CN115630948A - 一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，包括数据采集装置、安全数据通讯堡垒机、安措校核装置和多个安措校核终端，安措校核终端，包括人机交互模块、摄像模块、无线通讯模块以及音频输出模块，安措校核装置，用于存储安措逻辑库，从数据采集装置获取的措校核相关数据解析安措票相关的安措对象及状态，从摄像模块获得安措对象的照片进行识别获得安措票相关的安措对象及状态，进行安措票进行比对。还公开了一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法，实现了安措过程的自动在线校核，提升了安措在线校核的全面性，并在安措校核终端展示安措过程和结果，提升了安措操作的便捷性，对变电站的安全可靠运行具有重要意义。

Description

一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统及方法

技术领域

本发明涉及智能变电站运维技术领域，具体涉及一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，还涉及一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法。

背景技术

智能变电站安措执行过程目前为监护人和操作人相互配合完成，执行过程中可能存在信息误看或漏看的风险。虽然一些站端在线监测装置已实现了安措过程的校核，但由于在线监测屏柜和安措执行屏柜有一定距离，并不能实时通知安措操作人员相关状态，而且在线监测还有许多信号和状态监测不到，需要人去核对。本发明通过将变电站实时数据由通讯堡垒机传至站内无线局域网，并通过移动终端获取安措操作相关数据并与安措票进行比对，同时通过图像识别对其他需要人工核对的对象及状态进行识别，最终实现安措操作结果的校核。

发明内容

针对目前现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，还提供一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，包括数据采集装置，还包括安全数据通讯堡垒机、安措校核装置和多个安措校核终端，

数据采集装置，用于接入站控层网络和过程层网络，获取与安措校核相关的安措校核相关数据，并将安措校核相关数据通过安全数据通讯堡垒机转发给安措校核装置；

安措校核终端，包括人机交互模块、摄像模块、无线通讯模块以及音频输出模块，

人机交互模块，用于编辑安措任务，并调用安措校核装置的安措逻辑库模块的对应的安措票，

摄像模块，用于拍摄安措对象的照片，

无线通讯模块，用于安措校核终端与安措校核装置之间的通讯，

音频输出模块，用于安措票比对告警以及诵读安措票的各个条目文本；

安措校核装置，用于存储安措逻辑库，用于解析从数据采集装置获取的措校核相关数据获得安措票相关的安措对象及状态，用于对接收的安措对象的照片进行识别获得安措票相关的安措对象及状态，用于综合数据采集装置和图像识别模块传输的安措对象及其状态并与安措逻辑库模块中对应的安措票进行比对，若比对不一致，则通过安措校核终端的人机交互模块将对应安措票的条目标红，并通过音频输出模块进行报警。

如上所述数据接入模块接入站控层网络和过程层网络后获取MMS报文、GOOSE报文、以及SV报文，安措校核相关数据包括：从MMS报文中获取保护装置软压板信息、控制字信息、硬压板信息、以及光纤断链信息，从GOOSE报文中获取智能终端的开关刀闸位置信息、硬压板信息、光纤断链信息、以及合并单元的光纤断链信息，从SV报文中获取模拟量信息。

如上所述安全数据通讯堡垒机不允许安措校核装置通过安全数据通讯堡垒机访问除数据采集装置以外的其他二次设备。

如上所述安措逻辑库包括：各变电站名称、变电站关联的SCD文件、以及变电站内各间隔包含的安措票，每个安措票包含安措票表头、安全措施条目、安全措施执行和恢复的情况，安全措施条目包括安全措施对象和安全措施对象预期状态。

一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法，包括以下步骤：

步骤1、输入变电站安措对象照片，对安措校核模块中的图像识别模块进行训练，图像识别模块输出安措对象和对应的类别；

步骤2、通过安措校核终端的人机交互模块配置安措校核模块中的安措逻辑库；

步骤3、在安措校核终端的人机交互模块上选择安措任务并调取安措逻辑库模块的安措逻辑库中对应的安措票；

步骤4、安措校核装置从数据采集装置获取措校核相关数据，并解析措校核相关数据获得安措票相关的安措对象及状态；

步骤5、通过安措校核终端的摄像模块拍摄安措对象的照片传输给图像识别模块进行识别；

步骤6、安措校核模块的图像识别模块根据安措对象的照片识别的安措对象及状态；

步骤7、安措校核模块综合通过数据采集装置和图像识别模块获得的安措对象及其状态并与安措逻辑库模块中对应的安措票进行比对；

步骤8、安措校核终端的人机交互模块实时展示安措票各条目的校核结果，同时通过音频输出模块诵读安措票的各个条目文本；

步骤9、当步骤7中的安措票比对不一致时，通过安措校核终端的人机交互模块将对应安措票的条目标红，同时通过音频输出模块输出告警音频信号。

本发明相对于现有技术，具有如下有益效果：

1、本发明实现安措过程的自动在线校核；

2、本发明提升了安措在线校核的全面性，并在安措校核终端展示安措过程和结果，提升了安措操作的便捷性，对变电站的安全可靠运行具有重要意义；

3、同一个安措校核装置可以接入多个安措校核终端进行同时校核，提高校核的协同性并提高工作效率；

4、对于无法通过数据采集装置采集的安措对象和对应的状态，通过安措校核终端的摄像模块获取安措对象照片，并通过安措校核终端进行图像识别获得安措对象和对应的状态，减少人工采集工作量，避免人工采集导致的人为错误；5、同时通过安全数据通讯堡垒机解决了现场的数据通讯和网络安全的问题。

