CN203251141U - 智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统 - Google Patents

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吴俊华
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    • Y04S10/16Electric power substations

Abstract

本实用新型公开一种智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统,智能变电站包括分别设有交换机的站控层、间隔层和过程层;本实用新型系统由前置机、分析机和运检支持平台组成;前置机中设有分别连接上述站控层、间隔层和过程层中交换机的数据接口,并利用各数据接口获取相应数据,然后发送至分析机中;分析机对接收到的数据进行分析,然后将分析结果发送至运检支持平台;运检支持平台输出分析结果,并根据分析结果输出告警控制信号。本实用新型系统精简,可对智能变电站网络的报文数据、网络状态,以及电力系统相关数据进行实时监视及分析,免除各种病毒侵扰;同时全网各交换机分类数据情况的实时显示,使得技术人员能够轻易发觉网络异常情况。

Description

智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及智能变电站中的可视化网络记录分析、可视化运检支持平台以及设备故障诊断技术领域,特别是一种智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统。
背景技术
[0002] 智能变电站是在数字化变电站的基础上构建的新一代变电站,在智能变电中配置网络记录与分析装置已是智能变电站建设技术导则的明确要求。
[0003] 由于所有设备信息交互和共享都通过IEC61850标准规定的报文来进行。各智能单元的通信及设备健康状况对智能变电站的安全运行至关重要,任何通信网络的异常或故障都可能会成重大事故。
[0004]目前配置的智能变电站网络报文记录与分析系统的主要功能定位于智能变电站数据网络包的记录及网络通信过程的异常(含网络风暴)的识别,还可与故障录波功能集成,组成网络记录与录波一体化的系统。
[0005] 然而,由于网络记录装置事实上已记录了一定时间段的所有的数据,也自然包含了故障期间的所有故障信息,只要提取即可随时获取。因此,附加一套硬件装置完成故障录波功能只是一种重复。
[0006] 智能变电站技术的发展及运行实践表明,要使智能变电站长期安全可运行,必须解决和完善下述技术:
[0007] 智能变电站运行维护的可视化、智能化一
[0008] 智能变电站的体系结构及技术实现是网络传输的黑箱模式。尽管在设备之间可以实现信息共享,但在现场无端子、无表计信息和直观可视化情况下,运行人员很难对全站设备做到心中有数及透彻了解。因此,有必要建立针运检人员可视化信息支持平台,提供运行信息查询及设备状态分析服务;
[0009] 智能变电的设备状态的智能化诊断——
[0010] 智能变电站和综合自动化变电站的最大区别在于,智能变电站中数据网已成为整个系统的核心,继电保护装置和功能已被划分为四个部分协同完成:即互感器上的A/D转、光纤以太网、数据处理保护判据计算、命令接收并执行的一次设备智能单元。而综合智能化变电站中的微机保护则在一个装置内同时完成A/D转换、判据计算、跳闸命令硬接点输出等功能。因此,在数据网络级和数据处理级建立相应的异常或故障诊断手段,将有助于提高智能变电站的可靠性。
发明内容
[0011] 本实用新型的目的是提供一种智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统,其可实现网络记录分析(含故障波形)、可视化运检支持平台、设备故障诊断等功能,为智能变电站调试、运行提供不可缺少的数据来源及有效工具。
[0012] 为实现上述目的,本实用新型采取的技术方案为:一种智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统,智能变电站包括分别设有交換机的站控层、间隔层和过程层;本新型系统由前置机、分析机和运检支持平台组成;
[0013] 前置机中设有分别连接站控层、间隔层和过程层中交換机的数据接ロ,并利用各数据接ロ获取相应数据,将获取到的数据发送至分析机中;
[0014] 分析机对接收到的数据进行分析,然后将分析结果发送至运检支持平台;运检支持平台输出分析結果,并根据分析结果输出告警控制信号。
[0015] 具体的,本实用新型应用的智能变电站中,站控层设备通过丽S报文实现定值读写、文件传输、告警报告、日志等通信功能;过程层中采样值数据和间隔层GOOSE数据分别在交換机上进入汇聚共享,其中采样值数据主要由合并单元输出,GOOSE数据由保护、测控、操作箱、合并单元等各种智能单元输出;卫星时钟分别以秒脉冲、PTP、SNTP送到站控层网、过程层网以及各个智能単元,提供精密的时间同步。根据电压等级和变电站等级不同,间隔层GOOSE —般为双网配置,采样值网多为单网,站控层网络多为双网配置。
[0016] 本实用新型系统通过分别接入站控层交換机、GOOSE网交换机以及采样值网交換机,以实时地对采样值数据、GOOSE数据、MMS数据、时间同歩数据以及其它数据进行记录、分析,井根据情况可进ー步进行实时预警、在线分析、即时快照、离线分析等多种分析手段和方法。
[0017] 进ー步的,本实用新型中所述前置机采用FPGA实现;具体为エ业级宽温长期运行型xilinx高速FPGA并行处理芯片,其对接入网络不产生任何附加数据,可忠实记录网络上所有的数据;分析机采用嵌入式无风扇多线程CPU,主频高达1.SG,采用先进的机箱整体散热技术;运检支持平台采用现有计算机即可,分析结果的显示可通过显示屏实现,告警控制信号的输出可再辅以现有的报警装置实现报警输出。
[0018] 在应用时,本实用新型的前置机完成数据高速捕获,在收到数据的第一时间打上高精度时标(精度可达lus),并打包送给分析机进行分析处理;分析机收到数据后对数据包进行分解,并将采样数据、GOOSE数据、MMS数据以及其它报文数据进行分类存储,然后再对各种数据进行相应分析,再将分析结果发送至运检支持平台。具体分析可结合现有软件技术实现。
[0019] 本实用新型的有益效果为,系统精简,启动迅速,可对智能变电站网络的报文数据、网络状态,以及电力系统相关数据进行实时监视及分析,免除各种病毒侵扰;同时本实用新型系统可实时显示全网各交換机分类数据情况,使得工程技术人员能够轻易发觉各网络上的数据是否正常,是否有采样数据串入站控层,各网络上的PTP时间是否正常等异常情況。
附图说明
[0020] 图1所示为本实用新型的应用结构示意图。
具体实施方式
[0021] 为使本实用新型的内容更加明显易懂,以下结合附图和具体实施方式做进ー步描述。
[0022] 如图1所示,本实用新型应用于智能变电站,智能变电站包括分别设有交換机的站控层、间隔层和过程层;站控层设备通过MMS报文实现定值读写、文件传输、告警报告、日志等通信功能;过程层中采样值数据和间隔层GOOSE数据分别在交换机上进入汇聚共享,其中采样值数据主要由合并单元输出,GOOSE数据由保护、测控、操作箱、合并单元等各种智能单元输出;卫星时钟分别以秒脉冲、PTP、SNTP送到站控层网、过程层网以及各个智能单元,提供精密的时间同步。根据电压等级和变电站等级不同,间隔层GOOSE—般为双网配置,采样值网多为单网,站控层网络多为双网配置。
[0023] 本新型系统由前置机、分析机和运检支持平台组成;
[0024] 前置机中设有分别连接站控层、间隔层和过程层中交换机的数据接口,并利用各数据接口获取相应数据,将获取到的数据发送至分析机中;
[0025] 分析机对接收到的数据进行分析,然后将分析结果发送至运检支持平台;运检支持平台输出分析结果,并根据分析结果输出告警控制信号。
[0026] 本实用新型系统通过分别接入站控层交换机、GOOSE网交换机以及采样值网交换机,以实时地对采样值数据、GOOSE数据、MMS数据、时间同步数据以及其它数据进行记录、分析,并根据情况可进一步进行实时预警、在线分析、即时快照、离线分析等多种分析手段和方法。
[0027] 本实用新型的一种具体实施例为,前置机采用工业级宽温长期运行型xilinx高速FPGA并行处理芯片,其对接入网络不产生任何附加数据,可忠实记录网络上所有的数据;分析机采用嵌入式无风扇多线程CPU,主频高达1.SG,采用先进的机箱整体散热技术;运检支持平台采用现有计算机即可,分析结果的显示可通过显示屏实现,告警控制信号的输出可再辅以现有的报警装置实现报警输出。
[0028] 在应用时,本实用新型的前置机完成数据高速捕获,在收到数据的第一时间打上高精度时标(精度可达lus),并打包送给分析机进行分析处理;分析机收到数据后对数据包进行分解,并将采样数据、GOOSE数据、MMS数据以及其它报文数据进行分类存储,然后再对各种数据进行相应分析,再将分析结果发送至运检支持平台。具体分析可结合现有软件技术实现。
[0029] 本实用新型可实现的功能如下:
[0030] 1.网络状态实时监视及分析一实时监视及分析网络状态,中断、网络风暴、ARP攻击送出告警提示;实时显示全部GOOSE最近更新时间及状态、全部MMS会话状态及通信过程、全网各主机活动状态;
[0031] 2.电力系统数据实时监视及分析一实时显示全网任意合并单元任意通道的波形、均值、幅值、相位关系等;
[0032] 3.其它功能一系统可对变电站网络通信状态进行线监视和状态评估,对历史记录进行自动统计、分析,评价当前状态;对报文的捕捉安全、透明,不对原有的网络通信产生任何影响;可导入DL/T86标准建模生成S⑶变电站配置文件,并生成系统所需要配置;具备独立的接口接入站控层,系统可通过B码和PTP接入全站高精度对时网络,对时精度达500ns ;米用嵌入式操作系统,杜绝病毒侵扰;
[0033] 本实用新型中所述具体实施案例仅为本实用新型的较佳实施案例而已,并非用来限定本实用新型的实施范围。即凡依本实用新型申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰,都应作为本实用新型的技术范畴。

Claims (2)

1.ー种智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统,智能变电站包括分别设有交换机的站控层、间隔层和过程层;其特征是,系统由前置机、分析机和运检支持平台组成; 前置机中设有分别连接上述站控层、间隔层和过程层中交換机的数据接ロ,前置机的输出端连接分析机的输入端,分析机的输出端连接运检支持平台的输入端。
2.根据权利要求1所述的智能变电站可视化网络记录分析与运检支持系统,其特征是,前置机采用FPGA实现。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN104201771A (zh) * 2014-07-23 2014-12-10 云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院 一种无线有线双备份的变电站在线监测物联网系统
CN104601415A (zh) * 2015-02-15 2015-05-06 国家电网公司 一种智能变电站稳态数据闭环测试方法及其测试系统

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