CN111008908A - 一种阶段式故障诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阶段式故障诊断方法，涉及电力系统故障综合处理领域，解决电网故障诊断系统中多数据源、多种算法并行的电网故障的实时综合分析及数据采集的针对性和效率不高的问题。本发明包括快速故障诊断子系统，录波信息故障分析子系统；故障信息组群管理模块，采用故障信息组群技术实现了各核心分析子系统之间的数据共享,解决各独立运行的分析子系统之间的协调问题；实现了针对多数据源、多种算法并行的电网故障的实时综合分析，提高了分析和数据采集的针对性和效率。
Description
技术领域
本发明属于电力系统故障综合处理领域，具体涉及一种阶段式故障诊断方法。
背景技术
电网故障发生后，海量的告警信息涌入调度中心主站，保护动作、开关动作、潮流越限、母线失压、装置闭锁、系统异常、自动装置动作等。其中保护动作信息、故障波形、定值设置都是重要的故障分析数据源。电网事故发生后电网设备的信息变化顺序为：电气量变化、保护启动、保护出口、开关动作。而从数据获取的实时性排序分别为：开关和保护动作信息、电气量波形文件（以及波形分析所需的定值等），有必要按照数据实时性的强弱来设计综合故障分析方法。
发明内容
针对以上现有技术存在的不足，本发明提供一种阶段式故障诊断方法，解决电网故障诊断系统中多数据源、多种算法并行的电网故障的实时综合分析及数据采集的针对性和效率不高的问题。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种阶段式故障诊断系统，包括快速故障诊断子系统，用于第一阶段的快速故障诊断；录波信息故障分析子系统，用于在快速故障诊断的分析结果基础上有目的的自动召唤和采集本次故障波形数据和已有故障波形数据，对故障进行综合分析；故障信息组群管理模块，用于建立共享数据区间，为快速故障诊断子系统和录波信息故障分析子系统的合作、协同求解提供服务，协调最终故障信息综合分析结果的求解。
进一步地，一种阶段式故障诊断方法，包括以下步骤：
步骤1，根据保护动作信息、开关动作SOE信息、系统实时潮流断面信息在快速故障诊断子系统中进行快速故障诊断，获得快速故障分析结果；
步骤2，录波信息故障分析子系统根据快速故障分析结果，自动召唤和采集本次故障波形数据和故障信息组群管理模块中大概率的已有故障波形数据，通过波形比对对故障进行综合分析，分析内容包括故障设备以及该故障设备相关的保护动作信息、开关动作信息、所需的波形通道信息，并对保护动作行为进行校验；
步骤3，故障信息组群管理模块将快速故障诊断子系统和录波信息故障分析子系统分析的结果急性存储，并创建故障信息组群。
进一步地，一种阶段式故障诊断方法还包括步骤4: 故障信息组群管理模块对所有的故障信息组群数据进行生命周期的管理。
进一步地，自动召唤和采集本次故障波形数据和故障信息组群管理模块中大概率的已有故障波形数据包括以下步骤：
步骤1，分析出故障设备后进行组群管理，故障信息组群管理模块包括本次组群的开始时间、结束时间；
步骤2，故障信息组群管理模块的处理包括判断本次要召唤的波形列表是否下发，波形列表是否上送，波形文件召唤命令是否下发，波形文件是否上送；
步骤3，故障信息组群管理模块根据参数决定是否对第一次召唤失败的波形进行再次召唤，以及召唤间隔和召唤次数；
步骤4，组群结束后获取本次故障相关的波形文件。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
分阶式综合故障诊断方法从实时性、适用性、综合性角度出发，根据不同数据类型的采集特性、不同领域算法的适用范围，将分析系统分为若干子系统，分阶段、有节奏、有目的的开展电网故障诊断。
设计了智能故障信息组群管理模块，以故障信息组群作为快速故障诊断子系统和波形分析子系统的协作分析媒介，提供了良好的协同机制，以快速故障诊断结果为后续波形分析的基础，通过对故障信息组群生命周期的监控和管理来协调故障信息综合分析系统的进展。这样的设计具有以下优势：
（1）协同优势：保证了故障信息智能分析系统中快速故障诊断子系统和波形分析子系统的独立性，同时保证两者分析结果最终统一为一个综合分析结果；
