与应用系统信息之间无法有效共享,系统间缺乏协同运作机制,难以实现对信息的统一处理与分析。
目前继电保护专业的各应用系统大多是针对不同的业务要求单独进行设计,系统的整体性差,结构不合理,难以灵活的进行系统扩展,普遍存在有以下几个问题:
(1)各个应用系统分散建模、独立维护,无统一的电网模型;
(2)系统涉及多个厂家,导致系统协调和互通性差,信息共享困难,维护任务繁重,不能适应电网不断发展的需求;
(3)各个应用系统缺乏统一的平台支撑,图形、数据库没有统一的规范,系统的横向集成和纵向贯通困难,与外部系统的接口复杂;
(4)各系统间孤立的信息导致无法高效充分利用数据进行详细的故障分析、告警事件处置等,综合应用分析欠缺。
继电保护专业系统应用现状,一定程度上制约了继电保护的提升和发展,其分散的运行模式无法实现继电保护管理的一体化、信息化和智能化。因此,为了提升目前继保专业的工作效率和水平,急需对现有的模式进行变革,解决数据孤岛与无法实时共享的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足,提供一种基于信息融合的继电保护管控系统,该系统可利用保信系统、OCS系统等系统的各类稳态、暂态数据,迅速进行电网故障诊断,确定故障位置,分析故障性质,给出故障报告,为调度员进行事故处理起到强有力的支撑作用。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:
一种基于信息融合的继电保护管控系统,包括数据采集模块、电网全景数据建模模块、数据传输模块、数据存储模块、日志生成模块、故障分析模块、告警模块、报表生成模块和数据查询及显示模块;
数据采集模块分别与电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统相连,用于采集电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统中的数据;
电网全景数据建模模块,与数据采集模块相连,用于根据采集到的数据对电网一二次设备进行全景建模,得到电网全景模型;
日志生成模块与数据采集模块、电网全景数据建模模块相连,用于当数据采集模块采集到的继电保护定值与电网全景数据建模模块建模的值发生变化时,生成日志;
故障分析模块,与数据采集模块、电网全景数据建模模块相连,用于当数据采集模块采集到的数据与电网全景数据建模模块建模的值发生变化时,通过电网全景模型进行分析,判断是否出现故障及故障级别;
告警模块与故障分析模块相连,用于根据故障分析模块分析出的故障及相应级别进行告警;
故障分析模块内预存有故障分析判断方法和对应的故障级别;
报表生成模块分别与数据查询及显示模块、数据存储模块相连;报表生成模块内预存有各种报表模板;
数据查询及显示模块用于用户输入所要查询的信息,之后传输到报表生成模块;报表生成模块从数据存储模块获取相应的信息,并填入相应的报表模板中,生成报表,之后将报表传输至数据查询及显示模块中进行显示;
数据存储模块,分别与数据采集模块、电网全景数据建模模块、日志生成模块、故障分析模块相连,用于存储数据采集模块采集到的数据、电网全景数据建模模块建立的电网全景模型、日志生成模块生成的日志、故障分析模块分析出的故障及相应级别;
数据传输模块与能量管理系统、日志生成模块、故障分析模块相连,用于将日志生成模块生成的日志、故障分析模块分析出的故障及相应级别发送至能量管理系统中。
进一步,优选的是,告警模块内预存有不同故障及相应级别的告警模式,之后根据故障分析模块分析出的故障及相应级别进行相应的告警。
进一步,优选的是,还包括消息发送模块,消息发送模块与告警模块相连;消息发送模块内预存有各种故障及其级别的告警需要发送消息的联系人;消息发送模块用于发送故障及其级别的告警至相应的联系人。
本发明与现有技术相比,其有益效果为:
本发明继电保护管控系统使得电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统的信息得到了智能融合,有效的打破了目前继保专业系统存在的数据瓶颈,一方面提升了继保数据的整合与深度挖掘,另一方面实现保护数据的全流程管控与智能分析,全力支撑调控一体化,提高继电保护管理的一体化、信息化、智能化水平。
本发明系统可利用保信系统、OCS系统等系统的各类稳态、暂态数据,迅速进行电网故障诊断,确定故障位置,分析故障性质,给出故障报告,为调度员进行事故处理起到强有力的支撑作用,易于推广应用。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图;
