CN115393118A - 一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法及系统，方法包括解析变电站配置数据，依次建立虚实回路映射表和整合了变电站继电保护历史告警数据及故障判断处理数据的标准保护事件与逻辑控制关联库，再进行监测数据实时采集，并与上述标准保护事件与逻辑控制关联库建立动态的保护事件与逻辑控制关联数据表，依据虚实回路映射表和动态的保护事件与动态的保护事件与逻辑控制关联数据表对保护事件进行缺失分析，得到故障发生位置，二次系统故障定位系统包括导入模块，数据采集及预处理模块，存储模块，定位分析模块，本申请可提高装置调试验收的效率，缩短技术人员工作周期，建立保护事件与逻辑控制关联库可帮助运维人员进行故障定位。

Description

一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法及系统
技术领域
本发明属于变电站故障定位领域，具体涉及一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法及系统。
背景技术
国内针对智能变电站二次系统的维护工作中，已经由定期检修向状态检修发展，以保证对变电站检修工作安排的合理化。而状态检修的重要前提之一为保证监测设备数据的全面性和准确性，继而基于监测数据进行分析诊断，帮助运维人员进行二次系统故障诊断和设备检修工作。
现有的针对故障诊断定位的方式大多为人工校核，而智能变电站网络设备繁多，链路关系复杂，运行人员面对大量的监测数据可能会无从下手，无法快速精确地定位设备故障。同时，智能变电站二次系统地去物理线路化和网络化也给运行人员造成检修困难。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题，本发明提供一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法及系统以帮助运行人员快速定位二次系统保护逻辑控制故障，解决变电站运行人员二次设备检修效率慢、设备故障定位难的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：利用导入文件获得变电站配置数据后，将获得的数据用于建立变电站的虚实回路，并根据虚实回路建立虚实回路映射表，虚实回路映射表以表格形式记录每条链路中可能存在的故障元素；
步骤2：整合变电站继电保护历史告警数据及故障判断处理数据作为已发生保护事件的信息，并依据运维人员经验建立离线的标准保护事件与逻辑控制关联库；
步骤3：记录下新的保护事件的发生情况和具体信息；
步骤4，通过步骤3中记录下新的保护事件的发生情况和具体信息建立动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库；
步骤5：通过步骤3记录下新的保护事件的发生情况和具体信息，判断变电站的故障类型，发生变电站一类故障时，结合虚实回路映射表完成故障定位，发生变电站二类故障时，根据动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库与标准保护事件与逻辑控制关联库的缺失情况进行故障定位，并可视化展示定位结果。
优选地，步骤1中所述的导入文件为SCD、SPCD文件，通过解析SCD、SPCD文件获取变电站配置数据。
优选地，步骤5中的发生变电站一类故障时的故障分析和定位的具体方法为：通过步骤3收集到的虚实回路中的虚链路的中断告警信号，结合虚实回路映射表完成故障定位。
优选地，步骤5中的发生变电站二类故障时的故障分析和定位的具体方法为：
若所述保护事件发生动作，则调取标准保护事件与逻辑控制关联库中与所述保护事件相关联的变电站配置数据，结合动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库，动态建立与发生动作的所述保护事件相关联的逻辑分析数据表；
基于所述变电站配置数据，实时对所述逻辑分析数据表进行填充；响应于获取完成填充的指令，判断所述逻辑分析数据表中是否存在缺失项，其中，所述缺失项为未被填充的配置数据表格；若所述逻辑分析数据表中存在缺失项，则基于未被填充的配置数据的关联关系进行故障定位。
一种基于监测数据分析的二次系统故障定位系统，该系统包括：
导入模块，用于导入SCD文件、SPCD文件、智能变电站继电保护历史告警数据等；
数据采集及预处理模块，用于采集智能变电站实时监测数据，并根据实时监测数据建立实例化的动态保护事件与逻辑控制关联库；
