CN111948489B - 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统 - Google Patents

智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111948489B
CN111948489B CN202010729297.0A CN202010729297A CN111948489B CN 111948489 B CN111948489 B CN 111948489B CN 202010729297 A CN202010729297 A CN 202010729297A CN 111948489 B CN111948489 B CN 111948489B
Authority
CN
China
Prior art keywords
secondary equipment
abnormal
board card
plug
board
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010729297.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111948489A (zh
Inventor
管荑
李玉敦
杨超
唐毅
马强
梁正堂
赵斌超
耿玉杰
白英伟
张国辉
史方芳
佟新元
李娜
王昕�
李宽
王永波
王宏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Original Assignee
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd, State Grid Shandong Electric Power Co Ltd filed Critical State Grid Corp of China SGCC
Priority to CN202010729297.0A priority Critical patent/CN111948489B/zh
Publication of CN111948489A publication Critical patent/CN111948489A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111948489B publication Critical patent/CN111948489B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • H02J13/00017—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus using optical fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02B90/20—Smart grids as enabling technology in buildings sector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
    • Y04S10/40—Display of information, e.g. of data or controls
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Abstract

一种智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统，方法包括以下步骤：步骤1，根据变电站现场实际，在SPCD文件中对二次设备物理模型进行建模，包括对二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系建模；步骤2，基于步骤1的模型，将变电站现场每个二次设备的板卡插件和物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号；步骤3，变电站端采集二次设备上送的MMS信号，在远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，基于步骤2的关联映射，定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；步骤4，进行异常缺陷可视化展示。本发明充分利用各种数据进行融合分析和诊断，异常发生以后自动精准定位，远程在线展示，有效解决板卡级异常告警分析和定位难题。

Description

智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统
技术领域
本发明属于智能变电站技术领域，更具体地，涉及一种智能变电站二次设备异常缺陷诊断定位方法及系统。
背景技术
随着智能电网的发展，国内智能变电站大量投运，智能变电站实现了全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量及监测等功能，其中二次设备作对电力系统内对一次设备进行监察，测量，控制，保护，调节的辅助设备，其安全可靠运行和精益运维检修至关重要。智能变电站大量采用数字化设备，二次回路演变为虚拟化的网络信号，传统的电缆传输模拟量演变为光纤传输数字量，装置间的联系主要依靠逻辑配置完成，二次设备及二次回路所构成的二次系统形成物理简化、逻辑复杂的结构。
