本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，特別是涉及一種基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，屬于電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容相對(duì)較少，二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)采用SCADA的方式實(shí)現(xiàn)，僅僅實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的采集和監(jiān)視，沒有做到二次設(shè)備整個(gè)物理對(duì)象的狀態(tài)的可視化監(jiān)視，二次設(shè)備故障診斷也缺乏手段，二次設(shè)備檢修多以定期檢修為主，二次設(shè)備故障排查和運(yùn)維檢修的工作量較大。

智能變電站實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備的智能化、信息采集數(shù)字化和信息傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)化，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容較傳統(tǒng)變電站更為豐富，且諸如傳統(tǒng)二次回路也通過網(wǎng)絡(luò)化傳輸來實(shí)現(xiàn)，如此大量的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息如果仍采用傳統(tǒng)的SCADA方式實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)不直觀、不便于運(yùn)維人員對(duì)二次設(shè)備的全面而細(xì)致的監(jiān)視，同時(shí)基于傳統(tǒng)的SCADA方式實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)，僅僅包含了二次設(shè)備狀態(tài)信息模型，監(jiān)測(cè)信息零散，缺乏二次設(shè)備各信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，不便于以二次物理設(shè)備為單位進(jìn)行故障的綜合診斷和狀態(tài)評(píng)估。不能很好的適應(yīng)智能變電站快速發(fā)展的需要；因此，有必要開展基于信息物理融合的智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和診斷系統(tǒng)的研制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，解決智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)不直觀、不便故障診斷的問題，為智能變電站運(yùn)維人員提供一個(gè)智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷的平臺(tái)和技術(shù)手段，從而有效提升智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維效率和自動(dòng)化水平。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，包括二次設(shè)備多維狀態(tài)信息采集單元，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元，信息物理融合單元，二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)綜合監(jiān)視單元和二次設(shè)備故障診斷和綜合評(píng)估單元。

其中，所述二次設(shè)備多維狀態(tài)信息采集單元，用于采集二次設(shè)備的多維狀態(tài)信息，并將多維狀態(tài)信息傳輸給二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元。

其中，所述二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元，用于根據(jù)多維狀態(tài)信息，以IEC 61850狀態(tài)信息數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各類型二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的建模和監(jiān)測(cè)信息的交互通信。

其中，所述二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元，用于根據(jù)多維狀態(tài)信息，以設(shè)備對(duì)象為基礎(chǔ)，采用面向設(shè)備對(duì)象的模式，構(gòu)建描述二次設(shè)備物理對(duì)象的屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系的面向?qū)ο竽Ｐ汀?/p>

其中，所述信息物理融合單元，用于將與二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元所交互通信的監(jiān)測(cè)信息作為二次設(shè)備物理對(duì)象的狀態(tài)量屬性值，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元的關(guān)聯(lián)和融合。

其中，所述二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)綜合監(jiān)視單元，用于以多維狀態(tài)信息為基礎(chǔ)，通過以二次設(shè)備物理對(duì)象為單位，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備物理對(duì)象全狀態(tài)信息的融合監(jiān)視，以及二次設(shè)備物理對(duì)象關(guān)聯(lián)的融合監(jiān)視。

其中，所述二次設(shè)備故障診斷和綜合評(píng)估單元，用于以多維狀態(tài)信息為基礎(chǔ)，通過對(duì)二次設(shè)備物理狀態(tài)信息的綜合診斷評(píng)估，實(shí)現(xiàn)故障的關(guān)聯(lián)診斷和多維信息融合的判斷評(píng)估。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述多維狀態(tài)信息包括設(shè)備臺(tái)賬信息、狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息、通信鏈路信息、運(yùn)行狀態(tài)信息、自檢信息、異常告警信息、動(dòng)作信息、日志信息和故障錄波信息。

本發(fā)明進(jìn)一步設(shè)置為：所述面向?qū)ο竽Ｐ瓦€描述二次設(shè)備物理對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，以及二次設(shè)備狀態(tài)量和其關(guān)聯(lián)的一次設(shè)備電氣量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是：

