基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種故障定位方法，特別是涉及一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]智能變電站的二次回路不再是以電纜傳輸單一信號構(gòu)成的純電路結(jié)構(gòu)，而是以光纖數(shù)字通信為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)，每一根光纖中同時傳輸多路信號，無法再從外部直接的物理連線去分析整個回路，取而代之的則是二次虛擬回路。如何對二次回路進行監(jiān)測，以及當(dāng)回路發(fā)生故障時，如何快速的定位故障點，是智能變電站建設(shè)過程中急需解決的問題。
[0003]目前，智能變電站虛回路通信鏈路的監(jiān)視功能是在接收方完成的，在通信鏈路異常時，接收方將無法正常的接收數(shù)據(jù)，從而判斷通信鏈路發(fā)生了異常。但是實際上接收方無法直接判斷是鏈路的哪個環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，因為發(fā)送方光纖接口、通信鏈路或者接收方光纖接口都有可能發(fā)生異常。此外，由于通信鏈路的復(fù)雜性，常會產(chǎn)生大量告警報文；這些報文都是基于各裝置自身判斷做出的，運維人員面對這些分散的局部性質(zhì)的告警，很難快速精確定位故障點并盡快采取措施。因此，有必要研究可快速精確定位的智能變電站二次虛回路故障定位方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，可實現(xiàn)對智能變電站二次虛回路故障的監(jiān)視、判斷、診斷和故障定位，輔助運維人員快速發(fā)現(xiàn)故障、快速解決故障、快速恢復(fù)系統(tǒng)正常，從而保證電網(wǎng)安全可靠運行。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，包括以下步驟:
[0007]1)故障定位前的信息配置；
[0008]包括對“網(wǎng)采網(wǎng)跳”或“點采網(wǎng)跳”的智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)連接進行虛鏈路及物理鏈路建模，以及虛鏈路及物理鏈路的關(guān)聯(lián)映射配置；
[0009]2)定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點；
[0010]采用有向圖理論，對智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)連接進行模型抽象，抽象獲取有向連通圖，有向連通圖中的有向回路即為虛鏈路所承載的物理鏈路；根據(jù)接收側(cè)發(fā)出的通信鏈路異常信息，當(dāng)接收到虛鏈路發(fā)生故障時，啟動故障診斷定位系統(tǒng)，通過判斷虛鏈路的通斷狀態(tài)，不斷迭代承載通虛鏈路、斷虛鏈路的物理鏈路的差集，基于有向回路故障區(qū)域差分逼近推理，定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點位置。
[0011]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述步驟1)的虛鏈路及物理鏈路建模包括裝置及交換機的物理端口，以及裝置端口與交換機端口連接、交換機端口與交換機端口級聯(lián)。
[0012]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述步驟1)的虛鏈路及物理鏈路的關(guān)聯(lián)映射配置包括虛端子連接在接收端中定義了內(nèi)部信號的端口配置，以及虛端子開出信號的關(guān)聯(lián)端口配置。
[0013]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述步驟1)故障定位前的信息配置，具體是，
[0014]1-1)從智能變電站過程層組網(wǎng)信息的SCD文件中解析出過程層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和過程層GOOSE、SV信息虛回路，基于過程層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)鏈路實回路對象及其連接模型，基于過程層GOOSE、SV信息虛回路構(gòu)建虛鏈路及虛回路對象及其連接模型；
[0015]1-2)根據(jù)所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)鏈路實回路對象及其連接模型和虛鏈路及虛回路對象及其連接模型，實現(xiàn)虛回路和過程層網(wǎng)絡(luò)鏈路關(guān)聯(lián)映射，生成裝置間GOOSE、SV數(shù)據(jù)信息集經(jīng)過的物理路徑。
[0016]本發(fā)明進一步設(shè)置為:所述步驟2)定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點，具體為，
[0017]2-1)將智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)連接抽象成一張有向連通圖，該有向連通圖的頂點集合為所有虛回路涉及到的轉(zhuǎn)置端口與交換機端口集合，該有向連通圖的邊集合為所有過程層網(wǎng)絡(luò)連接線集合；
