CN113704987B - 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法 - Google Patents

一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113704987B
CN113704987B CN202110955709.7A CN202110955709A CN113704987B CN 113704987 B CN113704987 B CN 113704987B CN 202110955709 A CN202110955709 A CN 202110955709A CN 113704987 B CN113704987 B CN 113704987B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fault
dimensional
loop
optical fiber
presentation method
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
CN202110955709.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113704987A (zh
Inventor
王晓程
杨宝海
王明
郎理然
胡志强
于依
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.)
Construction Branch Of State Grid Inner Mongolia Eastern Power Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
Original Assignee
Construction Branch Of State Grid Inner Mongolia Eastern Power Co ltd
State Grid Corp of China SGCC
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 Construction Branch Of State Grid Inner Mongolia Eastern Power Co ltd, State Grid Corp of China SGCC filed Critical Construction Branch Of State Grid Inner Mongolia Eastern Power Co ltd
Priority to CN202110955709.7A priority Critical patent/CN113704987B/zh
Publication of CN113704987A publication Critical patent/CN113704987A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113704987B publication Critical patent/CN113704987B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • 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
    • H02J13/00001—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 the display of information or by user interaction, e.g. supervisory control and data acquisition systems [SCADA] or graphical user interfaces [GUI]
    • 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
    • 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
    • H02J13/00032—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
    • H02J13/00034—Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for the elements or equipment being or involving an electric power substation
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Graphics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Transmission In General (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，属于电力系统自动化技术领域。本发明通过规范化的链路告警信息以及三维可视化技术的辅助，结合三维可视化技术以及故障回路推理算法，通过变电站三维可视化配置软件按照层级递进的方式依次实现逐层定位，编辑变电站图元及组合图元，把整个二次设备光纤回路信息以三维的方式呈现出来，结合纤芯自动搜索算法实现变电站二次设备的自动布线，再结合故障定位算法的逻辑判断，把整个计算过程在三维场景下呈现出来，一步步缩小范围，最终形成最有可能发生的故障段，整个过程把故障设备用特殊颜色呈现，查找过程更加直观，提高运维人员的工作效率。

