CN117081257A - 一种变电站设备运行管理系统及方法 - Google Patents

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CN117081257A CN202311101443.5A CN202311101443A CN117081257A CN 117081257 A CN117081257 A CN 117081257A CN 202311101443 A CN202311101443 A CN 202311101443A CN 117081257 A CN117081257 A CN 117081257A
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Abstract

本发明涉及电力技术领域，具体涉及一种变电站设备运行管理系统及方法，包括录波文件分析模块、网络报文分析与结果展示模块、二次系统可视化模块和智能运维模块，录波文件分析模块对录波文件进行分析，得到分析数据，网络报文分析与结果展示模块对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示，二次系统可视化模块对设备的进行监视和预警，智能运维模块取得各类运行信息，并对运行信息进行管理，从而解决了现有的变电站运行管理通常采用人工记录的方式进行管理的问题。

Description

一种变电站设备运行管理系统及方法
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种变电站设备运行管理系统及方法。
背景技术
变电站是指电力系统中对电压和电流进行变换，接受电能及分配电能的场所。在发电厂内的变电站是升压变电站，其作用是将发电机发出的电能升压后馈送到高压电网中。设备在运行过程中会因为自身原因或客观原因出现问题，故障一旦出现便会对电网的安全性与可靠性带来影响。这就需要电力部门在设备运行中及时的对其进行检测与评估，及时发现设备存在的问题并进行检修，以此来使设备最大限度的发挥其使用价值。
现有的变电站运行管理通常采用人工记录的方式进行管理，从而导致工作人云工作量增加，进而导致管理效率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变电站设备运行管理系统及方法，旨在解决现有的变电站运行管理通常采用人工记录的方式进行管理的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种变电站设备运行管理系统，包括录波文件分析模块、网络报文分析与结果展示模块、二次系统可视化模块和智能运维模块，所述录波文件分析模块、所述网络报文分析与结果展示模块、所述二次系统可视化模块和所述智能运维模块依次连接；
所述录波文件分析模块，用于对录波文件进行分析，得到分析数据；
所述网络报文分析与结果展示模块，用于对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
所述二次系统可视化模块，用于对设备的进行监视和预警；
所述智能运维模块，用于取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
其中，所述二次系统可视化功能模块包括二次设备状态在线监视单元、二次虚回路在线监视单元、二次过程层光纤回路在线监视单元和二次回路故障诊断定位单元，所述二次设备状态在线监视单元、所述二次虚回路在线监视单元、所述二次过程层光纤回路在线监视单元和所述二次回路故障诊断定位单元依次连接；
所述二次设备状态在线监视单元，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视；
所述二次虚回路在线监视单元，用于展示变电站内所有二次虚回路的构成、逻辑和状态；
所述二次过程层光纤回路在线监视单元，用于完整展示过程层光纤回路的连接状态，过程层光纤回路状态显示；
所述二次回路故障诊断定位单元，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路进行故障定位，并能通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置。
其中，所述二次设备状态在线监视单元，包括在线监视子单元和设备异常定位子单元；
所述在线监视子单元，用于实现对测量信息、设备状态信息的实时监视，并输出监视预警数据；
所述设备异常定位子单元，基于所述监视预警数据进行装置故障定位。