二次系统的可靠性依赖于二次设备自身可靠性和二次回路可靠性，智能变电站数字化二次设备集成大量插件板卡和光纤物理端口，CPU、交流、开入、开出、电源等插件及光口元器件数量较多，装置结构复杂，故障率偏高，综合故障率达7％-8％，但是由于智能变电站结构形态发生的技术性变革，二次回路看不见摸不着，对于设备板卡级的插件、光口异常缺陷难以准确判断和定位，尤其二次设备之间通过交换机传递信息的情况，由于交换机在中间级联导致异常区域扩大，异常告警发生后运维检修人员在现场需要通过逐段进行验证排查，甚至定位到某一链路异常后不能确定是发送端问题还是接收端问题，耗时耗力。
对于板卡级插件类故障，缺陷异常确定后需要返回工区查找对应型号的板卡插件，再前往变电站更换消缺，严重制约了异常告警的处置效率、损耗了大量人力物力。目前对于智能变电站设备自检告警和回路异常的诊断已经初步具备，但是由于智能变电站物理模型的缺失、告警信号与模型关联不规范，板卡级插件和端口的在线监视及诊断一直处于监视和诊断的盲区，发生板卡级插件、光口异常难以直观可视研判、快速高效定位故障点。
现有技术文件1(高磊等.一种智能变电站二次设备故障辅助分析系统[P].：CN105529831B,2019-03-19.)公开了一种智能变电站二次设备故障辅助分析系统，包括：网络分析设备、站控层交换机、过程层交换机以及监控系统主机，网络分析设备通过站控层交换机与后台连接，过程层交换机独立组网后与后台单独连接，软件系统部署于监控系统主机上，软件系统包括全景数据解析模块、前置通信模块、逻辑组态模块、分析展示模块。现有技术文件1的技术方案只是针对二次设备级的故障分析和定位，侧重设备硬件整体自身故障的诊断，未能解决每个设备板卡异常或故障的诊断及分析定位问题，不能有效直接诊断分析出具体异常的插件板卡，更不能直接定位到具体的插件板卡。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统，在异常告警发生后，运维检修人员远方在线直接可视化调阅二次设备故障的板卡、光口，通过图形化方式定位出二次设备异常的具体板卡插件、光口，并结合装置台账数据，主动推送更换的板卡插件型号，运检人员直接携带对应型号的板卡插件到现场，基于精准的定位直接进行检修更换，精准快速指导异常故障的检修和更换升级。
本发明采用如下的技术方案：一种智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，包括以下步骤，步骤1，根据变电站现场实际，在SPCD文件中对二次设备物理模型进行建模，包括对二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系建模；步骤2，基于步骤1构建的二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系模型，将变电站现场二次设备的板卡插件和物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号；步骤3，变电站端采集二次设备上送的MMS信号，在远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，基于步骤2构建的异常告警MMS信号与二次设备的板卡插件、物理端口模型的关联映射，定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；步骤4，将步骤3中定位出的异常二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示；其中SPCD文件是指变电站物理配置描述文件，MMS信号是指制造报文规范信号。
优选地，步骤1中对二次设备的板卡插件进行建模具体包括：在二次设备的物理模型中构建Unit元素标签，Unit元素下根据变电站现场实际扩展一个或多个Board元素，SPCD文件中Unit元素的IEDname与SCD文件中二次设备的IEDname一一对应；其中SCD文件是指变电站系统配置描述，Unit元素表示设备，Board元素表示板卡，IEDname表示智能电子设备名称。
优选地，板卡插件包括但不限于：CPU插件、开入插件、开出插件、交流插件、人机MMI接口插件和电源插件。
优选地，板卡插件属性包括但不限于：slot、desc、type、model、port和alarmRef；slot为板卡编号；desc为板卡描述；type为板卡类型；model为板卡型号；port为物理端口；alarmRef为异常告警。
优选地，slot板卡编号采用十进制数字表示，slot属性在Unit元素下唯一不重复。
优选地，步骤1中对二次设备的物理端口及其与板卡插件关联关系建模具体包括：将二次设备每个物理端口通过在Board元素下关联构建Port元素进行建模，根据变电站现场二次设备物理端口情况创建一个或多个Port对象；其中Port元素表示物理端口。
优选地，物理端口属性包括但不限于：no、desc、direction、plug和alarmRef；no为端口组序号，desc为端口描述，direction为端口方向，plug为插头类型，alarmRef为异常告警。
优选地，desc内容与变电站现场二次设备背板端口描述保持一致；no采用枚举值A、B、C…Z，对于同组端口，即一对收发光口，设置其no属性相同；direction采用枚举值Tx、Rx和RT，Tx为发送类型端口，Rx为接收类型端口，RT为发送接收均可端口；plug采用枚举值LC、ST、SC、FC、RJ45。
优选地，步骤2中根据变电站现场实际将二次设备的板卡插件对应关联到相应的异常告警MMS信号具体包括：将SCD文件中dsAlarm数据集的插件异常告警信号映射写入至SPCD文件中Board元素下的alarmRef属性；其中dsAlarm数据集为SCD文件中的故障信号数据集。