存储模块，用于存储导入的数据以及采集的实时数据，如虚实回路对应表、标准保护事件与逻辑控制关联库和动态的保护事件与逻辑控制数据关联表等，后续提供给故障定位分析使用；
定位分析模块，用于智能变电站故障定位分析，基于存储模块中的离线的标准保护事件逻辑控制关联库，与实例化的动态保护事件与逻辑控制数据关联库的数据进行故障分析，对逻辑分析数据表的数据缺失情况进行故障判断，并具体到某一个故障元素。
优选地，数据采集及预处理模块有虚回路及物理链路故障定位功能，其根据实时采集的监测数据中的设备自身告警信息即可进行故障定位，如合并单元失电告警、合并单元SV配置错误、保护CPU插件错误、保护装置失电告警等。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本故障定位方法及系统可以提高智能变电站继电保护装置调试验收的效率，缩短变电站技术人员的工作周期，避免人为故障诊断定位出现错误的情况。建立保护事件与逻辑控制关联库，并基于实时监测数据进行保护控制逻辑的定位，填补了目前保护逻辑控制错误的定位空缺，对智能变电站运维技术人员进行故障定位工作有一定的帮助。
附图说明
图1为本发明具体应用的结构示意图；
图2为本发明的系统结构示意图；
图3为本发明中的动态实例化保护事件与逻辑控制关联库建立流程示意图；
图4为本发明基于监测数据分析的二次系统故障定位方法的实现流程示意图。
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做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。
如图1所示，具体应用的结构包括站控层设备、MMS数据网、间隔层设备、SV/GOOSE网和过程层设备。二次系统故障定位系统导入SCD、SPCD文件获取二次设备数据模型，完成二次系统虚实回路映射，建立标准保护事件与逻辑控制关联库，同时，将系统接入MMS数据网和SV/GOOSE网，分别抓取站控层通讯报文和SV/GOOSE报文数据，将其作为事件信息填入标准保护事件与逻辑控制关联库，完成实例化的动态的保护事件与逻辑控制关联库。
如图2所示，本发明的系统结构包括：
导入模块，此模块用于导入智能变电站SCD文件、SPCD文件，获取智能变电站配置数据及物理回路配置数据。导入模块的实现方式为基于XML语法解析文件，并展示相关配置，如GOOSE、SV通讯参数和MMS控制块配置等，导入模块还包括对智能变电站继电保护历史告警数据进行整合处理，并基于SCD、SPCD建立标准保护事件与逻辑控制关联库。
数据采集及处理模块，此模块用于采集站控层MMS通讯报文和SV、GOOSE报文信息，同时，将告警信息进行分类处理，分为一类告警信息和二类告警信息。
其中，一类告警信息包括设备自身告警类数据，如合并单元失电告警、合并单元SV配置错误、保护CPU插件错误、保护装置失电告警等；二类告警信息包括组合类数据，如智能终端GOOSE链路中断、合并单元采用异常、智能终端GOOSE数据异常等。
故障定位模块，此模块用于接收实时监测数据，接收数据采集及处理模块传输的各类告警信息，并根据告警信息分类进行故障定位处理，最后综合处理结果完成更加精确的故障定位。
其中，故障定位模块的实现包括以下步骤：
步骤S1、接收数据采集模块的告警信息、提取标准保护事件与逻辑控制关联库数据；
步骤S2、基于采集数据与标准保护事件与逻辑控制关联库数据，生成实例化的动态的保护事件与逻辑控制关联库数据，并接收实时监测数据；
步骤S3、基于实时监测数据判断保护事件动作情况，填写动态的逻辑分析数据表，并检查逻辑分析数据表是否缺失，如缺失，则表示此保护事件的逻辑控制有误。
储存模块，此模块用于储存各类数据，并根据需要进行传输。
显示模块，此模块用于显示各种交互数据，如虚实回路对应表、标准保护事件与逻辑控制关联库、故障定位结果等。
如图3所示，实例化的动态的保护事件与逻辑控制关联库包括以下步骤：
步骤A1、导入SCD、SPCD文件并解析，获取变电站配置、物理链路配置；
步骤A2、基于配置完成虚实回路映射、完成标准配置与实际配置映射；
步骤A3、导入标准的保护事件与逻辑控制关联库；
步骤A4、基于虚实回路映射与监测数据建立动态实例化的保护与逻辑控制关联库。
如图4所示，基于监测数据分析的二次系统故障定位方法实现流程为：
首先导入并解析SCD、SPCD文件和智能变电站历史告警及故障处理数据，基于SCD、SPCD获取变电站配置数据，建立标准配置与实际配置映射和虚实回路映射表；基于历史告警及故障处理数据和运维经验建立标准保护事件与逻辑控制关联库；
再实时采集智能变电站监测数据，并记录保护事件发生时各节点动作情况，其中，包括相关站控层跳闸位置、压板状态、告警状态、过程层GOOSE跳闸信号、GOOSE开关位置信号、交换机设备状态、端口状态、光纤状态等；
