CN111786462B - 一种基于多维全景数据的电网信息校验系统及校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，它包括：开关量与电气量校验模块是通过根据多维全景系统提供的录波信息和断面文件根据电流判断该设备各侧的断路器以及刀闸的状态是否正确；开关量与开关量校验模块是通过根据多维全景系统提供的故障录波器的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态，与继电保护装置的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态进行对比，判断对应的断路器和刀闸的状态是否正确；电气量与电气量校验模块是通过解析多维全景系统的设备关联关系进行通道对应的；解决现有的监测方法无法对实际运行中的继电保护装置和故障录波器的在暂态过程的电气量进行有效的监视等技术问题。

Description

一种基于多维全景数据的电网信息校验系统及校验方法

技术领域

本发明涉及电网中故障诊断领域，具体涉及到一种基于多维全景数据的电网信息校验系统及校验方法。

背景技术

现有技术中电网公司都建立了一批基础的继电保护故障信息采集和分析系统，主要表现形式为SCADA系统、保信主站系统、故障录波主站系统，SCADA系统可获取保护、开关两层信息，而保护主站系统及故障录波主站系统可获取原始的电气量信息。为彻底解决调度端各系统的数据问题，建立了多维全景数据分析系统，该系统接入了SCADA系统、保信主站系统、录波主站系统的数据，实现对调度范围内的故障信息的查询和管理，具有数据完整、准实时性和完全性等特点，并且具有故障分析功能，可作为调度事故判断与处理的依据。

受限于变电站的设备长期运行特点，发生异常的可能性随着设备运行的年限逐步增大，设备存在隐患难以暴露，面向现场的专项隐患排查也存在盲区，对于故障诊断有较大的影响。比如当系统发生故障时，其故障短路电流突增或超过互感器的额定限值一次电流时,极易造成互感器铁芯饱和而导致失去固有的传变特性,造成采样精度出现误差，引起继电保护设备发生误动。由于暂态过程比较短暂，现有的监测方法无法对实际运行中的继电保护装置和故障录波器的在暂态过程的电气量进行有效的监视。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于多维全景数据的电网信息校验系统及校验方法，以解决现有技术受限于变电站的设备长期运行特点，发生异常的可能性随着设备运行的年限逐步增大，设备存在隐患难以暴露，面向现场的专项隐患排查也存在盲区，对于故障诊断有较大的影响；由于暂态过程比较短暂，现有的监测方法无法对实际运行中的继电保护装置和故障录波器的在暂态过程的电气量进行有效的监视等技术问题。

本发明的技术方案是：

一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，它包括：开关量与电气量校验模块、电气量与电气量校验模块和开关量与开关量校验模块；

所述开关量与电气量校验模块是通过根据多维全景系统提供的录波信息和断面文件，解析处理对应的一次电压和电流，并根据电流判断该设备各侧的断路器以及刀闸的状态是否正确；

开关量与开关量校验模块是通过根据多维全景系统提供的故障录波器的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态，与继电保护装置的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态进行对比，判断对应的断路器和刀闸的状态是否正确；

电气量与电气量校验模块是通过解析多维全景系统的设备关联关系进行通道对应的，该关联关系通过SCADA系统提供的CIME文件以及其他各系统提供的模型文件获取。

所述电气量与电气量校验模块包含电气量稳态对比模块和电气量暂态对比模块；

电气量稳态校验模块是通过根据多维全景系统提供的录波文件和SCADA系统所提供的潮流文件进行对比；

电气量暂态校验模块是通过根据多维全景系统提供的继电保护装置录波文件和故障录波联网系统所提供的录波文件进行对比。

所述电气量暂态校验模块通过计算暂态过程中的差值后，再通过计算差值的有效值与设置的阈值进行比较后，超出阈值才进行告警。

开关量与开关量校验模块是通过根据多维全景系统提供的继电保护装置的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态，与SCADA系统的SOE信息提供的断路器和刀闸的状态进行对比，判断对应的断路器和刀闸的状态是否正确。

所述开关量与电气量校验模块的实现方法包括：

步骤1、通过故障录波联网系统的录波数据，获取稳态时的设备各侧的电压电流值，电压电流值反映了该设备所对应的CT采样情况；

步骤2、通过设备对应的CT采样情况，判别该设备的运行状态；如果该设备各侧的电流值大于指定的阈值，则该设备应处于运行状态，否则处于停运或检修状态；

步骤3、根据线路的运行状态，确定两侧线路的断路器及刀闸的状态；如果线路处于运行状态，则该设备各侧的断路器及刀闸应处于闭合状态，如果线路的状态是处于停运或检修状态，则该设备各侧的断路器及刀闸应处于断开状态；