Description

一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法
技术领域
本发明涉及电力系统自动化技术领域，具体涉及一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法。
背景技术
随着智能化在我国各行业中广泛的推广运用，技术日趋成熟，尤其是在变电站的智能化发展过程中更是取得了巨大的进步。在现阶段，智能变电站主要采用光纤通信的方式来取代传统的电缆连接方式，因光纤通信方式的选择，在发生故障时会给相关的运维工作人员带来巨大的困难。
公开号为CN104601228A的专利文献公开了一种PON网络光纤链路故障定位系统和定位方法；该PON网络光纤链路故障定位系统，包括都设置在局端的：测试服务器、ARD-OTDR设备、光开关、波分复用器；所述测试服务器通过以太网络与ARD-OTDR设备相连接；所述ARD-OTDR设备依次通过光开关和波分复用器连接一个或多个OLT的PON，将测试光耦合到主干光纤上；所述波分复用器设置在局端OLT光缆上，光缆通过波分复用器后连接至光纤配线架，光纤配线架出口的光纤通过无源分光器连接到用户端ONU；同一无源分光器下不同用户的光纤长度差异不低于1米。
公开号为CN112422324A的专利文献公开了一种基于改进贝叶斯算法的二次系统故障定位方法，采用基于拓扑关联的虚实回路映射法与改进的贝叶斯理论相结合的智能算法进行求解。发生故障时，完备的故障信息难以获取，告警可能丢失、虚假、乱序、重复、不完整等，影响故障定位的结果。该方法提出了故障信息完备度概念，结合故障后验概率，对通过拓扑关联的虚实回路映射法得到的可疑故障元件计算其故障-告警确定度，当最有可能的前个故障完全覆盖了所观测到的告警集合，则认为找到了最优的故障元件集。
上述两种方法都能对故障进行定位，但是定位不够精确，不能保证准确获取故障信息。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，包括以下步骤：
S1：二次系统三维建模采用 Unity 3D 技术实现，开发相应的配置工具，输出符合三维模型规范的格式文件；
S2：三维模型设计及配置后，数字化移交给调试、运维单位，为相关高级应用的开展提供数据基础；
S3：依据上述数字化移交的二次系统三维模型文件，提取文件内部坐标信息、电缆信息，结合全景模型文件信息，实例化全景二次设备，确定模型的定位点，将二次回路三维模型在空间范围内以渐进的方式依次实现小室、屏柜、装置、板卡、端口、电缆、光缆、逐层定位；
S4：通过全景模型获取二次系统物理回路和逻辑回路，开展不同类型二次设备的“纤芯自动搜索算法”运用，实现二次设备三维模型的光缆、光纤、电缆的连接，以三维的方式进行全景可视化展现，可呈现屏柜连接三维视图、光缆图、端口全路径三维视图、物理回路逻辑回路切换视图细分界面；
S5：基于已有的“虚实对应”技术，采用拓扑搜索的方式，定位虚端子所对应物理回路上的各个物理节点，构建全站物理回路可能性故障点，加入当前单个或多个设备通道断链信息，以设备为单位依次索引 SC及虚回路，在物理回路可能性故障点对应表内查找该虚回路的物理描述方式依次遍历多个通道断链信息以及其对应的故障物理节点，结合存在的回路，以交叉次数最多处为故障定位点，不存在物理交叉情况的为故障定位点，最终将故障定位结果在三维视图上呈现。
进一步的，所述故障定位包括装置故障、装置端口故障、线缆故障。
进一步的，所述步骤S1中，以物理回路 SPCD 文件为基础，加入三维模型信息、电缆信息，建立符合规范要求的二次回路三维模型文件。
进一步的，所述步骤S5中，分析故障定位采用通道告警信息与控制块的映射方式，需解析通信状态数据集和控制块。
进一步的，所述通信状态在数据集内的相关分布为：
a.站控层设备本体状态信号：LD0/dsCommState；
b.站控层设备过程层设备状态信号：CTRL/dsDin(x)；
c.过程层设备本体状态信号：RPIT/dsGOOSE(x)、MUGO/dsGOOSE。
进一步的，需解析的控制块：解析每个IED设备的Inputs部分，获取外部数据引用名，查找外部的控制块引用名，格式为：IEDNameLD/LN.name。
进一步的，站控层设备本体链路信号dsCommState：dsCommState存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsCommState内的数据可以展开，包含了此IED的所有通信相关的信号，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。
进一步的，站控层设备过程层设备状态信号dsDin(x)：
dsDin存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsDin内的数据可以展开，包含了此IED的所有状态相关的信号，包括硬开入和GOOSE开入，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。
进一步的，因测控只是合并单元、智能终端的信息告警转接设备，所以需配置链路接收告警实际所对应的告警装置。
进一步的，目前，SPCD中对交换机、ODF未标注IEDName，因故障定位中涉及到所有装置的端口ref，为便于描述，故需读所有设备的IEDName进行工程配置，标注方式参考保护测控等设备的标注方法，保证全站唯一。