将采集的监测数据进行分类处理，分为一类告警信息和二类告警信息。
一类告警信息可直接结合虚实回路映射表完成故障定位；
如果是二类告警信息，则调取标准保护事件与逻辑控制关联库中与所述保护事件相关联的变电站配置数据，结合动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库，动态建立与发生动作的所述保护事件相关联的逻辑分析数据表；
基于所述变电站配置数据，实时对所述逻辑分析数据表进行填充；响应于获取完成填充的指令，判断所述逻辑分析数据表中是否存在缺失项，其中，所述缺失项为未被填充的配置数据表格；若所述逻辑分析数据表中存在缺失项，则基于未被填充的配置数据的关联关系进行故障定位。

Claims (6)

1.一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：利用导入文件获得变电站配置数据后，将获得的数据用于建立变电站的虚实回路，并根据虚实回路建立虚实回路映射表，虚实回路映射表以表格形式记录每条链路中可能存在的故障元素；
步骤2：整合变电站继电保护历史告警数据及故障判断处理数据作为已发生保护事件的信息，并依据运维人员经验建立离线的标准保护事件与逻辑控制关联库；
步骤3：记录下新的保护事件的发生情况和具体信息；
步骤4，通过步骤3中记录下新的保护事件的发生情况和具体信息建立动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库；
步骤5：通过步骤3记录下新的保护事件的发生情况和具体信息，判断变电站的故障类型，发生变电站一类故障时，结合虚实回路映射表完成故障定位，发生变电站二类故障时，根据动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库与标准保护事件与逻辑控制关联库的缺失情况进行故障定位，并可视化展示定位结果。
2.根据权利要求1所述的一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，其特征在于，步骤1中所述的导入文件为SCD、SPCD文件，通过解析SCD、SPCD文件获取变电站配置数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，其特征在于，步骤5中的发生变电站一类故障时的故障分析和定位的具体方法为：通过步骤3收集到的虚实回路中的虚链路的中断告警信号，结合虚实回路映射表完成故障定位。
4.根据权利要求1所述的一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，其特征在于，步骤5中的发生变电站二类故障时的故障分析和定位的具体方法为：
若所述保护事件发生动作，则调取标准保护事件与逻辑控制关联库中与所述保护事件相关联的变电站配置数据，结合动态的实例化保护事件与逻辑控制关联数据库，动态建立与发生动作的所述保护事件相关联的逻辑分析数据表；
基于所述变电站配置数据，实时对所述逻辑分析数据表进行填充；响应于获取完成填充的指令，判断所述逻辑分析数据表中是否存在缺失项，其中，所述缺失项为未被填充的配置数据表格；若所述逻辑分析数据表中存在缺失项，则基于未被填充的配置数据的关联关系进行故障定位。
5.一种基于监测数据分析的二次系统故障定位系统，用于执行如权利要求1-4任一项所述的一种基于监测数据分析的二次系统故障定位方法，其特征在于，该系统包括：
导入模块，用于导入SCD文件、SPCD文件、智能变电站继电保护历史告警数据等；
数据采集及预处理模块，用于采集智能变电站实时监测数据，并根据实时监测数据建立实例化的动态保护事件与逻辑控制关联库；
存储模块，用于存储导入的数据以及采集的实时数据，如虚实回路对应表、标准保护事件与逻辑控制关联库和动态的保护事件与逻辑控制数据关联表等，后续提供给故障定位分析使用；
定位分析模块，用于智能变电站故障定位分析，基于存储模块中的离线的标准保护事件逻辑控制关联库，与实例化的动态保护事件与逻辑控制数据关联库的数据进行故障分析，对逻辑分析数据表的数据缺失情况进行故障判断，并具体到某一个故障元素。
6.如权利要求5所述的一种基于监测数据分析的二次系统故障定位系统，其特征在于，数据采集及预处理模块有虚回路及物理链路故障定位功能，其根据实时采集的监测数据中的设备自身告警信息即可进行故障定位，如合并单元失电告警、合并单元SV配置错误、保护CPU插件错误、保护装置失电告警等。
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