1、與傳統(tǒng)變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)相比，不僅建立了二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元，還建立了二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元，并將監(jiān)測(cè)信息作為二次設(shè)備物理對(duì)象的狀態(tài)量屬性值，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元的關(guān)聯(lián)和融合，從而實(shí)現(xiàn)大量的多維度的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息的關(guān)聯(lián)融合和有效組織，使得基于二次設(shè)備物理對(duì)象下的各狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息不再是零散的、各自相對(duì)獨(dú)立的信息，而是基于統(tǒng)一的物理設(shè)備對(duì)象下的有關(guān)聯(lián)關(guān)系的物理信息。因此，信息物理融合單元所構(gòu)建的是真實(shí)反映二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理信息的全模型，為二次設(shè)備狀態(tài)的綜合監(jiān)視和故障診斷綜合評(píng)估提供了模型基礎(chǔ)。

2、基于二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的物理信息融合，實(shí)現(xiàn)了以二次設(shè)備對(duì)象為單位的二次設(shè)備狀態(tài)綜合監(jiān)視，二次設(shè)備狀態(tài)不在是傳統(tǒng)的以零散的SCADA狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)視的模式，而是以二次設(shè)備物理對(duì)象為單位的綜合監(jiān)視，在系統(tǒng)界面上，查看任何一個(gè)設(shè)備，可以監(jiān)視到該設(shè)備的所有狀態(tài)的信息；同時(shí)，由于各狀態(tài)信息之間存在著關(guān)聯(lián)關(guān)系，因此可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)狀態(tài)之間的綜合監(jiān)視，在監(jiān)視二次設(shè)備某一物理狀態(tài)時(shí)，可以很方便的監(jiān)視到與之存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的其他狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息；同時(shí)在同一視窗內(nèi)，還能實(shí)現(xiàn)存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的多維數(shù)據(jù)的綜合監(jiān)視，通過綜合監(jiān)視，更利于實(shí)現(xiàn)對(duì)二次設(shè)備物理狀態(tài)的綜合監(jiān)視、判斷和評(píng)估。因此，解決了智能變電站大量信息綜合監(jiān)視的不方便、不直觀、缺乏關(guān)聯(lián)監(jiān)視的難題。

3、基于二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的物理信息融合，不僅實(shí)現(xiàn)了以二次設(shè)備對(duì)象為單位的二次設(shè)備狀態(tài)綜合監(jiān)視，還實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備物理對(duì)象之間關(guān)聯(lián)的綜合監(jiān)視。智能變電站二次虛回路代替了傳統(tǒng)二次回路，二次軟壓板代替了傳統(tǒng)的硬壓板，若仍然采用傳統(tǒng)的以零散的SCADA狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)視的模式，將無法直觀的反映智能變電站物理世界各二次設(shè)備之間連接回路的狀態(tài)監(jiān)視。因此，基于二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的物理信息融合，以物理對(duì)象為單位，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備物理對(duì)象連接回路狀態(tài)監(jiān)視，可以直觀的展示智能變電站二次設(shè)備的回路狀態(tài)和壓板狀態(tài)，為智能變電站運(yùn)維人員的物理虛回路對(duì)象的綜合監(jiān)視提供了技術(shù)手段，有效提升的智能變電站虛回路監(jiān)視的效率，保證了智能變電站二次設(shè)備運(yùn)維操作的安全可靠。

4、基于二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的物理信息融合，二次設(shè)備故障診斷不再是基于零散的信息監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，而是可以基于真實(shí)反映物理世界，并存在關(guān)聯(lián)關(guān)系的物理對(duì)象狀態(tài)信息，通過對(duì)二次設(shè)備物理狀態(tài)信息的綜合診斷評(píng)估，可以實(shí)現(xiàn)故障的關(guān)聯(lián)判斷和多維信息的融合判斷，如實(shí)現(xiàn)同源數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析，關(guān)聯(lián)信息的狀態(tài)互診斷等方式，可提高二次設(shè)備故障診斷評(píng)估的自動(dòng)化和智能化水平，提升二次設(shè)備運(yùn)維的效率和自動(dòng)化水平。因此可為實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)檢修奠定基礎(chǔ)。