优选地，dsAlarm数据集的故障信号包括：CPU插件异常、插件初始化失败、开入异常、开出异常、电源板异常；CPU是指中央处理器。
优选地，根据变电站现场实际将二次设备的物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号具体包括：将SCD文件中dsWarning数据集中的端口异常告警信号映射写入至SPCD文件中Port对象下的alarmRef属性；dsWarning数据集为SCD文件中的告警信号数据集。
优选地，dsWarning数据集的告警信号包括：发送光强越上限、发送光强越下限、接收光强越上限、接收光强越下限。
优选地，步骤3中定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口具体包括：
步骤3.1，在变电站端采集二次设备上送的MMS信号，当智能变电站二次设备的板卡插件或物理端口出现故障时，二次设备触发产生异常告警MMS信号，采集装置收到异常告警的MMS信号后，结合SCD文件和SPCD文件一同上送至远方工区主站，远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，提取异常告警信号的描述和信号索引；
步骤3.2，通过异常告警信号描述和信号索引在SCD文件中遍历所有二次设备获取异常告警对应的二次设备，提取其IEDname；
步骤3.3，依据告警信号确定的IEDname在SPCD文件中的物理模型中找到对应的二次设备，逐一遍历查找告警信号所关联的板卡插件和物理端口，直至研判定位出发生异常的板卡插件和物理端口。
优选地，步骤3.3中，对于异常物理端口定位通过端口的方向定位至发送端或接收端。
优选地，步骤4将步骤3定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示具体包括：
解析SCD文件中二次设备的二次回路及二次回路两端链接的二次设备，获取二次回路与物理端口的关联关系，基于二次回路与物理端口关联关系，以物理端口为连接点从SPCD文件中查找物理端口对应的二次设备物理回路、板卡插件，形成综合的图形化界面，将步骤3定位出的异常的二次设备板卡插件或物理端口异常缺陷在图形界面上标记出来。
优选地，提示运维检修人员发生异常缺陷的具体位置，包括：插件名称、异常描述、发生时间，在图形可视化界面进行特殊标记。
本发明还提供了一种基于智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法的缺陷诊断定位系统，其包括：模型模块，数据采集模块，数据解析模块和可视化展示模块，其特征在于：
模型模块，包括板卡插件模型单元、物理端口模型单元、物理端口与板卡插件的关联单元和板卡插件、物理端口与异常告警MMS信号的关联单元；
数据采集模块，采集二次设备上送的MMS信号；
数据解析模块，用于模型解析和报文融合分析，使用模型模块和数据采集模块获得的MMS信号，定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；
可视化展示模块，用于将数据解析定位出的异常二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比：
通过本发明在电网中的具体应用，充分利用了智能变电站数字化以后产生的各种数据进行融合分析和诊断，异常发生以后自动精准定位，远程在线展示，有效解决板卡级异常告警分析和定位难题；
利用本发明的定位诊断方法代替人工试验排查的方法，极大地提高了异常告警的处置效率和处置准确性，同时减少了人员往返变电站造成的资源损失和时间损耗，实现了智能变电站板卡插件及物理端口异常的高效处置；
当智能变电站二次设备板卡插件或物理端口发生异常缺陷后，精准推送故障板卡或物理端口详细信息，运维检修人员直接携带对应型号的板卡或相关备品备件前往现场处置，真正实现精准检修；
本发明方法同时可以积累大量二次设备板卡插件和物理端口状态变化数据，为二次设备的状态检修提供了支持和依据。
附图说明
图1是本发明的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法的流程图；
图2是本发明的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法的建模结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，包括以下步骤：
步骤1，二次设备物理模型建模，用于为二次设备板卡级异常诊断定位提供基础模型支撑，在此模型基础上进行板卡级异常缺陷的在线监视及诊断定位。
本发明中的二次设备是指，电力系统中量测、保护、控制、通信及调度自动化等设备的总称。二次设备物理模型建模是指对包括交换机在内的二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系根据变电站现场实际在SPCD文件中进行建模。
步骤1二次设备物理模型建模具体包括：
步骤1.1，对二次设备具备的板卡插件建模。具体包括：
在变电站现场的二次设备的物理模型中构建Unit元素标签，Unit元素下根据变电站现场实际扩展一个或多个Board元素，将二次设备背板包含的插件统一在Board层建模。SPCD文件中Unit元素的IEDname与SCD文件中二次设备的IEDname一一对应，即通过配置SCD文件和SPCD文件，对于同一二次设备通过IEDname建立起在SCD文件和SPCD文件中的关联关系，对全站二次设备进行板卡插件和物理端口逐一建模，形成涵盖全站二次设备板卡插件、物理端口、告警信号融合的丰富模型。