二次光纤回路故障定位的算法，具体包括如下步骤：
1：依据所有通道告警结合站内SCD判断所有故障发生设备，形成故障控制块集合、故障设备集合；
2：以每个故障控制块计算出所有接收该控制块的IED设备及所经物理链路，形成对应每个故障控制块的全设备接收物理链路集合；
3：若控制块故障接收物理链路集合与全设备物理链路集合全部完全重合，则可能性故障标识为发送设备故障；
4：将故障接收物理链路集合与全设备物理链路集合进行一一循环比对，抛弃全路径重合链路，提取故障链路非完全重合链路内的非交叉部分，进行标记，表示为故障段，形成集合；
5：按被标识的故障段链路分别计算接收端口，通过判断端口内的其它控制块是否接收侧链路正常来判断本端口有无故障，进一步缩小故障范围；
6：按标识的故障段链路计算发送端口，判断端口内的其它控制块是否存在且在故障控制块集合内，若存在且不在集合内，则缩小故障段范围，排除发送装置发送端口故障；若存在且在集合内，则跳出判断。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明主要从智能变电站光纤链路告警出发，以变电站的虚实回路映射为基础，通过规范化的链路告警信息以及三维可视化技术的辅助，来构建一个科学合理的智能变电站二次光回路故障诊断定位方案，该方案主要从变电站的信息传输方式和组网形式来进行综合考虑，结合三维可视化技术以及故障回路推理算法，从而能够在一定程度上提高运检人员的效率和正确性。通过变电站三维可视化配置软件按照层级递进的方式依次可以实现小室、屏柜、装置、板卡、端口逐层定位，编辑变电站图元及组合图元，把整个二次设备光纤回路信息以三维的方式呈现出来，同时结合纤芯自动搜索算法实现变电站二次设备的自动布线，再结合故障定位算法的逻辑判断，把整个计算过程在三维场景下呈现出来，一步步缩小范围，最终形成最有可能发生的故障段，整个过程把故障设备用特殊颜色呈现，查找过程更加直观。
本发明适用于智能变电站二次设备光纤回路的故障判断及定位，通过各种算法不断缩小故障范围，最后定位最有可能的区域，避免用人工的方法去查找故障范围，以提高运维人员的工作效率。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
图1是本发明故障定位简易流程图。
图2是本发明拓扑定位的界面图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图1-2，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员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
一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，包括以下步骤：
S1：二次系统三维建模采用 Unity 3D 技术实现，开发相应的配置工具，输出符合三维模型规范的格式文件；由于目前二次系件缺少相关三维模型及属性、电缆信息等内容，可参考输变电三维的模型框架要求，以物理回路 SPCD 文件为基础，加入三维模型信息、电缆信息等内容，建立符合规范要求的二次回路三维模型文件；
S2：三维模型设计及配置后，数字化移交给调试、运维单位，为相关高级应用的开展提供数据基础；
S3：依据上述数字化移交的二次系统三维模型文件，提取文件内部坐标信息、电缆信息，结合全景模型文件信息，实例化全景二次设备，确定模型的定位点，将二次回路三维模型在空间范围内以渐进的方式依次实现小室、屏柜、装置、板卡、端口、电缆、光缆、逐层定位；
S4：通过全景模型获取二次系统物理回路和逻辑回路，开展不同类型二次设备的“纤芯自动搜索算法”运用，实现二次设备三维模型的光缆、光纤、电缆的连接，以三维的方式进行全景可视化展现，可呈现屏柜连接三维视图、光缆图、端口全路径三维视图、物理回路逻辑回路切换视图细分界面；
S5：基于已有的“虚实对应”技术，采用拓扑搜索的方式，定位虚端子所对应物理回路上的各个物理节点，构建全站物理回路可能性故障点，加入当前单个或多个设备通道断链信息，以设备为单位依次索引 SC及虚回路，在物理回路可能性故障点对应表内查找该虚回路的物理描述方式依次遍历多个通道断链信息以及其对应的故障物理节点，结合存在的回路，以交叉次数最多处为故障定位点，不存在物理交叉情况的为故障定位点，最终将故障定位结果在三维视图上呈现。
通道告警信息与控制块的映射方式是分析故障定位的基础。
1.需解析通信状态数据集：
通信状态信息数据的逻辑节点均为GGIOx.Almx，故不好直接解析逻辑节点进行提取，需缩小范围，则在61850模型数据集内进行提取，因保护测控数据集的定义目前相对规范，故可采用以下方法，通信状态在数据集内的相关分布为：
a.站控层设备（保护、测控等）本体状态信号：LD0/dsCommState
b.站控层设备（测控）过程层设备状态信号：CTRL/dsDin(x)
c.过程层设备（智能终端、合并单元等）本体状态信号：RPIT/dsGOOSE(x)、MUGO/dsGOOSE。
考虑到过程层设备下，解析路径的不确定性，且智能终端、合并单元的链路状态一般通过站内测控GOOSE信号进行转发，同时，后续若需要在线接入的话，接收的链路信号均为站控层设备所发送的信号。所以，本方案只需解析站控层设备数据集内的LD0/dsCommState，及测控内CTRL/dsDin(x)部分内容，来保障工程配置的需要。
2.需解析的控制块：
