CN114825324A - 电站告警分析系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电站告警分析系统，包括：本地处理模块、集中处理模块、告警分析模块、仿真分析模块和地图分析查询模块。本发明的电站告警分析系统，实现基本的运行状态评估、预防控制、恢复控制的故障管理功能时，还提供了智能告警监控分析、智能配电网仿真分析和地图分析查询等功能。
Description
本申请为分案申请，原申请是名称为“一种电站告警分析系统”的发明专利，原申请的申请号为“2020103882663”，申请日期为2020年5月9日。
技术领域
本发明涉及电站管理领域，具体涉及电站告警分析系统。
背景技术
电站系统可以分为平台功能、基本分析功能、线路自动化功能、配调运行管理功能、实用化处理功能和故障控制功能等。故障控制包括配电网拓扑分析、状态估计、潮流计算、负荷预测、负荷转供、解合环分析、网络重构、供电能力评估、风险评估和防误操作等。
在电站故障管理时，如何整合提供全面合理的仿真分析和地图支持，是故障管理的重要内容。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，本发明电站告警分析系统，包括：本地处理模块、集中处理模块、告警分析模块、仿真分析模块和地图分析查询模块；其中。
所述本地处理模块，用于。
故障发生后，变电站出线断路器或线路开关的本地继电保护装置动作令其跳闸；重合闸后若故障仍然存在，则所述继电保护装置再次动作令其控制的开关跳闸。
若为架空线路或电缆一架空混合线路，自动重合闸控制器会控制相应开关重合闸，若是瞬时性故障则恢复正常供电，若是永久性故障则再次引起保护动作跳闸。
对于具有双电源的重要用户，当其中一条供电途径上发生故障后，在自动备自投控制器的控制下自动切换到另一条供电途径。
所述集中处理模块，用于。
确认所述启动条件为变电站出线断路器或线路开关发生了保护动作跳闸。
配电网控制站收集各个故障信息采集装置上报的信息，根据故障信息采集装置采用的通信手段确定收集过程设置的时间长度。
故障信息收集阶段结束后，配电网控制站在掌握全局信息的基础上，进行故障定位，确定最小故障定位区域和最小故障自动定位区域，将最小故障自动定位结果展示到人机界面并存入故障记录。
故障定位阶段结束后，配电网控制站根据故障自动定位结果和配电网当前的网络拓扑，得出最小故障隔离区域和最小故障自动隔离区域，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作，将故障隔离在最小故障自动隔离区域范围。
故障隔离阶段结束后，配电网控制站根据配电网当前的网络拓扑和受故障影响而停电的健全区域在故障前的负荷分布，自动生成健全区域供电恢复方案，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作。
对于含有具有调节能力的分布式电源的配电网，在健全区域供电恢复阶段结束后，对仍未得以恢复的负荷，若能够通过分布式电源的孤岛为其供电并确保孤岛的运行稳定性，则配电网控制站自动生成孤岛隔离方案和各个孤岛的黑启动方案，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作。
所述告警分析模块基于故障处理的告警在模型和数据基础上，按照线路单元进行信息分析、关联与归并，按照重要等级、层次关系进行告警分层分类管理。在事故发生时，首先利用收集到的各种信息进行故障诊断，然后综合给出告警，以光字牌、对话框等形式提示给调度员，最后给出故障处理策略。
告警分析对各类事件信息进行了筛选、处理和展示，以使调度人员进行线路控制；通过告警分析实时监视保电用户、重要用户、大用户的负荷变化情况及其运行风险，其中，一级负荷要求来自不同变电站的母线供电，二级负荷要求双电源是不同变电站的母线，或者是同一变电站的不同母线。
所述仿真分析模块，用于。
控制操作仿真。模拟对变电站、开闭所、环网柜、开关等设备的控制操作，提供与实时监视及控制相同的操作界面。在模拟状态下，在所有计算机上都能任意拉合开关并进行停电范围分析，通过对停电区域的跟踪，分析导致区域停电的设备故障，直观反映模拟电网的情况。