本发明中的Unit元素表示设备，Board元素表示板卡，Port元素表示端口。
板卡插件包括但不限于：CPU插件、开入插件、开出插件、交流插件、人机MMI接口插件(Man-Machine interface，简称MMI)和电源插件。
板卡插件属性包括但不限于：slot、desc、type、model、port和alarmRef；slot为板卡编号；desc为板卡描述；type为板卡类型；model为板卡型号；port为物理端口；alarmRef为异常告警。其中，slot板卡编号采用十进制数字表示，slot属性在Unit元素下唯一不重复。
步骤1.2，对二次设备具有的物理端口以及板卡插件与物理端口的关联关系建模。具体包括：
将二次设备每个物理端口通过在Board元素下关联构建Port元素进行建模，根据变电站现场实际二次设备物理端口情况创建一个或多个Port对象。
物理端口属性包括但不限于：no、desc、direction、plug和alarmRef；no为端口组序号，desc为端口描述，direction为端口方向，plug为插头类型，alarmRef为异常告警。
其中，desc内容与变电站现场二次设备背板端口描述保持一致；no采用枚举值A、B、C…Z，对于同组端口，即一对收发光口，设置其no属性相同；direction采用枚举值Tx、Rx和RT，Tx为发送类型端口，Rx为接收类型端口，RT为发送接收均可端口；plug采用枚举值LC、ST、SC、FC、RJ45。
步骤2，板卡插件与异常告警关联建模，用于为异常告警的定位提供遍历搜索关系，将变电站现场二次设备的板卡插件和物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号，即将板卡插件和物理端口对应的异常告警信号与板卡插件和物理端口模型映射关联，为异常在线监视及智能诊断提供基础数据关联。
步骤2板卡插件与异常告警关联建模，具体包括：
步骤2.1，将板卡插件对应的异常告警信号与板卡插件模型映射关联。
基于二次设备物理模型的构建，在二次设备的板卡插件模型中逐一从SCD文件模型中选择板卡插件的CPU插件异常、插件初始化失败、开入异常、开出异常、电源板异常等告警信号关联映射至SPCD文件中Board元素下的alarmRef异常告警属性下，形成板卡插件模型实例与告警索引的关联映射关系。
将SCD文件中dsAlarm数据集的插件异常告警信号映射写入至SPCD文件中Board元素下的alarmRef属性，格式为：IEDnameLD0/GGIOX$ST$AlmX。dsAlarm数据集为SCD文件中的故障信号数据集。
步骤2.2，将物理端口对应的异常告警信号与物理端口模型映射关联。
基于二次设备物理模型的构建，在二次设备的物理端口模型中逐一从SCD模型中选择物理端口的发送光强越上限、发送光强越下限、接收光强越上限、接收光强越下限等告警信号关联映射至物理端口alarmRef异常告警属性下，形成物理端口模型实例与告警索引的关联映射关系。
将SCD文件中dsWarning数据集中的端口异常告警信号映射写入至SPCD文件中Port对象下的alarmRef属性，格式为：
IEDnameLD0/gseSCLI$ST$AlmX。dsWarning数据集为SCD文件中的告警信号数据集。
步骤3，板卡级异常在线监视及诊断，用于提供定位具体诊断方法和人机交互界面。变电站端采集二次设备上送的MMS信号，在远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，基于异常告警信号与二次设备模型的关联映射，精准定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口。
步骤3具体包括：
步骤3.1，在变电站端采集二次设备上送的MMS信号，当智能变电站二次设备的板卡插件或物理端口出现故障时，二次设备触发产生异常告警MMS信号，采集装置收到异常告警的MMS信号后，结合SCD文件和SPCD文件一同上送至远方工区主站，远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，提取异常告警信号描述和信号索引；
步骤3.2，通过异常告警信号描述和信号索引在SCD文件中遍历所有二次设备获取异常告警对应的二次设备，提取其IEDname；
步骤3.3，依据告警信号确定的IEDname在SPCD文件中的物理模型中找到对应的二次设备，逐一遍历查找告警信号所关联的板卡插件和物理端口，直至研判定位出发生异常的板卡插件和物理端口，对于异常物理端口定位通过端口的方向定位至发送端或接收端。
步骤4，将步骤3定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示，有效指导运维检修人员精准检修、高效检修。
结合图形可视化方式在主站形成异常缺陷主动告警画面，提示运维检修人员发生异常缺陷的具体位置，包括：插件名称、异常描述、发生时间，在图形可视化界面进行特殊标记。如果是物理端口异常，则直接在板卡插件上标记出异常端口，并弹窗显示异常端口序号、端口描述、端口方向、插头类型，有效指导运维检修人员精准检修、高效检修。
解析SCD文件中二次设备的二次回路及二次回路两端链接的二次设备，获取二次回路与物理端口的关联关系，基于二次回路与物理端口关联关系，以物理端口为连接点从SPCD文件中查找物理端口对应的二次设备物理回路、板卡插件，形成综合的图形化界面，将异常研判定位结果在图形界面上标记出来，直观推送给运维检修人员。