解析每个IED设备的Inputs部分，获取外部数据引用名，查找外部的控制块引用名，格式为：IEDNameLD/LN.name，例：IL2201ARPIT/LLN0.GOCB1。
示例：
PL2201A 220kV姚绍4M41线第一套线路保护PCS-931A
[GOOSE RX]
IL2201ARPIT/LLN0.GOCB1
PM2201A PIGO/LLN0.GOCB0
[SV RX]
ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01。
3. 工程映射方法：
（1）站控层设备本体链路信号dsCommState：
dsCommState可能存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsCommState内的数据可以展开，包含了此IED的所有通信相关的信号，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述等内容，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与RX控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。
以某一保护dsCommState为例：
表1
序号 ref desc RxCbRef
1 LD0/GGIO17.Alm1 Sv采样数据异常
2 LD0/GGIO17.Alm2 第一套线路保护收合并单元A套(直采)SV断链 ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01
3 LD0/GGIO17.Alm3 GOOSE数据异常
4 LD0/GGIO17.Alm4 GOOSE链路中断
5 LD0/GGIO17.Alm5 GOOSE配置文件出错
6 LD0/GGIO17.Alm6 第一套线路保护收智能终端A套(直采)GOOSE断链 IL2201ARPIT/LLN0.GOCB1
7 LD0/GGIO17.Alm7 链路0GOOSE接收B网断链
8 LD0/GGIO17.Alm8 链路0GOOSE接收与发送不匹配
9 LD0/GGIO18.Alm1 第一套线路保护收第一套母线保护(组网)GOOSE断链 PM2201A.PIGO/LLN0.GOCB0
10 LD0/GGIO18.Alm2 链路1GOOSE接收B网断链
（2）站控层设备（此处一般只为测控）过程层设备状态信号dsDin(x)：
dsDin可能存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsDin内的数据可以展开，包含了此IED的所有状态相关的信号，包括硬开入和GOOSE开入，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述等内容，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与RX控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。此外，因测控只是合并单元、智能终端的信息告警转接设备，所以需配置链路接收告警实际所对应的告警装置。
以某一测控dsDin4为例：
表2
序号 ref desc RxCbRef alarmIED
1 CTRL/GSGGIO1.SPCSO1 合并单元A装置异常(软)
2 CTRL/GSGGIO1.SPCSO2 合并单元A装置同步异常(软)
3 CTRL/GSGGIO1.SPCSO3 合并单元A SV总告警
4 CTRL/GSGGIO1.SPCSO4 合并单元A SV级联数据异常
5 CTRL/GSGGIO1.SPCSO5 合并单元A GOOSE总告警
6 CTRL/GSGGIO1.SPCSO6 合并单元A套接收智能终端A套GOOSE断链 IL2201ARPIT/LLN0.GOCB1 ML2201A
7 CTRL/GSGGIO1.SPCSO7 合并单元A SV检修不一致
8 CTRL/GSGGIO1.SPCSO8 合并单元A GOOSE检修不一致
9 CTRL/GSGGIO2.SPCSO1 合并单元A切换同时动作
10 CTRL/GSGGIO2.SPCSO2 合并单元A切换同时返回
4. SPCD信息补充说明
目前，SPCD中对交换机、ODF等设备未标注IEDName，因故障定位中涉及到所有装置的端口ref，为便于描述，故需读所有设备的IEDName进行工程配置，标注方式参考保护测控等设备的标注方法，保证全站唯一。
5.故障定位简易流程如图1所示。
光回路故障定位方式及具体算法阐述：
目前，采用“虚实对应”方法的软件已实现逻辑回路控制块在物理链路上的拓扑定位，如图2所示。
故障定位主要分为装置故障、装置端口故障、线缆故障三个主要部分。本方案从控制块所经全部物理回路与故障回路进行交叉判断输出可能性故障回路，并通过计算接收侧及发送侧端口，进一步缩小可能性故障范围，最终输出可能性故障集合。如下所示：
1.依据所有通道告警结合站内SCD判断所有故障发生设备，形成故障控制块集合、故障设备集合；
2.故障设备集合和所对应接收控制块计算出故障物理链路集合如表3所示；
表3
ＩＥＤ 访问点 端口号 所连光纤
ＭＵ Ｍ１ １－Ａ Ｌ９
ＰＭ Ｍ１ １－Ａ Ｌ９
3.以每个故障控制块计算出所有接收该控制块的IED设备及所经物理链路，形成对应每个故障控制块的全设备接收物理链路集合；如表4所示；
表4