运行方式模拟。模拟过负荷情况下的操作方案，根据线路的过负荷及预测过负荷情况，进行运行方式调整计算，模拟事故的手动/自动处理方式。
故障仿真。模拟任意地点的各类故障和系统的状态变化，为实际运行方式提供参考方案。在模拟研究模式下，能够人为设置假想故障，自动演示故障的处理过程，包括故障定位、隔离过程及主站恢复策略的预演。
仿真测试。基于线路自动化技术的仿真测试环境，提供配电网、分布式电源、故障、算法、结果匹配的仿真。
所述地图分析查询模块，用于。
最短路径分析，根据设定的起始和终止两点自动分析生成最短路径图，并可进行模拟导航。供电范围分析，在地图上模拟显示某变电站的供电范围。线路准三维模拟巡视，选择线路巡视起点，按照线路的前进方向进行模拟巡视，在巡视过程中，能自动提醒线路路径周围的特殊区、危险点、交叉跨越信息、缺陷信息。电缆线路管道模拟巡视，查看管道内部电缆铺设情况，测量距离和角度。指定轨迹区域或者行政区域，能自动分析统计在该区域的电网设备。路径规划：在地图绘制一条轨迹线路后，能自动识别轨迹线路所交叉的在运行线路分析形成报表；在某个范围里统计线路涉及的交叉跨越、统计规划的铁路或高速公路涉及的线路及杆塔范围。
提供大小图机制，全方位展示网架结构，大图和小图之间根据拓扑连接关系自动对应。一方面，高压配电网的系统联络图和站内图、中压配电网的系统联络图和线路单线图之间自动对应和同步操作；另一方面，置数、挂牌、拆搭、跳线的相关操作能够在任意类型的图形上操作并自动同步。其中，拆搭和跳线操作是配电网施工和运行中的操作，所述拆搭是指拆开断连杆塔上的搭头，所述跳线是指在同杆双回线间的短接操作。
区域査询，由用户圈定一个区域，区域中所有的线路和设备就会被选中。包括，按照设备类型查看设备的地理分布。模糊查询。当用户需要查找某个配电线路或设备时，既不知道具体的位置，又不知道确切名称时，通过模糊査询窗口，在査询范围下拉列表中选择所要査找的设备类型，具体地，在所述设备类型为配电变压器时，输入所要査找的配电变压器关键字，在用户列表中选择所要査询的配电变压器，并点击定位按钮，模糊查询将把该配电变压器显示在地图窗口中央并闪烁。或者在查询结果中直接双击该配电变压器，也能够对其进行定位。
专题图管理，从建模工具维护的地理图中抽取电网电气拓扑结构，生成单线图和系统图。生成之后的图能够随着地理图的修改，相应地进行自动更新，所述单线图是对单条线路的逻辑展开，从地理图中根据分支的层次关系和电气连接关系，搜索线路所属设备，并根据横平竖直、空间不重叠的原则确定相对位置关系。专线图修改之后，通过拓扑搜索和对比，在单线图中进行相应的删除和新增操作，并采用空间推挤和压缩算法，调整删除和新增设备前后的距离，完成从地理图到单线图的自动生成、增量更新和审批流程。针对单线图自动生成，用户指定线路，从地理图和开闭所等的内部一次图中抽取该线路的拓扑，包括主干、所有分支、所有的配电变压器、开关、跌落式熔断器设备，以横平竖直的方式展示出来。人工布局调整，用户能够拖拽设备、调整配电变压器、开关的方向，保持电气连接线相连和电气连接关系正确，用户能够修改设备标注的位置、字体大小和文字方向。在地理图和开闭所内部一次图修改之后,检测到单线图需要更新。更新的单线图反映新的拓扑关系，包括线路和设备的新增、拆除、改接。对于每个单线图，系统具有正式稿、草稿和存档稿三个状态。正式稿是全网所有人看到的单线图；草稿是正在更新的单线图，只有设计者可见。
本发明的电站告警分析系统，实现基本的运行状态评估、预防控制、恢复控制的故障管理功能时，还提供了智能告警监控分析、智能配电网仿真分析和地图分析查询等功能。
附图说明
图1为本发明电站告警分析系统的结构图。
具体实施方式
如图1所示，本发明电站告警分析系统，包括：本地处理模块、集中处理模块、告警分析模块、仿真分析模块和地图分析查询模块；其中。
所述本地处理模块，用于。
故障发生后，变电站出线断路器或线路开关的本地继电保护装置动作令其跳闸；重合闸后若故障仍然存在，则所述继电保护装置再次动作令其控制的开关跳闸。