图2为三层故障诊断的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本发明,而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用材料或设备未注明生产厂商者,均为可以通过购买获得的常规产品。
如图1所示,一种基于信息融合的继电保护管控系统,包括数据采集模块1、电网全景数据建模模块2、数据传输模块3、数据存储模块4、日志生成模块5、故障分析模块6、告警模块7、报表生成模块8和数据查询及显示模块9;
数据采集模块1分别与电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统相连,用于采集电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统中的数据;
OCS系统的运行状态直接影响着电网运行监视及控制,目前主要存储数据采集与监视控制系统(SCADA)、电网广域监测系统(WAMS)、水调、继电保护故障信息、安稳等历史实时数据。本发明系统中集成OCS系统中遥测及遥信。
保护信息管理及故障分析系统即保信系统,实现对控制中心的监视控制,并对微机保护、故障录波器、自动装置等运行情况的自动化管理。本发明系统采集保信系统关键数据:保护定值、开关量、模拟量、告警信息、动作事件及波形数据。
现有的故障录波系统的应用现状,一定程度上制约了继电保护的提升和发展,其分散的运行模式无法实现继电保护管理的一体化、信息化和智能化。故障录波系统(录波系统)主要实现对电力系统故障的电参量变化的动态记录,包含电流、电压模拟量和开关亮的数据采集、计算、分析、触发、存储等。本发明系统采集故障录波系统关键数据,即全站录波波形数据。
行波测距系统可分为双端行波测距和单端行波测距两种,本发明系统采集行波系统关键数据:行波测距及杆塔定位信息。
电网全景数据建模模块2,与数据采集模块1相连,用于根据采集到的数据对电网一二次设备进行全景建模,得到电网全景模型;本发明电网全景模型是不断根据采集到的数据进行更新的。
电网全景数据建模模块2基于IEC61970标准扩展建立模型,模型来源有多个,一是从EMS系统导入标准格式电网模型文件,生成电网一次系统模型;二是从保护信息管理及故障分析系统召唤保护装置和故障录波器模型,生成二次系统模型,包括保护定值、软压板、动作元件、运行告警、装置自检、录波通道模型;三是其它系统根据各自的需要,建立保护应用模型。例如,智能故障分析为了分析需要,根据不同保护原理,建立了通用保护模型,并建立保护装置实例与通用保护模型的关联。本发明系统可为电网模型的统一维护、统一管理和模型共享提供支撑。
日志生成模块5与数据采集模块1、电网全景数据建模模块2相连,用于当数据采集模块1采集到的继电保护定值与电网全景数据建模模块2建模的值发生变化时,生成日志;
故障分析模块6,与数据采集模块1、电网全景数据建模模块2相连,用于当数据采集模块1采集到的数据与电网全景数据建模模块2建模的值发生变化时,通过电网全景模型进行分析,判断是否出现故障及故障级别;所述的变化可以为开关变位、SOE、操作信息、越限、RTU和变电站自动化系统/通道运行状态变化、保护动作、SCADA/EMS系统状态变化等等。
告警模块7与故障分析模块6相连,用于根据故障分析模块6分析出的故障及相应级别进行告警;
故障分析模块6内预存有故障分析判断方法和对应的故障级别;
报表生成模块8分别与数据查询及显示模块9、数据存储模块4相连;报表生成模块8内预存有各种报表模板;
本发明对于报表模板不做限定,如可以为运行日志(日报)、月统计报表(月报)、年统计报表(年报)和各种管理报表。
数据查询及显示模块9用于用户输入所要查询的信息,之后传输到报表生成模块8;报表生成模块8从数据存储模块4获取相应的信息,并填入相应的报表模板中,生成报表,之后将报表传输至数据查询及显示模块9中进行显示;
数据存储模块4,分别与数据采集模块1、电网全景数据建模模块2、日志生成模块5、故障分析模块6相连,用于存储数据采集模块1采集到的数据、电网全景数据建模模块2建立的电网全景模型、日志生成模块5生成的日志、故障分析模块6分析出的故障及相应级别;
数据传输模块3与能量管理系统、日志生成模块5、故障分析模块6相连,用于将日志生成模块5生成的日志、故障分析模块6分析出的故障及相应级别发送至能量管理系统中。
通过数据传输模块3与EMS系统可以进行统一的数据交互,可将保护动作报告、电网故障分析结果、在线保护定值校核结果等数据传给EMS系统,为调度人员进行事故分析和处理提供全面的信息支持;数据采集模块1可从EMS系统获取电网实时潮流断面、开关动作SOE信息等。