4.若控制块故障接收物理链路集合与全设备物理链路集合全部完全重合，则可能性故障标识为发送设备故障；如表5（0表示通信正常，1通信故障），当故障点有0又有1时逻辑取与值为0，判断为无效值，当G2，G3，G4链路同时故障时,B列值为和值3，所有链路都指向了故障节点B，B为最有可能故障点，计算值越高代表故障可能性越大，例如一个220kV线路间隔除合并单元外的所有设备都收到了合并单元所发出的故障信息，表示发送侧合并单元为最有可能的故障点。
表5
5.将故障接收物理链路集合与全设备物理链路集合进行一一循环比对，抛弃全路径重合链路，提取故障链路非完全重合链路内的非交叉部分，进行标记，表示为故障段，形成集合；如表6所示；
表6
6.按被标识的故障段链路分别计算接收端口，通过判断端口内的其它控制块是否接收侧链路正常来判断本端口有无故障，进一步缩小故障范围；需依次判断本装置此端口内是否存在接收装置的其它控制块，若存在，则判断其它控制块是否在故障控制块集合内，若在集合内，则跳出判断，若不在集合内，则标识为装置本侧故障；若不存在，则判断本装置此端口内是否存在其它接收装置的控制块，若存在其它控制块不在故障控制块集合内，进一步缩小故障段范围，排除装置端口故障。
7.按标识的故障段链路计算发送端口，判断端口内的其它控制块是否存在且在故障控制块集合内，若存在且不在集合内，则缩小故障段范围，排除发送装置发送端口故障；若存在且在集合内，则跳出判断。
以上述姚桥变进行示例说明，假设通道故障为：CL2201姚桥4M41线测控/接收合并单元A套SV断链（所对应控制块ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01）、CL2201姚桥4M41线测控/智能终端A套接收测控gocb2断链（所对应控制块CL2201PIGO/LLN0.gocb2）、PL2201A姚桥4M41线保护/接收合并单元A套SV断链（所对应控制块ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01）形成故障控制块集合。以下SW代表交换机，WF代表网络分析仪，SWWF代表网分交换机,设备后面的括号里的内容为装置端口。
{ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01、CL2201PIGO/LLN0.gocb2}
1.由工程配置可计算出实际故障设备集合为：测控CL2201、智能终端IL2201A、线路保护PL2201A；
2.由故障设备集合及所对应的接收告警控制块计算出实际故障链路集合为：
{ CL2201(2-A.RX)-SW2201A(M1-01TX)-SW2201A(M1-03RX)-ML2201A(1-A.TX)
IL2201A(1-A.RX)-SW2201A(M1-04TX)-SW2201A(M1-01RX) -CL2201A(2-A.TX)
PL2201A（7-C.RX）-ML2201A（2-A.TX）}
3.计算每个控制块对应的全设备接收链路集合
ML2201AMUSV/LLN0.MSVCB01控制块
{ PL2201A（7-C.RX）-ML2201A（2-A.TX）
CL2201(2-A.RX)-SW2201A（M1-01TX）-SW2201A(M1-03RX) -ML2201A(1-A.TX)
PM2201A（7-C.RX）-ML2201A（2-B.TX）
WF2201(2-A.RX)-SWWF（M1-01TX）-SWWF（M1-20RX）-SW2201A（M1-08TX）-SW2201A(M1-03RX) -ML2201A(1-A.TX)}
CL2201PIGO/LLN0.gocb2控制块
{ IL2201A(1-A.RX)-SW2201A（M1-04TX）-SW2201A(M1-01RX) -CL2201A(2-A.TX)
IL2201B(1-A.RX)-SW220BA（M1-04TX）-SW2201B(M1-01RX) -CL2201A(2-B.TX)
}
4.循环比对各控制块全设备接收链路集合与故障链路集合，抛弃完全重合部分，提取故障链路非完全重合部分的非交叉段，标记为可能故障段，故障段如下所示：
{ 1. CL2201(2-A.RX)-SW2201A（M1-01TX）
2.IL2201A(1-A.RX)-SW2201A(M1-04T)-SW2201A(M1-01RX) -CL2201A(2-A.TX)
}
5.CL2201（2-A.RX）另接收ML2201AMUSV/LLN0.GOCB1，不在故障控制块集合内，同理可判断IL2201A（1-A.RX），此处不再判断，所以缩小故障范围如下：
{ 测控装置故障；
CL2201(2-A.RX)-SW2201A（M1-01TX）链路故障、SW2201A（M1-01TX）端口故障；
IL2201A(1-A.RX)-SW2201A（M1-04TX）-SW2201A(M1-01RX) -CL2201A(2-A.TX)链路故障、IL2201A(1-A.RX)端口故障、SW2201A（M1-04TX）端口故障、SW2201A(M1-01RX)端口故障、CL2201A(2-A.TX)端口故障}
6.CL2201A(2-A.TX)另发送CL2201PIGO/LLN0.gocb1至智能终端A，不在故障控制块集合内，故缩小故障范围如下：
{ 测控装置故障；
CL2201(2-A.RX)-SW2201A（M1-01TX）链路故障、SW2201A（M1-01TX）端口故障；
IL2201A(1-A.RX)-SW2201A（M1-04TX）-SW2201A(M1-01RX) -CL2201A(2-A.TX)链路故障、IL2201A(1-A.RX)端口故障、SW2201A（M1-04TX）端口故障、SW2201A(M1-01RX)端口故障
}
