CN110852905A - 一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置和方法，该装置包括自动验收单元，以及与自动验收单元连接的SCD与RCD文件解析单元、点表获取单元、报文信号抓取单元、点号选择单元和自动验收单元。本发明极大地减小了在联调验收中定位故障点的工作量，提高验收速度，并根据实际情况生成验收报告，从根本上解决了以往验收过程中从发现问题到消缺耗时过长的问题，能够满足现代智能变电站的验收需求。

Description

一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置和方法

技术领域

本发明涉及一种诊断装置，尤其是一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，还涉及其诊断方法，属于变电站验收领域。

背景技术

由于目前电网运行模式逐步改变，变电站监控模式逐渐改变为集中模式，厂站侧的信号需要上传到主站侧，并统一接收监控。因此，主站侧与厂站侧的点表一致性显得尤为重要。在主子站验收过程中，联调验收作为其中一环，验收主体就是点表，所以这个环节越来越重要，需要工作人员仔细对待。

但是，联调验收环节占整体验收时长较短，现场验收人员工作压力大、强度高、责任大，并且主站与子站并不是一对一的关系，主站可以连接多个子站，使得压力与工作量更加艰巨与繁重，在人为因素的干预下，并不能确保验收的质量与效率。当某个信号出现问题的时候，验收人员还是使用原始的工作模式，从发出这个信号的设备一路到主站端逐段消缺，导致无意义工作重复执行，由于不能精确定位故障点，使得验收人员更为急躁。并且，目前验收方式还是传统的逐条逐点手工验收，效率低下，无法保证每条信号有着同样验收质量，因此亟需一套能够精确定位故障点的自动联调验收装置。

发明内容

针对目前变电站监控信息验收的现状及问题，本发明提供一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置和方法，针对智能变电站的验收环节，抓取并解析电力104规约信号、MMS信号、Goose 信号、SV信号。通过导入EMS系统的点表，根据其点号逐个验收，验收过程实现全自动验收。利用抓取到的三层信号，与导入的变电站SCD、RCD文件，进行综合分析，得到一个报文时序列表，再与实际做的操作动作相比较，得到该信号的整条链路是否通畅并无误，若无误进行自动完成验收。有误则可对报文中带有的IED设备的地址信息进行分析，判断出该条链路的详细通断情况，精确定位故障点，及时消缺，并可继续测试。

本发明的技术方案具体如下：

一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，包括自动验收单元，以及与自动验收单元连接的SCD与RCD文件解析单元、点表获取单元、报文信号抓取单元、点号选择单元和自动验收单元；

自动验收单元包括匹配单元，匹配单元根据选择的点号、获取的点表、解析的SCD与RCD文件和抓取的报文信号，将抓取的报文信号与获取的点表、解析的SCD与RCD文件的相应信息进行匹配，若均匹配，视为通过；

若未通过，自动验收单元验收备注为本次测试的情况，然后进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路则诊断为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

进一步地，报文信号为遥信，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将Goose信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归-> 动作 -> 复归，视为通过。

进一步地，报文信号为遥测，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 ->动作 -> 复归，视为通过。

进一步地，SCD与RCD文件解析单元解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路。

进一步地，自动验收单元还包括对比单元，对比单元与SCD与RCD文件获取单元、点表获取单元、SCD与RCD文件解析单元、自动验收单元连接，对比单元将导入的点表与解析后的RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，根据对比结果及时修改设计点表，并能导出结果，以便同步。

本发明还涉及的基于上述的装置的变电站链路诊断方法，包括如下步骤：

步骤（1）、获取变电站的SCD文件与RCD文件，导入到自动验收单元中；

步骤（2）、解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路；

步骤（3）、获取设计点表并导入到自动验收单元中；配置远动出口IP，获取到远动装置的信号数据；

步骤（4）、选择待验收的信号，解析抓取到的三层信号，判断本次操作是否合规并有效，根据实际情况通过或不通过本次操作的信号；

步骤（5）、解析单次操作的数据，记录操作人与操作时间等相关信息，生成验收报告。

进一步地，步骤（1）中，SCD与RCD导入的过程中，动态展示导入进度与当前正在解析的IED设备。

进一步地，步骤（2）中，以图形的方式展示站控层、间隔层、过程层的设备。

进一步地，导入设计点表之后，与RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，并根据对比结果及时修改设计点表，并能导出结果。

进一步地，步骤（4）中，选择指定信号后，采集分析三层报文信号，若报文信号为遥信，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将Goose信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 -> 复归，视为通过；

若报文信号为遥测，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 ->复归，视为通过；

若状态不一致或有未收到，设置验收备注为本次测试的情况，进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路就为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