其中，所述智能运维功能模块包括配置文件管控单元、保护设备智能巡视单元、保护设备智能定检单元、二次检修辅助安措单元、信息管理与综合分析单元和保护设备接入单元，所述配置文件管控单元、所述保护设备智能巡视单元、所述保护设备智能定检单元、所述二次检修辅助安措单元、所述信息管理与综合分析单元和所述保护设备接入单元依次连接；
所述变电站配置文件管控单元，用于进行SCD可视化展示；
所述保护设备智能巡视单元，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述保护设备智能定检单元，用于对所述保护设备进行自动定检和人工定检；
所述二次检修辅助安措单元，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述信息管理与综合分析单元，用于对档案信息、告警信息和状态信息显示与定值管理；
所述保护设备接入单元，用于与保护设备通信和数据采集。
第二方面，一种变电站设备运行管理方法，应用于第一方面所述的一种变电站设备运行管理系统，包括以下步骤：
录波文件分析模块对录波文件进行分析，得到分析数据；
网络报文分析与结果展示模块对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
二次系统可视化模块对设备的进行监视和预警；
智能运维模块取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
本发明的一种变电站设备运行管理系统及方法，包括录波文件分析模块、网络报文分析与结果展示模块、二次系统可视化模块和智能运维模块，所述录波文件分析模块对录波文件进行分析，得到分析数据，所述网络报文分析与结果展示模块对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示，所述二次系统可视化模块对设备的进行监视和预警，所述智能运维模块取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理，从而解决了现有的变电站运行管理通常采用人工记录的方式进行管理的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种变电站设备运行管理系统的结构示意图。
图2是二次系统可视化模块的结构示意图。
图3是二次设备状态在线监视单元的结构示意图。
图4是智能运维模块的结构示意图。
图5是本发明提供的一种变电站设备运行管理系统及方法。
1-录波文件分析模块、2-网络报文分析与结果展示模块、3-二次系统可视化模块、4-智能运维模块、31-二次设备状态在线监视单元、32-二次虚回路在线监视单元、33-二次过程层光纤回路在线监视单元、34-二次回路故障诊断定位单元、311-在线监视子单元、312-设备异常定位子单元、41-配置文件管控单元、42-保护设备智能巡视单元、43-保护设备智能定检单元、44-二次检修辅助安措单元、45-信息管理与综合分析单元、46-保护设备接入单元。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参阅图1至图4，本发明提供一种变电站设备运行管理系统，包括录波文件分析模块1、网络报文分析与结果展示模块2、二次系统可视化模块3和智能运维模块4，所述录波文件分析模块1、所述网络报文分析与结果展示模块2、所述二次系统可视化模块3和所述智能运维模块4依次连接；
所述录波文件分析模块1，用于对录波文件进行分析，得到分析数据；
所述网络报文分析与结果展示模块2，用于对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
所述二次系统可视化模块3，用于对设备的进行监视和预警；
所述智能运维模块4，用于取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
在本实施方式中，所述录波文件分析模块1对录波文件进行分析，得到分析数据，所述网络报文分析与结果展示模块2对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示，所述二次系统可视化模块3对设备的进行监视和预警，所述智能运维模块4取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理，从而解决了现有的变电站运行管理通常采用人工记录的方式进行管理的问题。
进一步的，所述二次系统可视化功能模块包括二次设备状态在线监视单元31、二次虚回路在线监视单元32、二次过程层光纤回路在线监视单元33和二次回路故障诊断定位单元34，所述二次设备状态在线监视单元31、所述二次虚回路在线监视单元32、所述二次过程层光纤回路在线监视单元33和所述二次回路故障诊断定位单元34依次连接；