（2）时效优势：以快速故障诊断结果为后续波形分析的基础，以快速故障诊断分析结果的故障设备为分析导向，有助于过滤大量不必要的故障波形的召唤，进一步提高了故障诊断的实时效率；
（3）扩展优势：随着电力调度自动化水平的进一步提高，接入更为丰富的数据源后，也会引入更多的故障分析方法，智能故障信息组群的设计思路，支持了数据采集的扩展和分析方法的扩展，以故障信息组群管理模块为新老分析子系统之间的协同求解的媒介，较好的解决各分析子系统合作、协同分析推理的问题。通过扩展智能故障组群结构，还可将电力一次设备在线监测数据和分析，事故恢复辅助决策等子系统纳入分阶式故障诊断架构中，为智能化一体化电网故障在线信息分析系统内涵的扩展提供了便捷性。
本发明通过分阶段利用不同算法对多数据源、多类型数据进行分析，同时采用故障信息组群技术实现了各核心分析子系统之间的数据共享, 解决各独立运行的分析子系统之间的协调问题；实现了针对多数据源、多种算法并行的电网故障的实时综合分析, 提高了分析和数据采集的针对性和效率。
附图说明
图1为本发明实施例的快速故障诊断子系统相关运行流程图；
图2为本发明实施例的能故障信息组群管理模块处理流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
本发明提供一种阶段式故障诊断方法，包括一种阶段式故障诊断系统，一种阶段式故障诊断系统包括快速故障诊断子系统，录波信息故障分析子系统以及故障信息组群管理模块。本方法从实时性、适用性、综合性角度出发，根据能量管理系统、保护信息、故障录波3个系统的电网故障信息不同的采集特性、以及不同领域算法的适用范围，将分析系统分为若干子系统，分阶段的开展电网故障诊断，并建立智能故障信息组群模型, 各子系统对故障信息组群数据共享，使各子系统并行进行数据采集和计算，子系统包括快速故障诊断子系统、录波信息故障分析子系统等，每个子系统采用不同数据源的数据进行分析, 各自相互独立；智能故障信息组群模型包括各类源数据模型、快速故障诊断子系统信息模型、故障录波分析子系统信息模型和综合分析子系统信息模型等，智能故障信息组群管理子系统为每一个可疑的故障设备建立共享数据区间,并以此协调各子系统的分析。
开关SOE动作信息、保护动作信息、包括EMS系统的实时潮流断面信息，故障发生后几秒内可获得，并放在第一阶段的快速故障诊断子系统中分析，快速定位故障设备，步骤如图1所示, 具体的诊断算法已公开，可参考专利号为CN200910183872.5的《基于保护动作链的电力系统故障诊断的方法》。故障录波文件以及波形分析所需的定值等数据信息，由于召唤耗时，放在后面的结合录波故障分析子系统中进行分析，并对保护动作行为进行校验。录波故障分析子系统中，考虑在快速故障分析结果基础上进行有目的的故障波形数据的自动召唤和采集，召唤故障概率大的设备波形，提高综合分析的时效性。对于同一个故障的分析处理，两个子系统在时序上分阶段异步处理会提高分析效率，快速故障诊断和结合波形信息的故障分析两个子系统应并行独立运行。为了提高分析效率，考虑以智能故障信息组群管理模块为协同媒介，为综合故障分析系统中各个分析子系统的合作、协同求解提供服务，协调最终故障信息综合分析结果的求解。
分阶式综合故障诊断方法从实时性、适用性、综合性角度出发，根据不同数据类型的采集特性、不同领域算法的适用范围，将分析系统分为若干子系统，分阶段、有节奏、有目的的开展电网故障诊断。
设计了智能故障信息组群管理模块，以故障信息组群作为快速故障诊断子系统和波形分析子系统的协作分析媒介，提供了良好的协同机制，以快速故障诊断结果为后续波形分析的基础，通过对故障信息组群生命周期的监控和管理来协调故障信息综合分析系统的进展。这样的设计具有以下优势：
（1）协同优势：保证了故障信息智能分析系统中快速故障诊断子系统和波形分析子系统的独立性，同时保证两者分析结果最终统一为一个综合分析结果；
（2）时效优势：以快速故障诊断结果为后续波形分析的基础，以快速故障诊断分析结果的故障设备为分析导向，有助于过滤大量不必要的故障波形的召唤，进一步提高了故障诊断的实时效率；