在三维场景下呈现整个故障定位算法，一步步缩小范围，逐步计算出最可能的故障段。
通过变电站三维可视化配置软件按照层级递进的方式依次可以实现小室、屏柜、装置、板卡、端口逐层定位，编辑变电站图元及组合图元，把整个二次设备光纤回路信息以三维的方式呈现出来，同时结合纤芯自动搜索算法实现变电站二次设备的自动布线，再结合故障定位算法的逻辑判断，把整个计算过程在三维场景下呈现出来，一步步缩小范围，最终形成最有可能发生的故障段，整个过程把故障设备用特殊颜色呈现，查找过程更加直观。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：二次系统三维建模采用 Unity 3D 技术实现，开发相应的配置工具，输出符合三维模型规范的格式文件；
S2：三维模型设计及配置后，数字化移交给调试、运维单位，为相关高级应用的开展提供数据基础；
S3：依据上述数字化移交的二次系统三维模型文件，提取文件内部坐标信息、电缆信息，结合全景模型文件信息，实例化全景二次设备，确定模型的定位点，将二次回路三维模型在空间范围内以渐进的方式依次实现小室、屏柜、装置、板卡、端口、电缆、光缆、逐层定位；
S4：通过全景模型获取二次系统物理回路和逻辑回路，开展不同类型二次设备的“纤芯自动搜索算法”运用，实现二次设备三维模型的光缆、光纤、电缆的连接，以三维的方式进行全景可视化展现，可呈现屏柜连接三维视图、光缆图、端口全路径三维视图、物理回路逻辑回路切换视图细分界面；
S5：基于已有的“虚实对应”技术，采用拓扑搜索的方式，定位虚端子所对应物理回路上的各个物理节点，构建全站物理回路可能性故障点，加入当前单个或多个设备通道断链信息，以设备为单位依次索引 SC及虚回路，在物理回路可能性故障点对应表内查找该虚回路的物理描述方式依次遍历多个通道断链信息以及其对应的故障物理节点，结合存在的回路，以交叉次数最多处为故障定位点，不存在物理交叉情况的为故障定位点，最终将故障定位结果在三维视图上呈现。
2.如权利要求1所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：所述故障定位包括装置故障、装置端口故障、线缆故障。
3.如权利要求2所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：所述步骤S1中，以物理回路 SPCD 文件为基础，加入三维模型信息、电缆信息，建立符合规范要求的二次回路三维模型文件。
4.如权利要求3所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：所述步骤S5中，分析故障定位采用通道告警信息与控制块的映射方式，需解析通信状态数据集和控制块。
5.如权利要求4所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：所述通信状态在数据集内的相关分布为：
站控层设备本体状态信号：LD0/dsCommState；
站控层设备过程层设备状态信号：CTRL/dsDin(x)；
过程层设备本体状态信号：RPIT/dsGOOSE(x)、MUGO/dsGOOSE。
6.如权利要求5所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：需解析的控制块：解析每个IED设备的Inputs部分，获取外部数据引用名，查找外部的控制块引用名，格式为：IEDNameLD/LN.name。
7.如权利要求6所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：站控层设备本体链路信号dsCommState：dsCommState存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsCommState内的数据可以展开，包含了此IED的所有通信相关的信号，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。
8.如权利要求7所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：站控层设备过程层设备状态信号dsDin(x)：
dsDin存在若干个，按实际实例号进行排列，每个dsDin内的数据可以展开，包含了此IED的所有状态相关的信号，包括硬开入和GOOSE开入，每个信号包含了ref、工程描述、原始描述，需要将工程描述修改为工程实际描述，同时将所涉及的ref与控制块进行映射绑定，以便软件程序进行关联判断。
9.如权利要求8所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：因测控只是合并单元、智能终端的信息告警转接设备，所以需配置链路接收告警实际所对应的告警装置。
10.如权利要求9所述的一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法，其特征在于：对所有设备的IEDName进行工程配置，标注方式参考保护测控设备的标注方法，保证全站唯一。
CN202110955709.7A 2021-08-19 2021-08-19 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法 Active CN113704987B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110955709.7A CN113704987B (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110955709.7A CN113704987B (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113704987A CN113704987A (zh) 2021-11-26