所述二次设备状态在线监视单元31，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视；
所述二次虚回路在线监视单元32，用于展示变电站内所有二次虚回路的构成、逻辑和状态；
所述二次过程层光纤回路在线监视单元33，用于完整展示过程层光纤回路的连接状态，过程层光纤回路状态显示；
所述二次回路故障诊断定位单元34，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路进行故障定位，并能通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置。
在本实施方式中，所述二次虚回路在线监视单元32应用于图形方式完整展示变电站内所有二次虚回路的构成、逻辑和状态，支持以选定的保护设备为中心，显示该设备发布和订阅的虚端子连接情况，宜显示模拟量信息，连接可视化中装置命名可在IED名称与调度命名间灵活切换，IED名称与调度命名映射文件，采样回路、跳闸回路、合闸回路、失灵启动回路、联闭锁回路、相应软压板状态及回路功能，状态由二次虚回路的通信链路状态、二次虚回路的关联软压板工况和二次虚回路网络报文状态等几部分综合判断形成，同时实时分析收集到的数据，并根据数据对保护设备及二次虚回路的运行状态进行监测；具备图、模、库一体化技术，宜根据交换机和装置端口物理连接信息，自动构建网络拓扑模型，能实现二次虚回路状态的在线监视，并能通过不同方式表示二次虚回路不同的状态，基于采集过程层数据信息，能实时显示二次虚回路的开关量，宜支持显示模拟量数值；
所述二次过程层光纤回路在线监视单元33能以图形方式完整展示过程层光纤回路的连接状态，过程层光纤回路状态显示，能在过程层光纤回路上查看所对应的虚链路及虚链路的状态，能查看虚链路所对应的物理光纤回路，能查看保护装置物理端口所对应的输入、输出虚链路及其状态，能根据保护装置、交换机等设备的光纤接口监测信息，以及链路异常告警信息进行过程层光纤回路故障定位；
所述二次回路故障诊断定位单元34二次虚回路故障时能根据保护装置、交换机等设备的光纤接口监测信息，以及链路异常告警信息进行综合分析，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路，进行故障定位，并能通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置，具备可视化展示网络拓扑关系，在网络拓扑图上展示光纤回路状态，当光纤回路发生故障时，能够根据网络链路物理拓扑关系，辅助定位故障点或故障区域，给出提示信息。
进一步的，所述二次设备状态在线监视单元31，包括在线监视子单元311和设备异常定位子单元312；
所述在线监视子单元311，用于实现对测量信息、设备状态信息的实时监视，并输出监视预警数据；
所述设备异常定位子单元312，基于所述监视预警数据进行装置故障定位。
在本实施方式中，所述在线监视子单元311能为运维人员提供灵活方便的人机交互手段，实现对测量信息、设备状态信息的实时监视，具备全站二次设备状态监视总览画面，监视全站二次设备的告警状态、动作状态、通信状态，并能实现二次设备状态监视预警，在单台保护装置的状态监视界面上能显示装置名称、生产厂家、装置版本等设备台账信息，能接收保护装置动作、告警信息、状态变位、监测信息、压板状态、定值区号、运行工况、装置面板指示灯等各种信息并能可视化在线监视，能通过饼图、棒图、曲线、仪表盘等多种可视化手段，实现二次设备状态监视预警的可视化展示，通过饼图、棒图、曲线、仪表盘等多种可视化手段，实现二次设备状态监视预警的可视化展示，具备交换机端口通信状态、端口流量等信息的可视化展示，具备一、二次设备运行状态不对应监视功能，建立与一次运行状态相对应的二次状态及逻辑库，当实时采集的二次状态与二次状态逻辑库不一致时进行预警。具体一二次设备状态的定义；
所述设备异常定位子单元312能根据装置异常告警等信息，进行装置故障定位了，能根据保护装置和智能终端的跳/合闸报文及接点反校报文信息实现跳/合闸回路诊断功能，异常、故障定位不确定时，应列出各可能异常的所有装置、回路信息，可支持自定义排序查找，对于装置故障或异常宜给出处理建议。
进一步的，所述智能运维功能模块包括配置文件管控单元41、保护设备智能巡视单元42、保护设备智能定检单元43、二次检修辅助安措单元44、信息管理与综合分析单元45和保护设备接入单元46，所述配置文件管控单元41、所述保护设备智能巡视单元42、所述保护设备智能定检单元43、所述二次检修辅助安措单元44、所述信息管理与综合分析单元45和所述保护设备接入单元46依次连接；