（1）本发明不依靠于操作人的工作状态，根据实际发出的信号与设计文件相对比，确保设计的与实际的一致无误，保证了验收的正确性。基于三层信号分析的链路诊断，精确定位故障点，提高了联调验收的效率。

（2）本发明实施部署简单，工作环境要求不高，操作方式简单，易于学习与掌握。硬件设备均为三防设备，能够保障设备件运行的稳定性与安全性。本装置使用Linux操作系统，核心程序可部署到国产操作系统中，保证了底层的安全性。可解析多种主流规约信号，宽容度高。登录装置内嵌系统采用多级用户模式，普通操作人员不可更改验收过程的关键参数。生成报告为不可编辑的文件格式，保证了验收报告的权威性。

（3）本发明极大地减小了在联调验收中定位故障点的工作量，提高验收速度，并根据实际情况生成验收报告，从根本上解决了以往验收过程中从发现问题到消缺耗时过长的问题，能够满足现代智能变电站的验收需求。

附图说明

图1为本发明的装置的结构框图；

图2为本发明的方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是对本发明一部分实例，而不是全部的实例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例的基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，包括自动验收单元，以及与自动验收单元连接的SCD与RCD文件解析单元、点表获取单元、报文信号抓取单元、点号选择单元和自动验收单元。

自动验收单元包括匹配单元和比对单元，对比单元与SCD（变电站配置描述文件Substation Configuration Description）与RCD（远动配置描述文件RemoteConfiguration Description）文件获取单元、点表获取单元、SCD与RCD文件解析单元、自动验收单元连接，对比单元将导入的点表与解析后的RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，根据对比结果及时修改设计点表，并能导出成 Excel文件，以便同步。

匹配单元根据选择的点号、获取的点表、解析的SCD与RCD文件和抓取的报文信号，将抓取的报文信号与获取的点表、解析的SCD与RCD文件的相应信息进行匹配，若均匹配，视为通过；

若未通过，自动验收单元验收备注为本次测试的情况，然后进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路则诊断为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

当报文信号为遥信时，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS（制造报文规范Manufacturing Message Specification）信号与Addr进行匹配，将Goose（面向通用对象的变电站事件 Generic Object Oriented Substaton Event）信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 -> 复归，视为通过。

当报文信号为遥测时，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作-> 复归，视为通过。

SCD与RCD文件解析单元解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路。

本实施例的基于上述的装置的变电站链路诊断方法，包括如下步骤：

步骤（1）、获取变电站的SCD文件与RCD文件，导入到自动验收单元中；SCD与RCD导入的过程中，动态展示导入进度与当前正在解析的IED设备。

步骤（2）、解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路；以图形的方式展示站控层、间隔层、过程层的设备。SCD与RCD需要符合国家标准。

步骤（3）、获取设计点表并导入到自动验收单元中；配置远动出口IP，获取到远动装置的信号数据；导入设计点表之后，将点表相关信息与RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，并根据对比结果及时修改设计点表，并能导出结果。

步骤（4）、选择待验收的信号，解析抓取到的三层信号，判断本次操作是否合规并有效，根据实际情况通过或不通过本次操作的信号；选择指定信号后，采集分析三层报文信号，若报文信号为遥信，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将Goose信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 ->复归，视为通过；

若报文信号为遥测，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 ->复归，视为通过；

若状态不一致或有未收到，设置验收备注为本次测试的情况，进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路就为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

步骤（5）、解析单次操作的数据，记录操作人与操作时间等相关信息，生成验收报告。

本实施例的数据的导入与配置：本装置提供点表模板，可将从各EMS厂家导出的点表迁移到点表模板中，屏蔽了各厂家点表规制不同的问题。点表模板为主流Excel格式，支持多平台编辑，导入后支持编辑功能，并可将编辑后的点表导出为Excel格式，确保验收与实际系统中点表一致，避免主站与子站间点表不一致的问题。

本实施例支持导入符合国家规范的SCD与RCD文件。通过导入SCD文件，可以建立信息传递模型，并加载各设备的出口网络参数，为其他功能做支撑。通过导入RCD文件，可以获得远动转发关系，为后续的三层报文分析做支撑。除此之外，还需配置主站端的网络参数，使本装置成为主站侧，接收各设备上传的信号。取得电厂的SCD、RCD配置文件，获得设计点表文件，将文件导入到装置中，配置远动出口的网络配置。

本实施例的信号验收：可抓取到各层的Goose、SV、MMS、104信号，将各种信号进行解析，屏蔽掉多余的信息，并且支持智能防抖，将部分数据进行持久化存储，部分数据上送到显示单元，在装置屏幕上实时观察信号变化，并可支持备注功能，随时记录验收中发现的问题，以备消缺使用。