CN113704987B true CN113704987B (zh) 2023-11-28

Family

ID=78653651

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110955709.7A Active CN113704987B (zh) 2021-08-19 2021-08-19 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113704987B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115953264B (zh) * 2022-10-20 2023-09-22 中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司 基于三维建模的屏柜模型集成设计系统与故障判断方法
CN117408287B (zh) * 2023-12-15 2024-02-13 南京乾盈电力科技有限公司 一种基于二次回路的智能标签生成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471656A (zh) * 2015-12-10 2016-04-06 国家电网公司 一种针对智能变电站自动化系统运维信息模型的抽象方法
CN107294070A (zh) * 2017-06-13 2017-10-24 上海电力学院 基于就地保护逻辑设备的智能分布式系统故障处理方法
CN109687589A (zh) * 2019-01-07 2019-04-26 中国南方电网有限责任公司 一种智能变电站二次回路故障诊断方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105471656A (zh) * 2015-12-10 2016-04-06 国家电网公司 一种针对智能变电站自动化系统运维信息模型的抽象方法
CN107294070A (zh) * 2017-06-13 2017-10-24 上海电力学院 基于就地保护逻辑设备的智能分布式系统故障处理方法
CN109687589A (zh) * 2019-01-07 2019-04-26 中国南方电网有限责任公司 一种智能变电站二次回路故障诊断方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113704987A (zh) 2021-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113704987B (zh) 一种基于二次光纤回路故障定位算法的三维呈现方法
CN104426757B (zh) 一种智能变电站专用数据交互方法及装置
CN105931132B (zh) 智能变电站二次系统物理回路文件完整路径解析方法
CN112765258B (zh) 一种配电网图模校核管理系统及其方法
CN105634605A (zh) 快速收集光纤互连信息的方法及装置
CN103915898B (zh) 一种智能变电站网络的运维方法
CN109861860B (zh) 一种智能变电站建立虚实链路映射关系的方法及系统
CN112600303B (zh) 一种智能变电站二次系统故障自动定位装置
CN113722883B (zh) 一种智能变电站二次回路故障定位方法
CN111308242A (zh) 一种配电自动化系统的测试平台及其测试方法
CN104579797B (zh) 智能变电站交换机信息流自动配置方法
WO2012015101A1 (ko) 급전 시스템의 토폴로지 처리 방법
CN104125103A (zh) 基于举证表的智能变电站过程层网络通信故障定位方法
CN109687905A (zh) 一种智能变电站通讯链路异常状态检测系统
CN107644564B (zh) 一种用于仿真培训的智能变电站二次系统功能仿真方法
CN103746304B (zh) 智能化变电站的改造方法
CN109683060A (zh) 一种配电网线路状态监测方法及系统
CN106771599B (zh) 智能变电站同步相量测量装置的测试装置
CN113644748B (zh) 一种区域内变电站设备模拟监控系统及方法
CN109067602A (zh) 基于通信监测的电力配用电业务故障诊断方法及相关产品
CN108387818A (zh) 一种适用于含分布式电源树状配电网的故障测距方法
CN109756365B (zh) 一种电力通信网络的故障分析方法及系统
CN109165837B (zh) 基于主配一体的保供电区域分级运行风险分析方法
CN110309992B (zh) 一种基于配电网可靠性的量测设备布点方法及系统
Pan et al. Fault location determination method for relay protection communication system based on power grid operation and maintenance multi-source data

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