所述变电站配置文件管控单元41，用于进行SCD可视化展示；
所述保护设备智能巡视单元42，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述保护设备智能定检单元43，用于对所述保护设备进行自动定检和人工定检；
所述二次检修辅助安措单元44，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述信息管理与综合分析单元45，用于对档案信息、告警信息和状态信息显示与定值管理；
所述保护设备接入单元46，用于与保护设备通信和数据采集。
在本实施方式中，所述变电站配置文件管控单元41支持SCD可视化展示功能，支持以选择的装置为中心，展示该装置与其他装置的逻辑连接关系，宜显示该装置的报文接收端口号、APPID等信息，具备SCD一致性检查与模型合法性校验功能，具备SCL Schema检查，根据Schema检查SCL文件语法，Schema文件可变更。工具应按照DL/T 860和南方电网《智能变电站IEC61850工程通用应用模型》中的要求检测模型文件是否符合SCL语法，并显示检查校验结果，同时可定位到相应的问题文本，具备SCD版本管理功能，支持查询、监视SCD的所有版本，具备SCD版本比对和提示功能，应提供可视化技术展示SCD变更的影响范围，GOOSE变更范围能定位到DA级，SV变更范围能定位到DO级，并以图形和报告的方式展示，宜具备基于间隔的多个IED外部虚连接、过程层通信参数比对等功能，能通过SCD中保护装置的CRC与对应装置CCD文件的CRC进行在线比对，实现SCD文件与装置CCD配置文件的一致性校验，支持从保护装置调取CCD、CID文件，保护装置重启后，能从保护装置调取CCD和CID文件，并向主站上送模型文件更新报告，能根据实时报文发现与模型不匹配的异常，并向主站上送模型异常报告，能导入过程层交换机输出的配置文件；
所述保护设备智能巡视单元42支持对保护装置进行自动巡视，巡视项目支持分类配置，巡视项目表单，自动巡视间隔支持设置，默认间隔为一天。支持将巡视结果生成巡视报告文件，巡视报告格式定义，支持巡视报告的展示，展示自动巡视项目的结果和以曲线、棒图等方式展示可设置周期内的巡视历史统计结果，且支持报告预览打印和导出，当巡视结果有异常时，上送异常告警信息，并能响主站召唤巡视报告文件请求。
所述保护设备智能定检单元43支持对保护设备进行自动定检和人工定检，定检项目支持分类配置，定检项目表单；支持人工设置定检周期，并在每个自动定检项目对的定检判据正常时自动重置该项目的定检周期，默认重置周期为三年，定检判据异常或定检周期到达给出需要定检的结果，且必须由人工定检确认后重置该项目的定检周期；支持定检报告的展示，展示自动定检项目的结果和定检周期内的定检历史信息，还列出人工定检项目，并支持人工输入检查结果，且支持报告预览打印和导出。每项定检项目均列出与定检周期到达时间的倒计时时间，并按倒计时时间由短到长排序；支持将定检结果生成定检报告文件，定检报告格式，当定检诊断装置需要进行人工定检时，主动上送定检信息给主站，并能响主站召唤定检报告文件请求；
所述二次检修辅助安措单元44，支持以图形化方式直观显示安全措施的状态，包括GOOSE虚回路连线、SV虚回路连线、检修压板状态、GOOSE压板状态、SV压板状态等，支持根据选择检修设备和检修范围,提供受影响的虚回路、光纤回路以及压板，实现一、二次设备运行状态监视、检修设备安全措施执行结果的校核及告警等功能；一二次设备间、不同二次设备间关联关系二次设备调度命名原则予以实现；
所述信息管理与综合分析单元45，宜支持读取保护装置与采集单元以XML格式生成的定值文件、档案文件、告警文件、状态文件和CID文件，实现档案信息、告警信息和状态信息显示与定值管理等功能；能正确读取并显示定值文件中的定值文件描述、定值分组等信息；能正确读取并显示档案文件中的装置型号、软件版本、程序生成时间及校验码等装置基本信息，以及投运时间、插件更换情况等运维信息；能正确读取并显示告警文件中的告警信息原因分类及具体告警原因信息；能正确读取并显示状态文件中装置状态信息。所有保护装置故障录波文件以COMTRADE格式传送及存储；能对保护装置动作报告进行展示，能对故障录波文件进行波形分析；能自动收集厂站内一次故障的相关信息，整合为故障报告。内容包括一二次设备名称、故障时间、故障序号、故障区域、故障相别、录波文件名称等。能根据所采集的数据进行智能运维综合分析，将分析出的异常结果形成智能运维文件，并发送相告警信息给主站，支持主站召唤文件查看具体异常内容。
请参阅图5，第二方面，一种变电站设备运行管理方法，应用于第一方面所述的一种变电站设备运行管理系统，包括以下步骤：