异常缺陷可视化展示例如但不限于，解析SCD中二次设备的Inputs节点下的ExtRef，提取二次回路及二次回路两端链接的二次设备，并且获取ExtRef节点下intAddr中二次回路与物理端口的关联关系，基于二次回路与物理端口关联关系，以物理端口为连接点从SPCD文件中查找物理端口对应的二次设备物理回路、板卡插件，形成融合二次设备、设备板卡插件、物理端口、端口之间光纤连接关系的二次设备之间全路径的图形化界面。
本发明还提供了一种基于上述智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法的缺陷诊断定位系统，其包括：模型模块，数据采集模块，数据解析模块和可视化展示模块，其特征在于：
模型模块，包括板卡插件模型单元、物理端口模型单元、物理端口与板卡插件的关联单元和板卡插件、物理端口与异常告警MMS信号的关联单元；
数据采集模块，采集二次设备上送的MMS信号；
数据解析模块，用于模型解析和报文融合分析，使用模型模块和数据采集模块获得的MMS信号，定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；
可视化展示模块，用于将数据解析定位出的异常二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示。
本发明的有益效果在于，与现有技术相比：
通过本发明在电网中的具体应用，充分利用了智能变电站数字化以后产生的各种数据进行融合分析和诊断，异常发生以后自动精准定位，远程在线展示，有效解决板卡级异常告警分析和定位难题；
利用本发明的定位诊断方法代替人工试验排查的方法，极大地提高了异常告警的处置效率和处置准确性，同时减少了人员往返变电站造成的资源损失和时间损耗，实现了智能变电站板卡插件及物理端口异常的高效处置；
当智能变电站二次设备板卡插件或物理端口发生异常缺陷后，精准推送故障板卡插件或物理端口详细信息，运维检修人员直接携带对应型号的板卡或相关备品备件前往现场处置，真正实现精准检修；
本发明方法同时积累大量二次设备板卡插件和物理端口状态变化数据，为二次设备的状态检修提供了支持和依据。
缩略语：
SCD：Substation Configuration Description，简称SCD，变电站系统配置描述；
SPCD：Substation Physical Configuration Description，简称SPCD，变电站物理配置描述
IED：Intelligent Electronic Device，简称IED，智能电子设备，IEDname表示智能电子设备名称；
CPU：central processing unit，简称CPU，中央处理器；
MMI：Man-Machine interface，简称MMI，人机接口；
MMS：Manufacturing Message Specification，简称MMS，制造报文规范；
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施示例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施示例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。

Claims (17)

1.一种智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，根据变电站现场实际，在SPCD文件中对二次设备物理模型进行建模，包括对二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系建模；
步骤2，基于步骤1构建的二次设备的板卡插件、物理端口及其关联关系模型，将变电站现场二次设备的板卡插件和物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号；
其中，所述对应关联包括：将SCD文件中dsAlarm数据集的插件异常告警信号映射写入至SPCD文件中Board元素下的alarmRef属性；将SCD文件中dsWarning数据集中的端口异常告警信号映射写入至SPCD文件中Port对象下的alarmRef属性；
步骤3，当二次设备产生异常告警MMS信号时，异常告警的MMS信号将结合SCD文件和SPCD文件一同被上送至远方工区主站，变电站端采集二次设备上送的MMS信号，在远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析以提取异常告警MMS信号的描述和信号索引，基于步骤2构建的异常告警MMS信号与二次设备的板卡插件、物理端口模型的关联映射，通过异常告警信号描述和信号索引遍历SCD文件，以定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；步骤4，将步骤3中定位出的异常二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示；
SPCD文件是指变电站物理配置描述文件，MMS信号是指制造报文规范信号。
2.根据权利要求1所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
步骤1中对二次设备的板卡插件进行建模具体包括：
在二次设备的物理模型中构建Unit元素标签，Unit元素下根据变电站现场实际扩展一个或多个Board元素，SPCD文件中Unit元素的IEDname与SCD文件中二次设备的IEDname一一对应；