[0018]即將每一條虛鏈路所承載的物理鏈路表示為虛端子的開出信號所關(guān)聯(lián)映射的裝置物理端口到接收端的內(nèi)部信號所關(guān)聯(lián)映射的裝置物理端口的一條有向通路，可用物理端口序列{Pl，P2，P3，..........，Px}標(biāo)識承載虛鏈路Vx的實際物理鏈路，其中X為常數(shù)；
[0019]2-2)假設(shè)有虛鏈路Vi所經(jīng)過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pi}，有虛鏈路Vk所經(jīng)過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pk}，其中i<k ；
[0020]如果虛鏈路Vi狀態(tài)正常，而虛鏈路Vk狀態(tài)中斷，則根據(jù)V1、Vk經(jīng)過的物理鏈路所對應(yīng)的物理端口序列的差集，可初步斷定故障點在{Pi，..........，Pk}之間；
[0021]2-3)在故障診斷定位系統(tǒng)中查找另一條虛鏈路Vj所經(jīng)過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pi，..........，Pj}，結(jié)合虛鏈路Vj的狀態(tài)來進一步定位故障點；
[0022]若虛鏈路Vj狀態(tài)正常，則可進一步縮小范圍而斷定故障點在{Pj，..........，
Pk}之間，并將引起虛鏈路Vk中斷的故障點定位為{Pj，..........，Pk}之間而完成故障定位;
[0023]若虛鏈路Vj狀態(tài)中斷，則可推斷在{Pi，..........，Pj}之間存在故障點，從而可判斷引起虛鏈路Vk中斷的原因是由于{Pi，..........，Pj}之間的故障點引起的，并進入下一步；
[0024]2-4)繼續(xù)在{Pi，..........，Pj}之間重復(fù)步驟3)，逐步縮小故障范圍，逐步逼近故障點，直到完成故障定位為止，將引起虛鏈路Vk中斷的故障點定位為{Pi，..........，
Pn}之間，其中i〈n彡jo
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0026]1、在“網(wǎng)采網(wǎng)跳”或“點采網(wǎng)跳”的智能變電站環(huán)境下，實現(xiàn)了虛鏈路及物理鏈路建模，為虛回路的故障診斷定位提供模型基礎(chǔ)。
[0027]2、通過對虛鏈路與物理鏈路進行關(guān)聯(lián)映射配置，并采用有向圖理論，實現(xiàn)二次虛回路物理鏈路的有向圖表示，為虛回路故障診斷定位分析提供了數(shù)學(xué)支撐手段。
[0028]3、以虛鏈路狀態(tài)判斷端為起點，不斷迭代承載通虛鏈路、斷虛鏈路的實際物理鏈路的差集，基于差分逼近推理的方法，找到故障區(qū)域，縮小故障定位的范圍，得到引起虛鏈路故障的實際物理鏈路的位置。
[0029]4、通過反復(fù)迭代，逐步逼近，可實現(xiàn)對智能變電站二次虛回路故障的快速精確定位，輔助運維人員快速恢復(fù)變電站正常，從而保證電網(wǎng)安全可靠運行。
[0030]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)合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明故障定位方法的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明故障定位方法的實例示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0034]如圖1所示，一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，包括以下步驟:
[0035]1)故障定位前的信息配置；
[0036]包括對“網(wǎng)采網(wǎng)跳”或“點采網(wǎng)跳”的智能變電站過程層網(wǎng)絡(luò)連接進行虛鏈路及物理鏈路建模，以及虛鏈路及物理鏈路的關(guān)聯(lián)映射配置；其中，虛鏈路及物理鏈路建模包括裝置及交換機的物理端口，以及裝置端口與交換機端口連接、交換機端口與交換機端口級聯(lián)；虛鏈路及物理鏈路的關(guān)聯(lián)映射配置，根據(jù)Q/GDW 1396-2012《IEC 61850工程繼電保護應(yīng)用模型》，虛端子連接在接收端intAddr中定義了內(nèi)部信號的端口配置，但對于虛鏈路與物理鏈路的映射，還需要關(guān)聯(lián)映射虛端子開出信號的關(guān)聯(lián)端口。
[0037]如圖1所示，在進行基于有向回路故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位前，先要進行如下信息配置，具體是，
[0038]1-1)從智能變電站過程層組網(wǎng)信息的SCD文件中解析出過程層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)和過程層GOOSE、SV信息虛回路，基于過程層網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)鏈路實回路對象及其連接模型，基于過程層GOOSE、SV信息虛回路構(gòu)建虛鏈路及虛回路對象及其連接模型；
[0039]1-2)根據(jù)所構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)鏈路實回路對象及其連接模型和虛鏈路及虛回路對象及其連接模型，實現(xiàn)虛回路和過程層