步骤4、根据断路器及刀闸的根据断路器两侧的刀闸带电情况，去校验SCADA系统上送的断路器的状态信息，如果本时间段内，有相关的断路器的变位的动作信息上送，则认为该信息属于误报。

所述电气量稳态校验模块的实现方法包括：

步骤1、解析SCADA系统提供的断面文件，获取各节点的潮流信息；

步骤2、解析录波联网系统提供的稳态录波文件，获取各采样通道的电压电流信息；

步骤3、根据多维全景系统的关联映射，获取SCADA系统中各节点与录波文件的通道的关联对应关系；

步骤4、通过对比SCADA系统的节点与录波数据的通道信息，计算出差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据对比异常，需进行告警处理。

所述电气量暂态校验模块的实现方法包括：

步骤1、获取保信系统的录波数据，以继电保护装置的触发记录为基准，获取本次故障记录的时间记为t；

步骤2、获取本时刻前T1和本时刻后T2的时间范围内故障录波器的录波文件，T1＝t-Δt，T2＝t+Δt，Δt为固定时间范围，取值为5s；

步骤3、根据多维全景系统的关联映射，获取故障录波器中采样的通道与继电保护装置采样的通道的关联对应关系；

步骤4、解析各波形，获取各录波文件中指定对应通道的在触发时刻前40ms以及后60ms内共100ms的电压电流值；

步骤5、依次判断各通道的值，分别获取故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值0～40ms时间范围的差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据匹配异常，进入步骤2，否则进入步骤6，进行暂态段的数据比较；

步骤6、计算故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值40～100ms时间范围的差值，并计算差值的有效值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示暂态数据异常，进行数据告警，否则表示数据对比正常。

开关量与开关量校验模块的实现方法包括：

步骤1、通过获取故障录波器的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤2、通过获取继电保护装置的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤3、依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比故障录波器接入的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位装置，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警；

步骤4、通过获取SCADA系统的SOE信息，获取开关量的状态以及变位状态信息；

步骤5、依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比SCADA系统所提供的SOE信息的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位状态，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警。

本发明有益效果是：

本发明对多维全景数据系统的获取的各类信息进行有效的校验，提供信息的可用性，并在此基础上针对同源数据不一致现象，发现二次设备所存在的异常隐患，利用同源数据比对技术和站域差流比对分析，结合故障关联区域录波暂、稳态大数据(智能站录波数据、常规站录波数据与二次设备在线监视数据)，针对诸如中性回路断线、接地、极性错误、跳合闸回路异常等相关二次回路安全隐患自动预警功能，实现基于数据驱动的缺陷精准诊断，对保证电网的持续安全稳定运行具有重大的意义；解决了现有技术受限于变电站的设备长期运行特点，发生异常的可能性随着设备运行的年限逐步增大，设备存在隐患难以暴露，面向现场的专项隐患排查也存在盲区，对于故障诊断有较大的影响；由于暂态过程比较短暂，现有的监测方法无法对实际运行中的继电保护装置和故障录波器的在暂态过程的电气量进行有效的监视等技术问题。

附图说明

图1是本发明流程图；

图2是本发明开关量与电气量校验模块流程示意图；

图3是本发明电气量与电气量校验模块的稳态量校验流程示意图；

图4是本发明电气量-电气量校验模块的暂态量校验流程示意图；

图5是本发明开关量-开关量校验模块流程示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示一种基于多维全景数据系统的信息校验系统，包含有开关量与电气量校验模块，电气量与电气量校验模块，开关量与开关量校验模块。电气量与电气量校验模块包含电气量稳态对比模块和电气量暂态对比模块。

如图2所示，开关量-电气量校验模块的实现流程，在故障分析过程中，信息的准确关系着故障诊断结果的正确性，因此，考虑到各源中的告警信息的特性，当收到实时告警时，通过模拟量来校验下开关量的状态，并以此为基准对断路器进行故障区域的判断，其步骤如下：