将抓取到的三层信号与导入SCD文件后生成的信息传递模型进行关系建立，对单条信号建立信息传递链路。

本实施例的故障消缺：在验收的过程获得了实际信号与SCD信息传递链路匹配关系，对于完全匹配成功的信号，装置自动设置该条信号为验收通过状态，对于未能完全匹配的信号，自动将该次验收情况记录到备注中，并可针对本条信号再次验收。在链路分析页面中，可视化地显示SCD信息传递模型，对匹配上三层信号的链路进行高亮，找到未被高亮显示的链路，可对比电厂实际物理接线图进行精确消缺。

将本装置连接到站端后台的网络中，使装置中的程序与网络联通，进入到验收模块中，通知现场人员操作具体物理设备。观察验收模块中待验收的信号，如正确通过验收则进行下一个点的工作。若未通过，则进入到链路诊断模块，观察该点信号的数据传输模型，找到未被高亮的通路，与电厂实际物理接线图进行匹配，找到在该物理链路的缺陷点。

进而，不依靠于操作人的工作状态，根据实际发出的信号与设计文件相对比，确保设计的与实际的一致无误，保证了验收的正确性。基于三层信号分析的链路诊断，精确定位故障点，提高了联调验收的效率。

本实施例的硬件设备均为三防设备，能够保障设备件运行的稳定性与安全性。本装置使用Linux操作系统，核心程序可部署到国产操作系统中，保证了底层的安全性。可解析多种主流规约信号，宽容度高。登录装置内嵌系统采用多级用户模式，普通操作人员不可更改验收过程的关键参数。生成报告为不可编辑的文件格式，保证了验收报告的权威性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，其特征在于：包括自动验收单元，以及与自动验收单元连接的SCD与RCD文件解析单元、点表获取单元、报文信号抓取单元、点号选择单元和自动验收单元；

自动验收单元包括匹配单元，匹配单元根据选择的点号、获取的点表、解析的SCD与RCD文件和抓取的报文信号，将抓取的报文信号与获取的点表、解析的SCD与RCD文件的相应信息进行匹配，若均匹配，视为通过；

若未通过，自动验收单元验收备注为本次测试的情况，然后进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路则诊断为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

2.根据权利要求1所述的基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，其特征在于：报文信号为遥信，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将Goose信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 -> 复归，视为通过。

3.根据权利要求1所述的基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，其特征在于：报文信号为遥测，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 -> 复归，视为通过。

4.根据权利要求1所述的基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，其特征在于：SCD与RCD文件解析单元解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路。

5.根据权利要求1所述的基于三层信号分析的变电站链路诊断装置，其特征在于：自动验收单元还包括对比单元，对比单元与SCD与RCD文件获取单元、点表获取单元、SCD与RCD文件解析单元、自动验收单元连接，对比单元将导入的点表与解析后的RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，根据对比结果及时修改设计点表，并能导出结果，以便同步。

6.基于权利要求1-5之一的装置的变电站链路诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）、获取变电站的SCD文件与RCD文件，导入到自动验收单元中；

步骤（2）、解析SCD与RCD文件，以三层两网结构构建关系模型，链接不同IED设备，直观显示104规约信号的信号链路；

步骤（3）、获取设计点表并导入到自动验收单元中；配置远动出口IP，获取到远动装置的信号数据；

步骤（4）、选择待验收的信号，解析抓取到的三层信号，判断本次操作是否合规并有效，根据实际情况通过或不通过本次操作的信号；

步骤（5）、解析单次操作的数据，记录操作人与操作时间等相关信息，生成验收报告。

7.根据权利要求6所示的变电站链路诊断方法，其特征在于：步骤（1）中，SCD与RCD导入的过程中，动态展示导入进度与当前正在解析的IED设备。

8.根据权利要求6所示的变电站链路诊断方法，其特征在于：步骤（2）中，以图形的方式展示站控层、间隔层、过程层的设备。

9.根据权利要求6所示的变电站链路诊断方法，其特征在于：导入设计点表之后，与RCD中信号进行对比，确保不同单位的点表一致无误，并根据对比结果及时修改设计点表，并能导出结果。

10.根据权利要求6所示的变电站链路诊断方法，其特征在于：步骤（4）中，选择指定信号后，采集分析三层报文信号，若报文信号为遥信，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将Goose信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 -> 复归，视为通过；

若报文信号为遥测，自动验收单元每一次将104信号与点号进行匹配，将MMS信号与Addr进行匹配，将SV信号与APPID进行匹配，进行三次匹配且动作顺序为复归 -> 动作 ->复归，视为通过；

若状态不一致或有未收到，设置验收备注为本次测试的情况，进行诊断，再次获取并解析信号，根据信号的起始与终结的IED设备地址信息与APPID信息，在三层两网的结构图中绘制高亮通路，与原有通路做区分，未有高亮标记的通路就为问题通路，根据电厂的实际设备情况进行消缺。

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