S1录波文件分析模块1对录波文件进行分析，得到分析数据；
具体的，所述录波文件分析模块1用于对所述录波文件进行分析，得到分析数据。
S2网络报文分析与结果展示模块2对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
具体的，所述网络报文分析与结果展示模块2用于对所述网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示。
S3二次系统可视化模块3对设备的进行监视和预警；
具体的，所述二次系统可视化模块3用于对设备的进行监视和预警。
S4智能运维模块4取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
具体的，所述智能运维模块4用于取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
以上所揭露的仅为本发明一种变电站设备运行管理系统及方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种变电站设备运行管理系统，其特征在于，
包括录波文件分析模块、网络报文分析与结果展示模块、二次系统可视化模块和智能运维模块，所述录波文件分析模块、所述网络报文分析与结果展示模块、所述二次系统可视化模块和所述智能运维模块依次连接；
所述录波文件分析模块，用于对录波文件进行分析，得到分析数据；
所述网络报文分析与结果展示模块，用于对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
所述二次系统可视化模块，用于对设备的进行监视和预警；
所述智能运维模块，用于取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
2.如权利要求1所述的一种变电站设备运行管理系统，其特征在于，
所述二次系统可视化功能模块包括二次设备状态在线监视单元、二次虚回路在线监视单元、二次过程层光纤回路在线监视单元和二次回路故障诊断定位单元，所述二次设备状态在线监视单元、所述二次虚回路在线监视单元、所述二次过程层光纤回路在线监视单元和所述二次回路故障诊断定位单元依次连接；
所述二次设备状态在线监视单元，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视；
所述二次虚回路在线监视单元，用于展示变电站内所有二次虚回路的构成、逻辑和状态；
所述二次过程层光纤回路在线监视单元，用于完整展示过程层光纤回路的连接状态，过程层光纤回路状态显示；
所述二次回路故障诊断定位单元，根据二次虚回路所对应的过程层光纤回路进行故障定位，并能通过图形化的方式标识二次虚回路对应的故障位置。
3.如权利要求2所述的一种变电站设备运行管理系统，其特征在于，
所述二次设备状态在线监视单元，包括在线监视子单元和设备异常定位子单元；
所述在线监视子单元，用于实现对测量信息、设备状态信息的实时监视，并输出监视预警数据；
所述设备异常定位子单元，基于所述监视预警数据进行装置故障定位。
4.如权利要求3所述的一种变电站设备运行管理系统，其特征在于，
所述智能运维功能模块包括配置文件管控单元、保护设备智能巡视单元、保护设备智能定检单元、二次检修辅助安措单元、信息管理与综合分析单元和保护设备接入单元，所述配置文件管控单元、所述保护设备智能巡视单元、所述保护设备智能定检单元、所述二次检修辅助安措单元、所述信息管理与综合分析单元和所述保护设备接入单元依次连接；
所述变电站配置文件管控单元，用于进行SCD可视化展示；
所述保护设备智能巡视单元，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述保护设备智能定检单元，用于对所述保护设备进行自动定检和人工定检；
所述二次检修辅助安措单元，用于对保护设备进行自动巡视，巡视项目支持分类配置；
所述信息管理与综合分析单元，用于对档案信息、告警信息和状态信息显示与定值管理；
所述保护设备接入单元，用于与保护设备通信和数据采集。
5.一种变电站设备运行管理方法，应用于权利要求1-4任意一所述的一种变电站设备运行管理系统，其特征在于，包括以下步骤：
录波文件分析模块对录波文件进行分析，得到分析数据；
网络报文分析与结果展示模块对网络报文进行分析，并基于分析结果进行展示；
二次系统可视化模块对设备的进行监视和预警；
智能运维模块取得各类运行信息，并对所述运行信息进行管理。
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