若为架空线路或电缆一架空混合线路，自动重合闸控制器会控制相应开关重合闸，若是瞬时性故障则恢复正常供电，若是永久性故障则再次引起保护动作跳闸。
对于具有双电源的重要用户，当其中一条供电途径上发生故障后，在自动备自投控制器的控制下自动切换到另一条供电途径。
所述集中处理模块，用于。
确认所述启动条件为变电站出线断路器或线路开关发生了保护动作跳闸。
配电网控制站收集各个故障信息采集装置上报的信息，根据故障信息采集装置采用的通信手段确定收集过程设置的时间长度。
故障信息收集阶段结束后，配电网控制站在掌握全局信息的基础上，进行故障定位，确定最小故障定位区域和最小故障自动定位区域，将最小故障自动定位结果展示到人机界面并存入故障记录。
故障定位阶段结束后，配电网控制站根据故障自动定位结果和配电网当前的网络拓扑，得出最小故障隔离区域和最小故障自动隔离区域，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作，将故障隔离在最小故障自动隔离区域范围。
故障隔离阶段结束后，配电网控制站根据配电网当前的网络拓扑和受故障影响而停电的健全区域在故障前的负荷分布，自动生成健全区域供电恢复方案，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作。
对于含有具有调节能力的分布式电源的配电网，在健全区域供电恢复阶段结束后，对仍未得以恢复的负荷，若能够通过分布式电源的孤岛为其供电并确保孤岛的运行稳定性，则配电网控制站自动生成孤岛隔离方案和各个孤岛的黑启动方案，展示到人机界面并存入故障记录，并自动或由人工确认执行相应开关遥控操作。
所述告警分析模块基于故障处理的告警在模型和数据基础上，按照线路单元进行信息分析、关联与归并，按照重要等级、层次关系进行告警分层分类管理。在事故发生时，首先利用收集到的各种信息进行故障诊断，然后综合给出告警，以光字牌、对话框等形式提示给调度员，最后给出故障处理策略。
告警分析对各类事件信息进行了筛选、处理和展示，以使调度人员进行线路控制；通过告警分析实时监视保电用户、重要用户、大用户的负荷变化情况及其运行风险，其中，一级负荷要求来自不同变电站的母线供电，二级负荷要求双电源是不同变电站的母线，或者是同一变电站的不同母线。
配电网仿真分析能够给操作人员提供具有真实感的仿真环境，实现运行模拟仿真、调度员仿真培训等功能，仿真操作不影响系统的正常监控，主要包括以下功能。
所述仿真分析模块，用于。
控制操作仿真。模拟对变电站、开闭所、环网柜、开关等设备的控制操作，提供与实时监视及控制相同的操作界面。在模拟状态下，在所有计算机上都能任意拉合开关并进行停电范围分析，通过对停电区域的跟踪，分析导致区域停电的设备故障，直观反映模拟电网的情况。
运行方式模拟。模拟过负荷情况下的操作方案，根据线路的过负荷及预测过负荷情况，进行运行方式调整计算，模拟事故的手动/自动处理方式。
故障仿真。模拟任意地点的各类故障和系统的状态变化，为实际运行方式提供参考方案。在模拟研究模式下，能够人为设置假想故障，自动演示故障的处理过程，包括故障定位、隔离过程及主站恢复策略的预演。
仿真测试。基于线路自动化技术的仿真测试环境，提供配电网、分布式电源、故障、算法、结果匹配的仿真。
所述地图分析查询模块，用于。
最短路径分析，根据设定的起始和终止两点自动分析生成最短路径图，并可进行模拟导航。供电范围分析，在地图上模拟显示某变电站的供电范围。线路(架空线路、电缆线路、混合架设线路)准三维模拟巡视，选择线路巡视起点，按照线路的前进方向进行模拟巡视，在巡视过程中，能自动提醒线路路径周围的特殊区、危险点、交叉跨越信息、缺陷信息。电缆线路管道模拟巡视，查看管道内部电缆铺设情况，测量距离和角度。指定轨迹区域或者行政区域，能自动分析统计在该区域的电网设备。路径规划：在地图绘制一条轨迹线路后，能自动识别轨迹线路所交叉的在运行线路分析形成报表；在某个范围里统计线路涉及的交叉跨越、统计规划的铁路或高速公路涉及的线路及杆塔范围。