步骤1：通过故障录波联网系统的录波数据，获取稳态时的设备各侧的的电压电流值，该采样值反映了该通道所对应的CT采样情况。

步骤2：通过该设备对应的CT采样情况，判别该设备的运行状态；如果该设备，各侧的电流值大于指定的阈值，则该设备应处于运行状态，否则处于停运或检修状态。

步骤3：根据线路的运行状态，确定两侧线路的断路器及刀闸的状态；如果线路处于运行状态，则该设备各侧的断路器及刀闸应处于闭合状态，如果线路的状态是处于停运或检修状态，则则该设备各侧的断路器及刀闸应处于断开状态。

步骤4：根据断路器及刀闸的根据断路器两侧的刀闸带电情况，去校验SCADA系统上送的断路器的状态信息，如果本时间段内，有相关的断路器的变位的动作信息上送，则认为该信息属于误报。

考虑到，实际过程中存在负荷较小等情况，当校验结果和实际情况有异时，可能是信息不全，也可能是信息有误，这时可以给出提示。

如图3所示，电气量-电气量校验模块中的稳态信息校验模块实现流程：SCADA的断面文件记录了各断面的重要潮流信息，一般是由PMU装置上送主站系统，而录波装置的稳态记录功能，则实时的记录了所采集通道的电压电流，根据故障录波的数据电压和电流，去校验断面文件的潮流信息，用以判断电气量的稳态信息的上送准确性。如某次对比过程中，同一的点的潮流有明显差异，则表明某个源的配置或者参数设置有误，则给出相应的告警,其步骤如下：

步骤1：解析SCADA系统的提供的断面文件，获取各节点的潮流信息。

步骤2：解析录波联网系统的提供的稳态录波文件，获取各采样通道的电压电流信息。

步骤3：根据多维全景系统的关联映射，获取SCADA系统中各节点与录波文件的通道的关联对应关系。

步骤4：通过对比SCADA系统的节点与录波数据的通道信息，计算出差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据对比异常，需进行告警处理。

如图4所示，电气量暂态校验模块的实现流程，根据数据记录的特性，电气量的对比分为稳态对比和暂态对比，稳态对比是采用的SCADA的断面文件和故障录波的稳态数据进行对比，暂态对比是采用的故障录波系统的录波文件和保信系统的录波文件进行对比。其步骤如下：

步骤1：获取保信系统的录波数据，以继电保护装置的触发记录为基准，获取本次故障记录的时间，记为t。

步骤2、获取本时刻前T1和本时刻后T2的时间范围内故障录波器的录波文件，T1＝t-Δt，T2＝t+Δt，Δt为固定时间范围，取值为5s；

步骤3：根据多维全景系统的关联映射，获取故障录波器中采样的通道与继电保护装置采样的通道的关联对应关系。

步骤4：解析各波形，获取各录波文件中指定对应通道的在触发时刻前40ms以及后60ms内共100ms的电压电流值。

步骤5：依次判断各通道的值，分别获取故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值0～40ms时间范围的差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据匹配异常，进入步骤2，否则进入步骤6，进行暂态段的数据比较。

步骤6：计算故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值40～100ms时间范围的差值，并计算差值的有效值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示暂态数据异常，进行数据告警，否则表示数据对比正常。

如图5所示，开关量-开关量校验模块实现流程：SOE信息里包含有断路器的变位信息及保护动作报文，保信系统和故障录波系统均有保护动作信号，通过提取具有同样特征信号的保护动作报文，实现基于同一信号的不同采集点的数据对比，实现保护动作信号的在线对比，其步骤如下：

步骤1：通过获取故障录波器的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤2：通过获取继电保护装置的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤3：依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比故障录波器接入的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位装置，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警。

步骤4：通过获取SCADA系统的SOE信息，获取开关量的状态以及变位状态信息；

步骤5：依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比SCADA系统所提供的SOE信息的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位状态，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警。

Claims (8)

1.一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：它包括：开关量与电气量校验模块、电气量与电气量校验模块和开关量与开关量校验模块；

所述开关量与电气量校验模块是通过根据多维全景系统提供的录波信息和断面文件，解析处理对应的一次电压和电流，并根据电流判断设备各侧的断路器以及刀闸的状态是否正确；

开关量与开关量校验模块是通过根据多维全景系统提供的故障录波器的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态，与继电保护装置的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态进行对比，判断对应的断路器和刀闸的状态是否正确；