附图说明

图1为一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统的结构示意图。

图2为一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法的流程图。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，包括：数据采集装置、安全数据通讯堡垒机、安措校核装置和安措校核终端，数据采集装置包括数据接入模块、数据预处理模块、以及数据转发模块，安措校核装置包括数据接收模块、无线组网模块、安措逻辑库、安措校核模块、以及图像识别模块。安措校核终端包括人机交互模块、摄像模块、无线通讯模块、以及音频输出模块。

数据接入模块，用于接入站控层网络和过程层网络，来获取MMS报文、GOOSE报文、以及SV报文；

数据预处理模块，用于解析MMS报文、GOOSE报文、以及SV报文，从中获取与安措校核相关的安措校核相关数据；安措校核相关数据包括：从MMS报文中获取保护装置软压板信息、控制字信息、硬压板信息、以及光纤断链信息，从GOOSE报文中获取智能终端的开关刀闸位置信息、硬压板信息、光纤断链信息、以及合并单元的光纤断链信息，从SV报文中获取模拟量信息。

数据转发模块，用于将安措校核相关数据通过安全数据通讯堡垒机转发给安措校核装置；

安全数据通讯堡垒机，用于实现数据采集装置和安措校核装置的网络安全隔离；安全数据通讯堡垒机为了保障网络和数据不受来自外部和内部用户的入侵和破坏，会监控和记录运维人员对数据采集装置的操作行为，以便集中报警、及时处理及审计定责。安全数据通讯堡垒机只允许安措校核装置访问数据采集装置并读取安措校核相关数据，不允许安措校核装置通过安全数据通讯堡垒机访问除数据采集装置以外的其他二次设备。

数据接收模块，用于接受安措校核相关数据；

无线组网模块，用于在变电站内形成无线网络，接入安措校核终端；

安措逻辑库模块，用于存储安措逻辑库；安措逻辑库包括：各变电站名称、变电站关联的SCD文件、以及变电站内各间隔包含的安措票。其中每个安措票包含安措票表头、安全措施条目、安全措施执行和恢复的情况。所述的安全措施条目又包括安全措施对象和安全措施对象预期状态。

安措校核模块，用于分析数据采集装置发送的安措校核相关数据和安措校核终端传送的安措对象和对应的状态；还用于接收从数据接收模块发送的安措校核相关数据，并解析安措对象和对应的状态；还用于综合从数据采集装置和安措校核终端获得的安措对象和对应的状态，从综合后的安措对象和对应的状态与安措逻辑库中对应安措票中的安措对象一致且状态也与安措逻辑库中对应安措票中的安措对象的预期的状态一致时为正常，否则产生预警。

图像识别模块，用于通过无线组网模块和无线通讯模块接收安措校核终端的摄像模块拍摄的安措对象的照片，从拍摄的安措对象的照片中识别出安措对象以及对应的状态；图像识别模块基于神经网络，可通过输入大量变电站安措对象的照片和对应状态，进行图像识别训练，提升识别的准确度。当训练稳定后，可以从拍摄的安措对象的照片中识别出安措对象以及对应的状态。

安措对象及对应的状态包括空开的分合态、硬压板的分合态、转换开关的各指向状态、端子排接线的连接断开态、端子排连片的分合态、以及光纤接口的连接断开态等。

人机交互模块，用于编辑安措任务，并调用安措校核装置的安措逻辑库模块的对应的安措票，建立安措票关联的安措对象与SCD文件中与该安措对象对应状态信号的索引信息的关联关系，在执行安措任务时通过人机交互模块调取安措校核装置的安措逻辑库模块中待校核的安措票，并显示安措任务执行步骤和结果。