优选,告警模块7内预存有不同故障及相应级别的告警模式,之后根据故障分析模块6分析出的故障及相应级别进行相应的告警。
优选,还包括消息发送模块10,消息发送模块10与告警模块7相连;消息发送模块10内预存有各种故障及其级别的告警需要发送消息的联系人;消息发送模块10用于发送故障及其级别的告警至相应的联系人。
远方修改定值增加了维护操作的便利性,减少了运维工作量,但同时也有可能因为误整定影响保护装置的正常运行。所以本发明通过日志生成模块5使得每次定值整定都形成日志,并通过数据查询及显示模块9提供历史检索功能,方便进行问题排查。
优选,故障分析模块6的故障诊断共分为三层。第一层,利用电网模型和开关跳闸信息,对电网进行基于网络拓扑和开关跳闸信息的故障诊断。由于EMS系统能够保证较快而可靠地获取开关跳闸信息,因而能快速定位发生简单故障的电力设备。经过第一层的故障诊断,可以完成简单的故障诊断,确定可能的故障元件集,如果故障元件唯一,则故障诊断结束,否则进入第二层故障诊断。第二层,利用保护动作信息和保护与开关之间的动作配合关系,对电网进行基于保护和开关动作逻辑的故障诊断,由于利用了保护和开关之间的动作逻辑,因此经过第二层的故障诊断,可以完成绝大多数故障的故障判断。第三层,对经过前面两层仍不能处理的特别复杂的故障,利用录波信息进行更加深入的故障诊断。三层故障诊断框架如图2所示。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种基于信息融合的继电保护管控系统,其特征在于,包括数据采集模块(1)、电网全景数据建模模块(2)、数据传输模块(3)、数据存储模块(4)、日志生成模块(5)、故障分析模块(6)、告警模块(7)、报表生成模块(8)和数据查询及显示模块(9);
数据采集模块(1)分别与电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统相连,用于采集电网运行监控系统、能量管理系统、保护信息管理及故障分析系统、故障录波系统、行波测距系统中的数据;
电网全景数据建模模块(2),与数据采集模块(1)相连,用于根据采集到的数据对电网一二次设备进行全景建模,得到电网全景模型;
日志生成模块(5)与数据采集模块(1)、电网全景数据建模模块(2)相连,用于当数据采集模块(1)采集到的继电保护定值与电网全景数据建模模块(2)建模的值发生变化时,生成日志;
故障分析模块(6),与数据采集模块(1)、电网全景数据建模模块(2)相连,用于当数据采集模块(1)采集到的数据与电网全景数据建模模块(2)建模的值发生变化时,通过电网全景模型进行分析,判断是否出现故障及故障级别;
告警模块(7)与故障分析模块(6)相连,用于根据故障分析模块(6)分析出的故障及相应级别进行告警;
故障分析模块(6)内预存有故障分析判断方法和对应的故障级别;
报表生成模块(8)分别与数据查询及显示模块(9)、数据存储模块(4)相连;报表生成模块(8)内预存有各种报表模板;
数据查询及显示模块(9)用于用户输入所要查询的信息,之后传输到报表生成模块(8);报表生成模块(8)从数据存储模块(4)获取相应的信息,并填入相应的报表模板中,生成报表,之后将报表传输至数据查询及显示模块(9)中进行显示;
数据存储模块(4),分别与数据采集模块(1)、电网全景数据建模模块(2)、日志生成模块(5)、故障分析模块(6)相连,用于存储数据采集模块(1)采集到的数据、电网全景数据建模模块(2)建立的电网全景模型、日志生成模块(5)生成的日志、故障分析模块(6)分析出的故障及相应级别;
数据传输模块(3)与能量管理系统、日志生成模块(5)、故障分析模块(6)相连,用于将日志生成模块(5)生成的日志、故障分析模块(6)分析出的故障及相应级别发送至能量管理系统中。
2.根据权利要求1所述的基于信息融合的继电保护管控系统,其特征在于,告警模块(7)内预存有不同故障及相应级别的告警模式,之后根据故障分析模块(6)分析出的故障及相应级别进行相应的告警。
3.根据权利要求1所述的基于信息融合的继电保护管控系统,其特征在于,还包括消息发送模块(10),消息发送模块(10)与告警模块(7)相连;消息发送模块(10)内预存有各种故障及其级别的告警需要发送消息的联系人;消息发送模块(10)用于发送故障及其级别的告警至相应的联系人。
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GR01 | Patent grant | ||
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