电气量与电气量校验模块是通过解析多维全景系统的设备关联关系进行通道对应的，该关联关系通过SCADA系统提供的CIME文件以及其他各系统提供的模型文件获取。

2.根据权利要求1所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：所述电气量与电气量校验模块包含电气量稳态校验模块和电气量暂态校验模块；

电气量稳态校验模块是通过根据多维全景系统提供的录波文件和SCADA系统所提供的潮流文件进行对比；

电气量暂态校验模块是通过根据多维全景系统提供的继电保护装置录波文件和故障录波联网系统所提供的录波文件进行对比。

3.根据权利要求2所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：所述电气量暂态校验模块通过计算暂态过程中的差值后，再通过计算差值的有效值与设置的阈值进行比较后，超出阈值才进行告警。

4.根据权利要求1所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：开关量与开关量校验模块是通过根据多维全景系统提供的继电保护装置的录波文件解析出对应的断路器和刀闸的状态，与SCADA系统的SOE信息提供的断路器和刀闸的状态进行对比，判断对应的断路器和刀闸的状态是否正确。

5.根据权利要求1所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：所述开关量与电气量校验模块的实现方法包括：

步骤1、通过故障录波联网系统的录波数据，获取稳态时的设备各侧的电压电流值，电压电流值反映了该设备所对应的CT采样情况；

步骤2、通过设备对应的CT采样情况，判别该设备的运行状态；如果该设备各侧的电流值大于指定的阈值，则该设备应处于运行状态，否则处于停运或检修状态；

步骤3、根据线路的运行状态，确定两侧线路的断路器及刀闸的状态；如果线路处于运行状态，则该设备各侧的断路器及刀闸应处于闭合状态，如果线路的状态是处于停运或检修状态，则该设备各侧的断路器及刀闸应处于断开状态；

步骤4、根据断路器及刀闸的根据断路器两侧的刀闸带电情况，去校验SCADA系统上送的断路器的状态信息，如果本时间段内，有相关的断路器的变位的动作信息上送，则认为该信息属于误报。

6.根据权利要求2所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：所述电气量稳态校验模块的实现方法包括：

步骤1、解析SCADA系统提供的断面文件，获取各节点的潮流信息；

步骤2、解析录波联网系统提供的稳态录波文件，获取各采样通道的电压电流信息；

步骤3、根据多维全景系统的关联映射，获取SCADA系统中各节点与录波文件的通道的关联对应关系；

步骤4、通过对比SCADA系统的节点与录波数据的通道信息，计算出差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据对比异常，需进行告警处理。

7.根据权利要求2所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：所述电气量暂态校验模块的实现方法包括：

步骤1、获取保信系统的录波数据，以继电保护装置的触发记录为基准，获取本次故障记录的时间记为t；

步骤2、获取本时刻前T1和本时刻后T2的时间范围内故障录波器的录波文件，T1＝t-Δt，T2＝t+ΔtΔt为固定时间范围，取值为5s；

步骤3、根据多维全景系统的关联映射，获取故障录波器中采样的通道与继电保护装置采样的通道的关联对应关系；

步骤4、解析各波形，获取各录波文件中指定对应通道的在触发时刻前40ms以及后60ms内共100ms的电压电流值；

步骤5、依次判断各通道的值，分别获取故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值0～40ms时间范围的差值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示数据匹配异常，进入步骤2，否则进入步骤6，进行暂态段的数据比较；

步骤6、计算故障录波器与继电保护装置所对应的通道的值40～100ms时间范围的差值，并计算差值的有效值，并与设置的阈值进行比较，如果差值大于指定阈值，则表示暂态数据异常，进行数据告警，否则表示数据对比正常。

8.根据权利要求1所述的一种基于多维全景数据的电网信息校验系统，其特征在于：开关量与开关量校验模块的实现方法包括：

步骤1、通过获取故障录波器的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤2、通过获取继电保护装置的录波数据，获取录波启动时刻接入开关的状态以及发生变化的状态；

步骤3、依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比故障录波器接入的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位装置，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警；

步骤4、通过获取SCADA系统的SOE信息，获取开关量的状态以及变位状态信息；

步骤5、依据多维全景系统所提供的开关量通道映射关系，对比SCADA系统所提供的SOE信息的开关量和继电保护装置接入的开关量状态以及变位状态，若对于同一信号，对比结果不一致，则告警。