提供大小图机制，全方位展示网架结构，大图和小图之间根据拓扑连接关系自动对应。一方面，高压配电网的系统联络图和站内图、中压配电网的系统联络图和线路单线图之间自动对应和同步操作；另一方面，置数、挂牌、拆搭、跳线的相关操作能够在任意类型的图形上操作并自动同步。其中，拆搭和跳线操作是配电网施工和运行中的操作，所述拆搭是指拆开断连杆塔上的搭头，所述跳线是指在同杆双回线间的短接操作。
区域査询，由用户圈定一个区域（矩形、圆形或者多边行），区域中所有的线路和设备就会被选中。包括，按照设备类型查看设备的地理分布。模糊查询。当用户需要查找某个配电线路或设备时，既不知道具体的位置，又不知道确切名称时，通过模糊査询窗口，在査询范围下拉列表中选择所要査找的设备类型，具体地，在所述设备类型为配电变压器时，输入所要査找的配电变压器关键字，在用户列表中选择所要査询的配电变压器，并点击定位按钮，模糊查询将把该配电变压器显示在地图窗口中央并闪烁。或者在查询结果中直接双击该配电变压器，也能够对其进行定位。
专题图管理，从建模工具维护的地理图中抽取电网电气拓扑结构，生成单线图和系统图。生成之后的图能够随着地理图的修改，相应地进行自动更新，所述单线图是对单条线路的逻辑展开，从地理图中根据分支的层次关系和电气连接关系，搜索线路所属设备，并根据横平竖直、空间不重叠的原则确定相对位置关系。专线图修改之后，通过拓扑搜索和对比，在单线图中进行相应的删除和新增操作，并采用空间推挤和压缩算法，调整删除和新增设备前后的距离，完成从地理图到单线图的自动生成、增量更新和审批流程。针对单线图自动生成，用户指定线路，从地理图和开闭所等的内部一次图中抽取该线路的拓扑，包括主干、所有分支、所有的配电变压器、开关（包括柱上开关和开闭所内部开关柜）、跌落式熔断器设备，以横平竖直的方式展示出来。人工布局调整，用户能够拖拽设备、调整配电变压器、开关的方向，保持电气连接线相连和电气连接关系正确，用户能够修改设备标注的位置、字体大小和文字方向。在地理图和开闭所内部一次图修改之后,检测到单线图需要更新。更新的单线图反映新的拓扑关系，包括线路和设备的新增、拆除、改接。对于每个单线图，系统具有正式稿、草稿和存档稿三个状态。正式稿是全网所有人看到的单线图；草稿是正在更新的单线图，只有设计者可见。
其中，所述确定最小故障定位区域和最小故障自动定位区域，包括依据安装的故障信息采集装置上报的故障信息来确定故障点或故障范围，进而确定最小故障定位区域和最小故障自动未定区域，所述故障信息采集装置分为两类：一类是可以将故障信息传送到配电网控制站的传输型故障信息采集装置；另一类是不能将故障信息传送到配电网控制站的本地型故障信息采集装置；所述故障信息包括故障电流超过整定值、故障功率方向、保护动作、开关状态等；所述最小故障定位区域为由故障信息采集装置围成的、不再包含故障信息采集装置的区域；最小故障自动定位区域为由传输型故障信息采集装置围成的、不再包含传输型故障信息采集装置的区域称作最小故障自动定位区域。
所述最小故障定位区域是根据故障信息采取自动方式或人工方式对配电网进行故障定位的最小区域，所述最小故障自动定位区域是配电网控制站进行故障定位的最小区域；所述最小故障自动定位区域包含了一个或多个所述最小故障定位区域。
其中，配电网故障隔离依靠在安装的开关进行，所述开关可分为两类：一类是能够进行遥控操作的开关，为可遥控开关,另一类是不可进行遥控操作的开关，为手动开关；所述最小故障隔离区域为由开关围成的、不再包含开关的区域；所述最小故障自动隔离区域为由可遥控开关围成的、不再包含可遥控开关的区域。
所述最小故障隔离区域是采取遥控方式或手动方式对配电网进行故障隔离的最小区域，所述最小故障自动隔离区域是配电网控制站遥控进行故障隔离的最小区域；所述最小故障自动隔离区域包含了一个或多个所述最小故障隔离区域。
进一步地，所述围成区域的元件为该区域的端点，对于所述最小故障定位区域，所述端点是故障信息采集装置及线路末梢，对于所述最小故障自动定位区域，所述端点是传输型故障信息采集装置及线路末梢；对于最小故障隔离区域，所述端点是手动开关及线路末梢，对于所述最小故障自动隔离区域，所述端点是遥控型开关及线路末梢。
其中，上述本地处理模块、集中处理模块、告警分析模块、仿真分析模块和地图分析查询模块通过对应的进程和线程实现模块功能，各模块之间通过逻辑连接或电连接，各模块具体功能可由物理处理器执行存储器中存储的程序代码实现。