（3）扩展优势：随着电力调度自动化水平的进一步提高，接入更为丰富的数据源后，也会引入更多的故障分析方法，智能故障信息组群的设计思路，支持了数据采集的扩展和分析方法的扩展，以故障信息组群管理模块为新老分析子系统之间的协同求解的媒介，较好的解决各分析子系统合作、协同分析推理的问题。通过扩展智能故障组群结构，还可将电力一次设备在线监测数据和分析，事故恢复辅助决策等子系统纳入分阶式故障诊断架构中，为智能化一体化电网故障在线信息分析系统内涵的扩展提供了便捷性。
基于故障信息的在分阶式故障诊断方法可分成以下几个步骤：
（1）根据保护动作信息、开关动作SOE信息、系统实时潮流断面信息在快速故障诊断子系统中进行快速故障诊断。（2）快速故障诊断结束后，根据分析出的故障设备以及该故障设备相关的保护动作信息、开关动作信息、分析所需的波形通道信息、创建故障信息组，交给后续智能故障信息组群管理模块去处理；而快速故障诊断子系统继续进行新故障的实时监视和分析。（3)智能故障信息组群管理模块对所有的故障信息组群数据进行生命周期的管理。
后续智能故障信息组群管理模块处理步骤如下，具体步骤如图2所示，
步骤1，分析出故障设备后进行组群管理，组群管理模块包括本次组群的开始时间，结束时间；
步骤2，群组管理模型包括本次要召唤的波形列表是否下发，波形列表是否上送，波形文件召唤命令是否下发，波形文件是否上送；
步骤3，群组管理模块根据参数决定是否对第一次召唤失败的波形进行再次召唤，以及召唤间隔和召唤次数。
采用本发明的方法，利用故障信息组群技术的分阶式电网故障综合分析, 能正确地完成基于多个数据源、多种算法的综合故障分析, 并实现一次设备故障分析, 以及保护和开关动作正确性评估, 还具有协同性、时效性、扩展性优势。特别在暂态波形源数据短时间内无法同时获取情况下的分析, 可协调各并行子系统并及时推出分析结果, 效果尤为突出。
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，任何熟悉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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种阶段式故障诊断系统，其特征在于，包括：
快速故障诊断子系统，用于第一阶段的快速故障诊断；
录波信息故障分析子系统，用于在快速故障诊断的分析结果基础上有目的的自动召唤和采集本次故障波形数据和已有故障波形数据，对故障进行综合分析；
故障信息组群管理模块，用于建立共享数据区间，为快速故障诊断子系统和录波信息故障分析子系统的合作、协同求解提供服务，协调最终故障信息综合分析结果的求解。
2.一种阶段式故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据保护动作信息、开关动作SOE信息、系统实时潮流断面信息在快速故障诊断子系统中进行快速故障诊断，获得快速故障分析结果；
步骤2，录波信息故障分析子系统根据快速故障分析结果，自动召唤和采集本次故障波形数据和故障信息组群管理模块中大概率的已有故障波形数据，通过波形比对对故障进行综合分析，分析内容包括故障设备以及该故障设备相关的保护动作信息、开关动作信息、所需的波形通道信息，并对保护动作行为进行校验；
步骤3，故障信息组群管理模块将快速故障诊断子系统和录波信息故障分析子系统分析的结果急性存储，并创建故障信息组群。
3.根据权利要求2所述的阶段式故障诊断方法，其特征在于：
还包括步骤4：故障信息组群管理模块对所有的故障信息组群数据进行生命周期的管理。
4.根据权利要求2所述的阶段式故障诊断方法，其特征在于：自动召唤和采集本次故障波形数据和故障信息组群管理模块中大概率的已有故障波形数据包括以下步骤：
步骤1，分析出故障设备后进行组群管理，故障信息组群管理模块包括本次组群的开始时间、结束时间；
步骤2，故障信息组群管理模块的处理包括判断本次要召唤的波形列表是否下发，波形列表是否上送，波形文件召唤命令是否下发，波形文件是否上送；
步骤3，故障信息组群管理模块根据参数决定是否对第一次召唤失败的波形进行再次召唤，以及召唤间隔和召唤次数；
步骤4，组群结束后获取本次故障相关的波形文件。
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