SCD文件是指变电站系统配置描述，Unit元素表示设备，Board元素表示板卡，IEDname表示智能电子设备名称。
3.根据权利要求2所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
板卡插件包括但不限于：CPU插件、开入插件、开出插件、交流插件、人机MMI接口插件和电源插件。
4.根据权利要求2所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
板卡插件属性包括但不限于：slot、desc、type、model、port和alarmRef；slot为板卡编号；desc为板卡描述；type为板卡类型；model为板卡型号；port为物理端口；alarmRef为异常告警。
5.根据权利要求4所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
slot板卡编号采用十进制数字表示，slot属性在Unit元素下唯一不重复。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
二次设备的物理端口及其与板卡插件关联关系建模具体包括：
将二次设备每个物理端口通过在Board元素下关联构建Port元素进行建模，根据变电站现场二次设备物理端口情况创建一个或多个Port对象；
Port元素表示物理端口。
7.根据权利要求6所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
物理端口属性包括但不限于：no、desc、direction、plug和alarmRef；no为端口组序号，desc为端口描述，direction为端口方向，plug为插头类型，alarmRef为异常告警。
8.根据权利要求7所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
desc内容与变电站现场二次设备背板端口描述保持一致；no采用枚举值A、B、C…Z，对于同组端口，即一对收发光口，设置其no属性相同；
direction采用枚举值Tx、Rx和RT，Tx为发送类型端口，Rx为接收类型端口，RT为发送接收均可端口；plug采用枚举值LC、ST、SC、FC、RJ45。
9.根据权利要求1中所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
步骤2中将变电站现场二次设备的板卡插件对应关联到相应的异常告警MMS信号具体包括：
将SCD文件中dsAlarm数据集的插件异常告警信号映射写入至SPCD文件中Board元素下的alarmRef属性；
dsAlarm数据集为SCD文件中的故障信号数据集。
10.根据权利要求9所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
dsAlarm数据集的故障信号包括：CPU插件异常、插件初始化失败、开入异常、开出异常、电源板异常；
CPU是指中央处理器。
11.根据权利要求10所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
根据变电站现场将二次设备的物理端口对应关联到相应的异常告警MMS信号具体包括：
将SCD文件中dsWarning数据集中的端口异常告警信号映射写入至SPCD文件中Port对象下的alarmRef属性；
dsWarning数据集为SCD文件中的告警信号数据集。
12.根据权利要求11所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
dsWarning数据集的告警信号包括：发送光强越上限、发送光强越下限、接收光强越上限、接收光强越下限。
13.根据权利要求1至5中的任一项所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
步骤3中定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口具体包括：
步骤3.1，在变电站端采集二次设备上送的MMS信号，当智能变电站二次设备的板卡插件或物理端口出现故障时，二次设备触发产生异常告警MMS信号，采集装置收到异常告警的MMS信号后，结合SCD文件和SPCD文件一同上送至远方工区主站，远方工区主站端通过模型解析、报文融合分析，提取异常告警信号的描述和信号索引；
步骤3.2，通过异常告警信号描述和信号索引在SCD文件中遍历所有二次设备获取异常告警对应的二次设备，提取其IEDname；
步骤3.3，依据告警信号确定的IEDname在SPCD文件中的物理模型中找到对应的二次设备，逐一遍历查找告警信号所关联的板卡插件和物理端口，直至研判定位出发生异常的板卡插件和物理端口。
14.根据权利要求13所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
步骤3.3中，对于异常物理端口定位通过端口的方向定位至发送端或接收端。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
步骤4将步骤3定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示具体包括：
解析SCD文件中二次设备的二次回路及二次回路两端链接的二次设备，获取二次回路与物理端口的关联关系，基于二次回路与物理端口关联关系，以物理端口为连接点从SPCD文件中查找物理端口对应的二次设备物理回路、板卡插件，形成综合的图形化界面，将步骤3定位出的异常的二次设备板卡插件或物理端口异常缺陷在图形界面上标记出来。