本发明的电站告警分析系统，实现基本的运行状态评估、预防控制、恢复控制的故障管理功能时，还提供了智能告警监控分析、智能配电网仿真分析和地图分析查询等功能。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.电站告警分析系统，其特征在于，包括：本地处理模块、集中处理模块、告警分析模块、仿真分析模块和地图分析查询模块；其中，
所述本地处理模块，用于：
故障发生后，变电站出线断路器或线路开关的本地继电保护装置动作令其跳闸；
所述集中处理模块，用于：
确认所述启动条件为变电站出线断路器或线路开关发生了保护动作跳闸；
所述告警分析模块基于故障处理的告警在模型和数据基础上，按照线路单元进行信息分析、关联与归并，按照重要等级、层次关系进行告警分层分类管理；
所述仿真分析模块，用于：
控制操作仿真；
运行方式模拟；
故障仿真；
仿真测试；
所述地图分析查询模块，用于：
提供大小图机制，全方位展示网架结构；
区域査询；
专题图管理。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，重合闸后若故障仍然存在，则所述继电保护装置再次动作令其控制的开关跳闸；
若为架空线路或电缆一架空混合线路，自动重合闸控制器会控制相应开关重合闸，若是瞬时性故障则恢复正常供电，若是永久性故障则再次引起保护动作跳闸；
对于具有双电源的重要用户，当其中一条供电途径上发生故障后，在自动备自投控制器的控制下自动切换到另一条供电途径。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，配电网控制站收集各个故障信息采集装置上报的信息，根据故障信息采集装置采用的通信手段确定收集过程设置的时间长度；确定最小故障定位区域和最小故障自动定位区域，得出最小故障隔离区域和最小故障自动隔离区域。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在事故发生时，首先利用收集到的各种信息进行故障诊断，然后综合给出告警，以光字牌、对话框等形式提示给调度员，最后给出故障处理策略。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制操作仿真；模拟对变电站、开闭所、环网柜、开关等设备的控制操作，提供与实时监视及控制相同的操作界面；在模拟状态下，在所有计算机上都能任意拉合开关并进行停电范围分析，通过对停电区域的跟踪，分析导致区域停电的设备故障，直观反映模拟电网的情况。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述运行方式模拟；模拟过负荷情况下的操作方案，根据线路的过负荷及预测过负荷情况，进行运行方式调整计算，模拟事故的手动/自动处理方式。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障仿真；模拟任意地点的各类故障和系统的状态变化，为实际运行方式提供参考方案；在模拟研究模式下，能够人为设置假想故障，自动演示故障的处理过程，包括故障定位、隔离过程及主站恢复策略的预演。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述仿真测试；基于线路自动化技术的仿真测试环境，提供配电网、分布式电源、故障、算法、结果匹配的仿真。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，大图和小图之间根据拓扑连接关系自动对应；一方面，高压配电网的系统联络图和站内图、中压配电网的系统联络图和线路单线图之间自动对应和同步操作；另一方面，置数、挂牌、拆搭、跳线的相关操作能够在任意类型的图形上操作并自动同步；其中，拆搭和跳线操作是配电网施工和运行中的操作，所述拆搭是指拆开断连杆塔上的搭头，所述跳线是指在同杆双回线间的短接操作。
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