摄像模块，用于拍摄安措对象的照片；

无线通讯模块，用于安措校核终端与安措校核装置间通讯；

音频输出模块，用于读取安措票操作过程，当安措校核模块发现异常时可高音告警。

在一个变电站内会有一台到多台安措校核终端可以同时进行安措任务。各个安措校核终端均与同一个安措校核装置通信。

如图2所示，一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法，包括以下步骤：

步骤1、输入大量变电站安措对象照片，对图像识别模块进行训练，图像识别模块输出安措对象和对应的类别；

步骤2、通过安措校核终端的人机交互模块配置安措校核模块中的安措逻辑库；

步骤3、在安措校核终端的人机交互模块上选择安措任务并调取安措逻辑库模块的安措逻辑库中对应的安措票；

步骤4、安措校核装置从数据采集装置获取措校核相关数据，并解析措校核相关数据获得安措票相关的安措对象及状态；

步骤5、由于部分安措对象并没有数据采集装置可采集的信号，依据安措票操作步骤对未能从数据采集装置获取的安措对象及状态，通过安措校核终端的摄像模块拍摄安措对象的照片传输给图像识别模块进行识别；

步骤6、安措校核模块的图像识别模块根据安措对象的照片识别的安措对象及状态；

步骤7、安措校核模块结合数据采集装置和图像识别模块获得的安措对象及其状态并与安措逻辑库模块中对应的安措票进行比对；

步骤8、安措校核终端的人机交互模块实时展示安措票各条目的校核结果，同时通过音频输出模块诵读安措票的各个条目文本给工作人员提示；

步骤9、当步骤7中的安措票比对不一致时产生告警，通过安措校核终端的人机交互模块将对应安措票的条目标红，同时通过音频输出模块输出告警音频信号。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或替代，但不会偏离本发明的精髓或者超越所附权利要求书外定义的范围。

Claims (5)

1.一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，包括数据采集装置，其特征在于，还包括安全数据通讯堡垒机、安措校核装置和多个安措校核终端，

数据采集装置，用于接入站控层网络和过程层网络，获取与安措校核相关的安措校核相关数据，并将安措校核相关数据通过安全数据通讯堡垒机转发给安措校核装置；

安措校核终端，包括人机交互模块、摄像模块、无线通讯模块以及音频输出模块，

人机交互模块，用于编辑安措任务，并调用安措校核装置的安措逻辑库模块的对应的安措票，

摄像模块，用于拍摄安措对象的照片，

无线通讯模块，用于安措校核终端与安措校核装置之间的通讯，

音频输出模块，用于安措票比对告警以及诵读安措票的各个条目文本；

安措校核装置，用于存储安措逻辑库，用于解析从数据采集装置获取的措校核相关数据获得安措票相关的安措对象及状态，用于对接收的安措对象的照片进行识别获得安措票相关的安措对象及状态，用于综合数据采集装置和图像识别模块传输的安措对象及其状态并与安措逻辑库模块中对应的安措票进行比对，若比对不一致，则通过安措校核终端的人机交互模块将对应安措票的条目标红，并通过音频输出模块进行报警。

2.根据权利要求1中所述一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，其特征在于，所述数据接入模块接入站控层网络和过程层网络后获取MMS报文、GOOSE报文、以及SV报文，安措校核相关数据包括：从MMS报文中获取保护装置软压板信息、控制字信息、硬压板信息、以及光纤断链信息，从GOOSE报文中获取智能终端的开关刀闸位置信息、硬压板信息、光纤断链信息、以及合并单元的光纤断链信息，从SV报文中获取模拟量信息。

3.根据权利要求1中所述一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，其特征在于，所述安全数据通讯堡垒机不允许安措校核装置通过安全数据通讯堡垒机访问除数据采集装置以外的其他二次设备。

4.根据权利要求1中所述一种电力系统二次设备安全措施在线校核系统，其特征在于，所述安措逻辑库包括：各变电站名称、变电站关联的SCD文件、以及变电站内各间隔包含的安措票，每个安措票包含安措票表头、安全措施条目、安全措施执行和恢复的情况，安全措施条目包括安全措施对象和安全措施对象预期状态。

5.一种电力系统二次设备安全措施在线校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、输入变电站安措对象照片，对安措校核模块中的图像识别模块进行训练，图像识别模块输出安措对象和对应的类别；

步骤2、通过安措校核终端的人机交互模块配置安措校核模块中的安措逻辑库；

步骤3、在安措校核终端的人机交互模块上选择安措任务并调取安措逻辑库模块的安措逻辑库中对应的安措票；

步骤4、安措校核装置从数据采集装置获取措校核相关数据，并解析措校核相关数据获得安措票相关的安措对象及状态；

步骤5、通过安措校核终端的摄像模块拍摄安措对象的照片传输给图像识别模块进行识别；

步骤6、安措校核模块的图像识别模块根据安措对象的照片识别的安措对象及状态；

步骤7、安措校核模块综合通过数据采集装置和图像识别模块获得的安措对象及其状态并与安措逻辑库模块中对应的安措票进行比对；

步骤8、安措校核终端的人机交互模块实时展示安措票各条目的校核结果，同时通过音频输出模块诵读安措票的各个条目文本；

步骤9、当步骤7中的安措票比对不一致时，通过安措校核终端的人机交互模块将对应安措票的条目标红，同时通过音频输出模块输出告警音频信号。

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