16.根据权利要求15所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法，其特征在于：
提示运维检修人员发生异常缺陷的具体位置，包括：插件名称、异常描述、发生时间，在图形可视化界面进行特殊标记。
17.一种基于权利要求1至16任一项所述的智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法的缺陷诊断定位系统，其包括：模型模块，数据采集模块，数据解析模块和可视化展示模块，其特征在于：
模型模块，包括板卡插件模型单元、物理端口模型单元、物理端口与板卡插件的关联单元和板卡插件、物理端口与异常告警MMS信号的关联单元；
数据采集模块，采集二次设备上送的MMS信号；
数据解析模块，用于模型解析和报文融合分析，使用模型模块和数据采集模块获得的MMS信号，定位出异常的二次设备板卡插件或物理端口；
可视化展示模块，用于将数据解析定位出的异常二次设备板卡插件或物理端口进行异常缺陷可视化展示。
CN202010729297.0A 2020-07-27 2020-07-27 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统 Active CN111948489B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010729297.0A CN111948489B (zh) 2020-07-27 2020-07-27 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010729297.0A CN111948489B (zh) 2020-07-27 2020-07-27 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111948489A CN111948489A (zh) 2020-11-17
CN111948489B true CN111948489B (zh) 2024-02-02

Family

ID=73339643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010729297.0A Active CN111948489B (zh) 2020-07-27 2020-07-27 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111948489B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113705026B (zh) * 2021-11-01 2022-03-08 南京亚尔软件测试有限公司 一种电力二次设备数字建模与智能检测系统
CN114253228B (zh) * 2021-11-22 2023-09-12 中国科学院软件研究所 一种基于数字孪生的工业设备对象建模方法及装置
CN114172269B (zh) * 2021-12-10 2024-03-15 国网江苏省电力有限公司检修分公司 一种用于智能变电站二次设备的故障诊断和评估系统
CN117499266A (zh) * 2023-11-09 2024-02-02 上海信辉科技有限公司 一种图形化定位交换机告警位置的方法

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104125103A (zh) * 2014-08-13 2014-10-29 国家电网公司 基于举证表的智能变电站过程层网络通信故障定位方法
CN104732021A (zh) * 2015-03-17 2015-06-24 国家电网公司 智能变电站二次系统物理回路建模及虚实对应的方法
CN105529831A (zh) * 2016-02-02 2016-04-27 江苏省电力公司电力科学研究院 一种智能变电站二次设备故障辅助分析系统
CN105931132A (zh) * 2016-04-20 2016-09-07 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 智能变电站二次系统物理回路文件完整路径解析方法
CN107040413A (zh) * 2017-03-31 2017-08-11 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 智能变电站过程层通讯链路故障定位的方法
CN108199879A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 国网安徽省电力有限公司 基于spcd及scd形成智能站过程层网络拓扑的方法
CN108242028A (zh) * 2017-12-30 2018-07-03 国网天津市电力公司电力科学研究院 变电站主接线图和智能告警测试用例可视化自动关联方法
CN108551401A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 贵州电网有限责任公司 智能变电站虚实诊断系统虚实回路关联映射及诊断方法
CN109617746A (zh) * 2019-01-17 2019-04-12 广东电网有限责任公司 一种基于spcd文件的scd网络配置校验方法