上述內(nèi)容僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)的信息物理融合示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示的一種基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，包括二次設(shè)備多維狀態(tài)信息采集單元，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元，信息物理融合單元，二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)綜合監(jiān)視單元和二次設(shè)備故障診斷和綜合評(píng)估單元。

其中，所述二次設(shè)備多維狀態(tài)信息采集單元，用于采集二次設(shè)備的多維狀態(tài)信息，并將多維狀態(tài)信息傳輸給二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元。所述多維狀態(tài)信息包括設(shè)備臺(tái)賬信息、狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息、通信鏈路信息、運(yùn)行狀態(tài)信息、自檢信息、異常告警信息、動(dòng)作信息、日志信息和故障錄波信息。

其中，所述二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元，用于根據(jù)多維狀態(tài)信息，以IEC 61850狀態(tài)信息數(shù)據(jù)集為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)各類型二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的建模和監(jiān)測(cè)信息的交互通信。

其中，所述二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元，用于根據(jù)多維狀態(tài)信息，以設(shè)備對(duì)象為基礎(chǔ)，采用面向設(shè)備對(duì)象的模式，構(gòu)建描述二次設(shè)備物理對(duì)象的屬性和關(guān)聯(lián)關(guān)系、二次設(shè)備物理對(duì)象之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、以及二次設(shè)備狀態(tài)量和其關(guān)聯(lián)的一次設(shè)備電氣量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系的面向?qū)ο竽Ｐ汀?/p>

其中，所述信息物理融合單元，用于將與二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元所交互通信的監(jiān)測(cè)信息作為二次設(shè)備物理對(duì)象的狀態(tài)量屬性值，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型單元和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)物理模型單元的關(guān)聯(lián)和融合，如圖2所示。

其中，所述二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)綜合監(jiān)視單元，用于以多維狀態(tài)信息為基礎(chǔ)，通過以二次設(shè)備物理對(duì)象為單位，實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備物理對(duì)象全狀態(tài)信息的融合監(jiān)視，以及二次設(shè)備物理對(duì)象關(guān)聯(lián)的融合監(jiān)視。

其中，所述二次設(shè)備故障診斷和綜合評(píng)估單元，用于以多維狀態(tài)信息為基礎(chǔ)，通過對(duì)二次設(shè)備物理狀態(tài)信息的綜合診斷評(píng)估，實(shí)現(xiàn)故障的關(guān)聯(lián)診斷和多維信息融合的判斷評(píng)估。

本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)在于，提出了構(gòu)建二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息模型和物理模型，將二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息作為二次設(shè)備物理對(duì)象的狀態(tài)量，實(shí)現(xiàn)了二次設(shè)備狀態(tài)信息模型和二次設(shè)備物理對(duì)象模型的關(guān)聯(lián)和融合。并基于二次設(shè)備狀態(tài)信息和物理信息的融合，可以通過分析二次設(shè)備物理狀態(tài)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系以及二次設(shè)備狀態(tài)量和其關(guān)聯(lián)的一次設(shè)備電氣量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)以二次設(shè)備物理對(duì)象為單位的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的綜合監(jiān)視和故障診斷綜合評(píng)估。

而且，本發(fā)明提供的基于信息物理融合的二次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)，支持基于IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)的二次設(shè)備各類狀態(tài)信息的接入，凡是滿足二次設(shè)備信息標(biāo)準(zhǔn)化模型的智能變電站二次設(shè)備均可采用該系統(tǒng)進(jìn)行二次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)和故障診斷，具有很強(qiáng)的通用性。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。