一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的故障診斷系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及故障診斷，特別是涉及一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的故障診斷系 統(tǒng)及方法，屬于電網(wǎng)故障診斷技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有各種電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)及方法中，大多仍采用模擬的故障數(shù)據(jù)文件或從電 網(wǎng)能量管理系統(tǒng)中人工導(dǎo)出故障前后一段時(shí)間內(nèi)離線數(shù)據(jù)文件的方式，為電網(wǎng)故障診斷系 統(tǒng)提供基礎(chǔ)分析數(shù)據(jù)，進(jìn)行離線模式下的故障診斷，這種方法因無(wú)法有效獲取故障診斷系 統(tǒng)所需電網(wǎng)故障前后的各類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，從而無(wú)法滿足故障診斷對(duì)于實(shí)時(shí)性的要求。另外，各 種方法雖具備較高的理論基礎(chǔ)，但由于內(nèi)部所涉及的假設(shè)條件過(guò)多且測(cè)試及運(yùn)行環(huán)境過(guò)于 理想化，算法的容錯(cuò)性和適應(yīng)性都難以保證，因此大多還停留在理論研究階段，無(wú)法滿足故 障診斷實(shí)用性的要求。由于現(xiàn)有電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)及方法中存在著上述不足，導(dǎo)致無(wú)法在 實(shí)際的電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)中運(yùn)用這些系統(tǒng)和方法進(jìn)行電網(wǎng)在線故障診斷。
[0003] 隨著電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng)化技術(shù)水平的不斷提升以及國(guó)家電網(wǎng)公司各項(xiàng)調(diào)度核心業(yè)務(wù) 的逐步推進(jìn)，各級(jí)電網(wǎng)調(diào)控中心均普遍配備了電網(wǎng)監(jiān)視與控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)態(tài)監(jiān)控 數(shù)據(jù)信息的綜合采集、存儲(chǔ)和統(tǒng)一訪問(wèn)；電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息因具有上送速度快、易獲 取、監(jiān)視覆蓋面廣等特點(diǎn)，能夠?yàn)樵谡{(diào)控中心側(cè)實(shí)現(xiàn)基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的故障診 斷提供必需的數(shù)據(jù)信息，利用其進(jìn)行在線故障診斷具有數(shù)據(jù)穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性好、診斷范圍全面 等優(yōu)點(diǎn)，并且由于不依賴于系統(tǒng)中其它各應(yīng)用模塊提供的信息作為故障診斷的輸入源，因 此所需數(shù)據(jù)相對(duì)獨(dú)立可靠。
[0004] 基于上述問(wèn)題，如何利用電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息自身具備的實(shí)時(shí)性和可靠性，提 供一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的電網(wǎng)故障診斷系統(tǒng)及方法，克服現(xiàn)有系統(tǒng)及方法的不 足，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān) 控信息的故障診斷系統(tǒng)及方法，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)在線故障診斷，系統(tǒng)數(shù)據(jù)可靠穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性好，診 斷結(jié)果準(zhǔn)確，診斷范圍全面，系統(tǒng)運(yùn)行快速、靈活，而且系統(tǒng)建設(shè)周期短，具有產(chǎn)業(yè)上的利用 價(jià)值。
[0006] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 本發(fā)明提供的一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的故障診斷系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)接口模 塊、數(shù)據(jù)接收預(yù)處理模塊、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視模塊、信號(hào)分析整合模塊、故障邏輯診斷模塊 和故障告警控制模塊，所述數(shù)據(jù)接口模塊包括實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口、一次設(shè)備數(shù)據(jù)接口和故障輸 出接口。
[0008] 其中，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口用于接收來(lái)自電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控 信息中的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息，所述一次設(shè)備數(shù)據(jù)接口用于獲取來(lái)自電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)電網(wǎng) 運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息中的一次設(shè)備數(shù)據(jù)信息，所述故障輸出接口用于接收來(lái)自故障告警控制 模塊輸出的故障診斷結(jié)果，并將故障診斷結(jié)果發(fā)送至監(jiān)控告警界面。
[0009] 而且，所述數(shù)據(jù)接收預(yù)處理模塊通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口與電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)相 連，用于對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息按照過(guò)濾規(guī)則進(jìn)行初檢，通過(guò)濾除無(wú)效告警信息、保留有效告警信 息，將有效告警信息發(fā)送至信號(hào)分析整合模塊；所述設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視模塊通過(guò)一次設(shè)備 數(shù)據(jù)接口與電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，用于對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化的統(tǒng)計(jì)、量測(cè) 信息的采樣和突變的判斷，同時(shí)將量測(cè)采樣信息寫(xiě)入二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和 量測(cè)突變信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)緩沖池。
[0010] 同時(shí)，所述信號(hào)分析整合模塊通過(guò)數(shù)據(jù)緩沖池與故障邏輯診斷模塊相連，用于將 有效告警信息整理成一次設(shè)備故障分析數(shù)據(jù)信息輸出至數(shù)據(jù)緩沖池，供故障邏輯診斷模塊 進(jìn)行數(shù)據(jù)調(diào)用；所述故障邏輯診斷模塊用于提取數(shù)據(jù)緩沖池中的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和量測(cè)突變 信息、二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件中的量測(cè)采樣信息，采用局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒?，并結(jié)合基于邏輯的 故障診斷方法進(jìn)行在線診斷獲得故障診斷結(jié)果，將診斷結(jié)果輸出至故障告警控制模塊；所 述故障告警控制模塊通過(guò)故障輸出接口與電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)相連，用于校驗(yàn)故障診斷 結(jié)果是否滿足告警控制范圍，將滿足控制范圍的故障診斷結(jié)果按照告警控制方式，經(jīng)故障 輸出接口發(fā)送至電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控告警界面，進(jìn)行人機(jī)界面展示。
[0011] 本發(fā)明的故障診斷系統(tǒng)進(jìn)一步設(shè)置為：所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息包括通過(guò)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng) 104規(guī)約實(shí)時(shí)傳送的開(kāi)關(guān)遙信變位及SOE信息、通過(guò)電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)104規(guī)約實(shí)時(shí)傳送的保護(hù) 遙信變位及SOE信息、電網(wǎng)運(yùn)行及操作信息；所述電網(wǎng)運(yùn)行及操作信息包括設(shè)備掛牌、開(kāi)關(guān) 遙控、人工抑制、封鎖信息、AVC(電網(wǎng)自動(dòng)電壓控制）動(dòng)作信息；所述一次設(shè)備數(shù)據(jù)信息包 括電網(wǎng)一次設(shè)備拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息和電網(wǎng)一次設(shè)備量測(cè)采樣信息。
[0012] 本發(fā)明還提供一種基于電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)態(tài)監(jiān)控信息的故障診斷方法，包括以下步驟：
[0013] 1)通過(guò)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接口接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息并發(fā)送至數(shù)據(jù)接收預(yù)處理模塊，由數(shù)據(jù)接 收預(yù)處理模塊對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行初檢，按照預(yù)設(shè)的過(guò)濾規(guī)則，自動(dòng)過(guò)濾無(wú)效告警信息、保 留有效告警信息，將有效告警信息發(fā)送至信號(hào)分析整合模塊；
[0014] 2)通過(guò)一次設(shè)備數(shù)據(jù)接口獲取一次設(shè)備數(shù)據(jù)信息并發(fā)送至設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視模 塊，由設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視模塊實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)一次設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化、進(jìn)行量測(cè)采樣和突變的 判斷，并將量測(cè)采樣信息寫(xiě)入二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件，將拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和量測(cè)突變信息寫(xiě)入數(shù)據(jù) 緩沖池；
[0015] 3)通過(guò)信號(hào)分析整合模塊對(duì)有效告警信號(hào)進(jìn)行分析與整合處理，由信號(hào)分析整合 模塊按照信號(hào)發(fā)生時(shí)間的先后順序從小到大進(jìn)行排序，并按間隔周期自動(dòng)提取，整合形成 一次設(shè)備故障分析數(shù)據(jù)信息，將一次設(shè)備故障分析數(shù)據(jù)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)緩沖池；
[0016] 4)由故障邏輯診斷模塊自動(dòng)提取數(shù)據(jù)緩沖池中的一次設(shè)備故障分析數(shù)據(jù)信息、 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化和量測(cè)突變信息，以及二進(jìn)制數(shù)據(jù)文件中的量測(cè)采樣信息，采用局部網(wǎng)絡(luò)拓 撲分析方法，并結(jié)合基于邏輯的故障診斷方法，實(shí)現(xiàn)故障在線診斷，獲得故障診斷結(jié)果；所 述基于邏輯的故障診斷方法包括線路故障診斷邏輯、主變故障診斷邏輯和母線故障診斷邏 輯；
[0017] 5)由故障告警控制模塊從故障邏輯診斷模塊獲取故障診斷結(jié)果，校驗(yàn)故障診斷結(jié) 果是否滿足告警控制范圍，并將滿足控制范圍的故障診斷結(jié)果信息作為故障告警信息，按 照告警控制方式，經(jīng)故障輸出接口發(fā)送至電網(wǎng)調(diào)控中心監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控告警界面，進(jìn)行人 機(jī)界面展示，展示的故障告警信息主要包括故障時(shí)間、故障設(shè)備、故障相別、重合閘動(dòng)作情 況。
[0018] 本發(fā)明的診斷方法進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟1)中的過(guò)濾規(guī)則包括，掛牌告警抑 制、全數(shù)據(jù)判定、開(kāi)關(guān)告警抑制、日信號(hào)動(dòng)作次數(shù)、開(kāi)關(guān)人工遙控、AVC自動(dòng)控開(kāi)關(guān)、檢修計(jì) 劃、人工規(guī)則設(shè)置以及抑制告警責(zé)任區(qū)。
[0019] 本發(fā)明的診斷方法進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟2)中的設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)視模塊進(jìn)行 量測(cè)采樣和量測(cè)突變判斷時(shí)所采用的配置參數(shù)包括，容量上限、容量下限、電壓等級(jí)上限、 電壓等級(jí)下限、廠站電壓等級(jí)上限、廠站電壓等級(jí)下限、廠站類型、廠站名稱、設(shè)備類型、設(shè) 備名稱、量測(cè)參數(shù)、是否突變、突變?cè)O(shè)置、是否整分鐘判斷、突變值類型、突變值以及突變零 漂值。
[0020] 本發(fā)明的診斷方法進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟4)中的局部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞治龇椒ò?步驟有：
[0021] 4-1)根據(jù)開(kāi)關(guān)遙信/SOE進(jìn)行拓?fù)渌阉鳎玫胶蛣?dòng)作開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)的可疑故障一次 設(shè)備集合，命名為集合A ;
[0022] 4-2)通過(guò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化數(shù)據(jù)，得到狀態(tài)從帶電到不帶電的一次設(shè)備集合，命名為 集合B ;
[0023] 4-3)通過(guò)獲取集合A和集合B的并集、即A U B，得到集合C、即C = A U B ;將集 合C中的數(shù)據(jù)作為輸入數(shù)據(jù)源輸入給故障邏輯診斷模塊中基于邏輯的故障診斷方法功能 豐旲塊。
[0024] 本發(fā)明的診斷方法進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟4)中的線路故障診斷邏輯包括步驟 有：
[0025] 4a_l)基于線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、一側(cè)的保護(hù)動(dòng)作、一側(cè)的廠站事故總動(dòng)作這三個(gè)條 件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)在滿足線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的前提條件下，若滿足一側(cè)的保護(hù)動(dòng)作、一側(cè) 的廠站事故總動(dòng)作這兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件，即可判斷線路發(fā)生故障；
[0026] 4a_2)基于線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、另一側(cè)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作這兩個(gè)條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng) 同時(shí)滿足線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、另一側(cè)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作這兩個(gè)條件時(shí)，即可判斷線路發(fā)生故障；
[0027] 4a_3)基于線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、另一側(cè)的保護(hù)動(dòng)作、另一側(cè)的廠站事故總動(dòng)作這三 個(gè)條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)在滿足線路一側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的前提條件下，若滿足另一側(cè)的保護(hù)動(dòng) 作、另一側(cè)的廠站事故總動(dòng)作這兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件，即可判斷線路發(fā)生故障。
[0028] 本發(fā)明的診斷方法進(jìn)一步設(shè)置為：所述步驟4)中的主變故障診斷邏輯包括主變 為兩卷變的故障診斷邏輯和主變?yōu)槿碜兊墓收显\斷邏輯；
[0029] 所述主變?yōu)閮删碜兊墓收显\斷邏輯包括步驟有：
[0030] 4b_l)基于主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變保護(hù)動(dòng)作、主變所在廠站事故總動(dòng)作這三個(gè) 條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)在滿足主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作的前提條件下，若滿足主變保護(hù)動(dòng)作、主 變所在廠站事故總動(dòng)作這兩個(gè)條件中的任意一個(gè)條件，即可判斷主變發(fā)生故障；
[0031] 4b_2)基于主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變高壓側(cè)量測(cè)突變、主 變高壓側(cè)量測(cè)采樣值歸零這四個(gè)條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)同時(shí)滿足主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主 變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變高壓側(cè)量測(cè)突變、主變高壓側(cè)量測(cè)采樣值歸零這四個(gè)條件時(shí)，即可 判斷主變發(fā)生故障；
[0032] 所述主變?yōu)槿碜兊墓收显\斷邏輯包括步驟有：
[0033] 4b_3)基于主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變保護(hù)動(dòng)作、主變所在 廠站事故總動(dòng)作這四個(gè)條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)在滿足主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作或主變中壓側(cè)開(kāi) 關(guān)動(dòng)作的前提條件下，若滿足主變保護(hù)動(dòng)作、主變所在廠站事故總動(dòng)作這兩個(gè)條件中的任 意一個(gè)條件，即可判斷主變發(fā)生故障；
[0034] 4b_4)基于主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變中/低壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變高壓側(cè)量測(cè)突 變、主變高壓側(cè)量測(cè)采樣值歸零這四個(gè)條件進(jìn)行邏輯診斷；當(dāng)同時(shí)滿足主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng) 作、主變中/低壓側(cè)開(kāi)關(guān)動(dòng)作、主變高壓側(cè)量測(cè)突變、主變高壓側(cè)量測(cè)采樣值歸零這四個(gè)條 件時(shí)，即可