CN109861860A (zh) * 2019-01-31 2019-06-07 国电南瑞科技股份有限公司 一种智能变电站建立虚实链路映射关系的方法及系统
CN209545248U (zh) * 2018-11-21 2019-10-25 国网安徽省电力有限公司宿州供电公司 一种可视化运维的智能变电站系统

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104125103A (zh) * 2014-08-13 2014-10-29 国家电网公司 基于举证表的智能变电站过程层网络通信故障定位方法
CN104732021A (zh) * 2015-03-17 2015-06-24 国家电网公司 智能变电站二次系统物理回路建模及虚实对应的方法
CN105529831A (zh) * 2016-02-02 2016-04-27 江苏省电力公司电力科学研究院 一种智能变电站二次设备故障辅助分析系统
CN105931132A (zh) * 2016-04-20 2016-09-07 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 智能变电站二次系统物理回路文件完整路径解析方法
CN107040413A (zh) * 2017-03-31 2017-08-11 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司 智能变电站过程层通讯链路故障定位的方法
CN108199879A (zh) * 2017-12-29 2018-06-22 国网安徽省电力有限公司 基于spcd及scd形成智能站过程层网络拓扑的方法
CN108242028A (zh) * 2017-12-30 2018-07-03 国网天津市电力公司电力科学研究院 变电站主接线图和智能告警测试用例可视化自动关联方法
CN108551401A (zh) * 2018-04-09 2018-09-18 贵州电网有限责任公司 智能变电站虚实诊断系统虚实回路关联映射及诊断方法
CN209545248U (zh) * 2018-11-21 2019-10-25 国网安徽省电力有限公司宿州供电公司 一种可视化运维的智能变电站系统
CN109617746A (zh) * 2019-01-17 2019-04-12 广东电网有限责任公司 一种基于spcd文件的scd网络配置校验方法
CN109861860A (zh) * 2019-01-31 2019-06-07 国电南瑞科技股份有限公司 一种智能变电站建立虚实链路映射关系的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN111948489A (zh) 2020-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111948489B (zh) 智能变电站二次设备板卡级异常缺陷诊断定位方法及系统
CN107346917B (zh) 基于虚拟机的二次设备集成联调方法
CN112910089A (zh) 一种变电站二次设备故障逻辑可视化方法及系统
CN105140810B (zh) 智能变电站全站软压板投退状态校验系统及方法
CN105429803B (zh) 基于故障区域差分逼近推理的二次虚回路故障定位方法
CN105738736B (zh) 一种智能变电站二次设备全景测试系统、构建及测试方法
CN113300765A (zh) 一种电力数字链路智能识别与诊断方法
CN110647054A (zh) 一种变电站一次设备状态模拟预演系统及防误校核方法
CN104539047A (zh) 基于多因子比对可视化的智能变电站故障诊断及定位方法
CN103915898A (zh) 一种智能变电站网络的运维方法
CN109687905A (zh) 一种智能变电站通讯链路异常状态检测系统
CN107543986A (zh) 一种基于移动平台的继保测试系统
CN107995050A (zh) 智能变电站二次系统过程层通信故障诊断系统和方法
CN105447261B (zh) 一种用于智能变电站虚回路的检验工具
CN115953264B (zh) 基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与故障判断方法
CN109617025B (zh) 一种就地化保护管理单元主接线图的自动生成方法及装置
CN111682444A (zh) 一种数字化变电站计量虚端子可视化系统
CN116014893A (zh) 一种变电站远程可视化智能巡视系统
CN103809973B (zh) 图控界面设计系统及其图控界面设计操作方法
CN110162562B (zh) 智能圈定系统、方法及智能变电站
CN114089067A (zh) 一种变电站电气二次回路可视化系统
CN113887754A (zh) 配电终端统一运维平台的构建方法、系统及构建的平台
CN111817437A (zh) 一种智能变电站智能录波器建模方法
Jun et al. Engineering practice of on-line monitoring and intelligent diagnosis system for secondary equipment in smart substation
CN108256657A (zh) 基于电子调试表单的变电站精细化调试方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant