電網故障信息自動采集與發布裝置的制造方法
【專利摘要】本發明提供一種電網故障信息自動采集與發布裝置，包括：中央處理器、遙信采集模塊、邏輯判斷模塊、遙測采集模塊、故障信息輸出模塊、通信接口；通過遙信采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙信信號，通過遙測采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙測信號，并通過邏輯判斷模塊對采集的信息進行分析；當電網系統發生故障時，中央處理器將采集的信息與邏輯判斷模塊設定的判據進行比較，以確定是否確實發生電網故障；并通過遙測采集模塊，對故障設備遙測量與設備當前狀態進行返校，返校正確后由故障信息輸出模塊將具體故障信息通過通信接口推送至調控日志系統。本裝置可大減少調控員事故處理時間，提高調控員事故處理效率。
【專利說明】
電網故障信息自動采集與發布裝置
技術領域
[0001]本發明涉及電路系統自動化領域，尤其是一種電網故障信息采集發布裝置。
【背景技術】
[0002]我國目前當電力系統發生故障時，相關設備故障信號及保護動作信號會上送至調控中心調度自動化系統(EMS系統)，調控員通過人工識別分析調度自動化系統內相關告警信號，將人工將事故信息錄入調控日志系統(0MS系統)。
[0003]當發生惡劣天氣或地質災害時，電網往往會伴隨大量的異常以及事故，此時調度自動化系統內會有大量的事故信號、異常信號、遙測變化信息，通過人工逐一對信號進行分析識別并錄入調控日志系統，耗時較長、智能化程度較低、并大大降低調控員事故處理效率。

【發明內容】

[0004]本發明的目的在于克服現有技術中存在的不足，提供一種電網故障信息自動采集與發布裝置，實現對調度自動化系統內電網設備故障信息自動分析識別，并自動將相關故障記錄推送錄入調控日志系統，大大減少調控員事故處理時間，提高調控員事故處理效率。本發明采用的技術方案是:
一種電網故障信息自動采集與發布裝置，包括:中央處理器、遙信采集模塊、邏輯判斷模塊、遙測采集模塊、故障信息輸出模塊、通信接口 ；
遙信采集模塊與遙測采集模塊通過通信接口連接調度自動化系統;故障信息輸出模塊通過通信接口連接調控日志系統；
通過遙信采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙信信號，通過遙測采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙測信號，并通過邏輯判斷模塊對采集的信息進行分析；當電網系統發生故障時，中央處理器將采集的信息與邏輯判斷模塊設定的判據進行比較，以確定是否確實發生電網故障;并通過遙測采集模塊，對故障設備遙測量與設備當前狀態進行返校，返校正確后由故障信息輸出模塊將具體故障信息通過通信接口推送至調控日志系統。
[0005]具體地，
當發生線路故障時，遙信采集模塊收到調度自動化系統內的線路開關變位信號后，分析判斷該變位開關所在間隔是否對應存在變位開關所在線路的線路保護動作信號，如果線路開關變位信號表示該開關由合閘位置變位為分閘位置且同時伴有變位開關所在線路的線路保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、線路開關變位信號和變位開關所在線路的線路保護動作信號，則判斷為線路跳閘故障；
然后通過遙信信號判斷變位開關重合閘是否成功:當遙信采集模塊收到調度自動化系統內的重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘狀態則重合閘成功;如收到重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘-分閘狀態則重合不成功； 當分析識別線路故障信息后，對當前線路狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將線路故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。
[0006]進一步地，發生線路故障時的返校具體包括:
當線路重合成功時，遙測信息表示線路上存在電流顯示且線路電壓等于線路所在母線電壓則返校一致；
當線路重合不成功時，線路上的電壓與電流均為零則返校一致。
[0007]進一步地，線路故障信息的記錄內容包括:線路故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、具體線路名稱、開關跳閘情況、保護動作情況;保護動作情況中包含線路保護動作情況、重合成功或不成功的情況。
[0008]具體地，
當發生母線故障時，母線保護動作信號及母線上所接所有開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統；遙信采集模塊收到調度自動化系統內的母線上所接開關跳閘變位信號后，分析判斷母線上所接變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在母線的母線保護動作信號，如果開關跳閘變位信號表示母線上所接開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有變位開關所在母線的母線保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、母線上所接開關跳閘變位信號和變位開關所在母線的母線保護動作信號，則判斷為母線跳閘故障；
當分析識別母線故障信息后，對當前母線狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將母線故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。
[0009]進一步地，發生母線故障時的返校具體包括:
母線電壓遙測量Ua、Ub、Uc相電壓均為零則返校一致。
[0010]進一步地，母線故障信息的記錄內容包括:母線故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、母線保護動作情況。
[0011]具體地，
當發生主變故障時，主變保護動作信號及主變各側開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統;遙信采集模塊收到調度自動化系統內的主變的開關跳閘變位信號后，分析判斷主變的變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在側的主變保護動作信號，如果主變的開關跳閘信號表示主變一側或多側的開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有主變相應側的主變保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、主變一側或多側的開關跳閘信號和主變相應側的主變保護動作信號，則判斷為主變跳閘故障；
當分析識別主變故障信息后，對當前主變狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將主變故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。
[0012]進一步地，發生主變故障時的返校具體包括:
主變有功功率P、無功功率Q遙測量均為零則返校一致。
[0013]進一步地，主變故障信息的記錄內容包括:主變故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、主變保護動作情況。
[0014]本發明的優點在于:通過該電網故障信息自動采集與發布裝置，將故障信息由目前的“人工分析錄入型”上升為“全自動智能型”，實現對調度自動化系統內電網設備故障信息自動分析識別，并自動將相關信號推送錄入調控日志系統，大大減少調控員事故處理時間，提高調控員事故處理效率。
[0015]I)本裝置與調度自動化系統、調控日志系統相互獨立，只需通過通信接口交互信息。
[0016]2)適用范圍廣(適用于所有電網故障)，方便操作、維護。
[0017]3)減少人工干預，實現全自動智能化，大幅提高工作效率及事故處理效率。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發明的結構組成示意圖。
[0019]圖2為本發明實施例變電站示意圖。
[0020]圖3為本發明的各模塊工作流程圖。
[0021 ]圖4a為本發明的發生線路故障時故障邏輯判斷示意圖。
[0022]圖4b為本發明的發生線路故障時返校示意圖。
[0023]圖5a為本發明的發生母線故障時故障邏輯判斷示意圖。
[0024]圖5b為本發明的發生母線故障時返校示意圖。
[0025]圖6a為本發明的發生主變故障時故障邏輯判斷示意圖。
[0026]圖6b為本發明的發生主變故障時返校示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0028]本發明提出的電網故障信息自動采集與發布裝置，如圖1所示，包括:中央處理器
1、遙信采集模塊2、邏輯判斷模塊3、遙測采集模塊4、故障信息輸出模塊5、通信接口 6;其中通信接口 6采用基于IEC61970/61968的信息交互總線;遙信采集模塊與遙測采集模塊通過通信接口連接調度自動化系統;故障信息輸出模塊通過通信接口連接調控日志系統；
電網系統以如圖2所示的一個變電站為例進行說明，圖2為變電站主要接線圖，設備包含了母線、線路、主變、開關等；
母線如圖2中的正母和副母所示;線路如圖2中的美津765線、美楊369線等所示;主變如圖2中的#1主變、#2主變所示；主變指主變壓器；圖2中的開關采用小矩形表示，實心的小矩形表示合閘狀態的開關，空心的小矩形表示分閘狀態的開關，線路上的開關以其所在線路的名字命名，如美津765線上的美津765開關；圖2中的雷電符號表示設備故障，如故障Kl?K5；
在變電站內，每個設備都有對應的繼電保護裝置，當設備發生故障時，相應設備的繼電保護裝置動作，跳開設備對應的開關，同時相應的保護動作信號及開關變位信號均能上送至調控中心調度自動化系統(EMS);
電力系統中有大量不同類型的電力設備，本發明主要以電力系統最常見的線路故障、母線故障以及主變故障進行信號采集研究。
[0029]上送至調度自動化系統內的遙信信號包括事故總信號、保護動作信號和開關變位信號；
事故總信號包含了變電站全站事故總信號以及間隔事故總信號，正常當電網發生事故時，全站事故總信號和間隔事故總信號均能正常發信;全站事故總信息包含電壓等級，變電站名稱等信息(例:220kV甲變電站事故總)，間隔事故總包含電壓等級，變電站名稱，設備間隔名稱等信息(例220kV甲變電站IlOkV某某開關間隔事故總);本文中的間隔是指電網中某兩點之間的區段，比如美津765開關所在的間隔就是IlOkv正母與美津765線連接點至美津765線上零號桿塔(該線路上第一個桿塔)之間的區段；
保護動作信號包含了各種類型電力設備的繼電保護動作信號，主要包含電壓等級、變電站名稱、設備間隔名稱等信息；保護動作信號主要分為主變保護動作信號(主變差動保護、主變重瓦斯保護、主變后備保護等)、線路保護動作信號(線路主保護、線路后備保護、重合閘等)、母線保護動作信號(母線差動保護等)等主要設備保護信號。(例:220kV甲變電站I號主變差動保護出口)。
[0030]開關變位信號包含了電力系統內開關分合閘狀態的變化。包含了電壓等級、變電站名稱、設備名稱等信息(例:220kV甲變電站IlOkV某某開關分閘)。
[0031]電網正常運行時，除設備操作外，不會有開關分合閘變位信號。
[0032]如圖3所示，正常運行情況下，通過遙信采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙信信號，通過遙測采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙測信號，并通過邏輯判斷模塊對采集的信息進行分析；當電網系統發生故障時，中央處理器將采集的信息與邏輯判斷模塊設定的判據進行比較，以確定是否確實發生電網故障;并通過遙測采集模塊，對故障設備遙測量與設備當前狀態進行返校，返校正確后由故障信息輸出模塊將具體故障信息通過通信接口推送至調控日志系統。
[0033](—)當發生線路故障時，如圖2中的故障Kl?K4所示;線路故障邏輯判斷和返校如圖4a和圖仙所示；
當發生線路故障時，變電站現場對應線路的繼電保護動作(線路主保護、線路后備保護等)，跳開對應線路開關，同時線路保護動作信號及線路開關變位信號上傳至調度自動化系統(EMS)。
[0034]當遙信采集模塊收到調度自動化系統內遙信變位告警表中的線路開關變位信號后(對應線路開關從合閘位置到分閘位置)，分析判斷該變位開關所在間隔是否對應存在變位開關所在線路的線路保護動作信號，如果線路開關變位信號表示該開關由合閘位置變位為分閘位置且同時伴有變位開關所在線路的線路保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍(比如10秒)內收到了事故總信號、線路開關變位信號和變位開關所在線路的線路保護動作信號，則判斷為線路跳閘故障；
然后通過遙信信號判斷變位開關重合閘是否成功:繼電保護裝置將自動進行線路開關的重合閘，且向調度自動化系統發出重合閘出口信號，當遙信采集模塊收到調度自動化系統內的重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘狀態則重合閘成功;如收到重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘-分閘狀態則重合不成功；
當分析識別線路故障信息后，對當前線路狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對；當線路重合成功時，遙測信息表示線路上存在電流顯示且線路電壓等于線路所在母線電壓則返校一致；當線路重合不成功時，線路上的電壓與電流均為零則返校一致;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將線路故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，貝Ij不輸出相關記錄內容。
[0035]線路故障信息的記錄內容包括:線路故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、具體線路名稱、開關跳閘情況、保護動作情況等；例:2016年X月XX日16:00 220kV甲變電站I 1kV美津765線路保護動作，開關跳閘，重合成功(重合不成)。
[0036](二)當發生母線故障時，母線故障邏輯判斷和返校如圖5a和圖5b所示；
當發生母線故障時，變電站內故障母線繼電保護動作(母線差動保護動作)，跳開該母線上所接所有開關。同時母線保護動作信號及母線上所接所有開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統(EMS);當本發明的遙信采集模塊收到調度自動化系統內的母線上所接開關跳閘變位信號后，分析判斷母線上所接變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在母線的母線保護動作信號，如果開關跳閘變位信號表示母線上所接開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有變位開關所在母線的母線保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍(比如10秒)內收到了事故總信號、母線上所接開關跳閘變位信號和變位開關所在母線的母線保護動作信號，則判斷為母線跳閘故障；
當分析識別母線故障信息后，對當前母線狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對；當母線跳閘時，該母線電壓遙測量Ua、Ub、Uc相電壓應均為零，則表示返校一致。如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將母線故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統(0MS)，如果返校不一致，存在設備誤發信可能，則不輸出相關記錄內容。
[0037]母線故障信息的記錄內容包括:母線故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、母線保護動作情況等。例2016年X月XX日16:00 220kV甲變電站IlOkV母差保護動作，I 1kV美津765、I號主變I 1kV側701開關跳閘(該母線上所有運行開關)。
[0038](三)當發生主變故障時，如圖2中的故障K5所示;主變故障邏輯判斷和返校如圖6a和圖6b所示；
當發生主變故障時，變電站內故障主變繼電保護動作(主變差動保護、主變重瓦斯保護、主變后備保護等)，跳開該主變各側開關(如開關2502、702、302)。同時主變保護動作信號及主變各側開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統(EMS)。當本發明的遙信采集模塊收到調度自動化系統內的主變的開關跳閘變位信號后，分析判斷主變的變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在側的主變保護動作信號，如果主變的開關跳閘信號表示主變一側或多側的開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有主變相應側的主變保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、主變一側或多側的開關跳閘信號和主變相應側的主變保護動作信號，則判斷為主變跳閘故障；
當分析識別主變故障信息后，對當前主變狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對；當主變跳閘時，該主變有功功率P、無功功率Q遙測量應均為零。如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將主變故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，存在設備誤發信可能，則不輸出相關記錄內容。
[0039]主變故障信息的記錄內容包括主變故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、主變保護動作情況等。例2016年X月XX日16:00 220kV甲變電站2號主變保護動作，2號主變220kV側2502、2號主變IlOkV側702、2號主變35kV側302開關跳閘(該主變各側開 O
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【主權項】
1.一種電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于，包括:中央處理器、遙信采集模塊、邏輯判斷模塊、遙測采集模塊、故障信息輸出模塊、通信接口 ； 遙信采集模塊與遙測采集模塊通過通信接口連接調度自動化系統;故障信息輸出模塊通過通信接口連接調控日志系統； 通過遙信采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙信信號，通過遙測采集模塊實時采集調度自動化系統內的遙測信號，并通過邏輯判斷模塊對采集的信息進行分析；當電網系統發生故障時，中央處理器將采集的信息與邏輯判斷模塊設定的判據進行比較，以確定是否確實發生電網故障;并通過遙測采集模塊，對故障設備遙測量與設備當前狀態進行返校，返校正確后由故障信息輸出模塊將具體故障信息通過通信接口推送至調控日志系統。2.如權利要求1所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 當發生線路故障時，遙信采集模塊收到調度自動化系統內的線路開關變位信號后，分析判斷該變位開關所在間隔是否對應存在變位開關所在線路的線路保護動作信號，如果線路開關變位信號表示該開關由合閘位置變位為分閘位置且同時伴有變位開關所在線路的線路保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、線路開關變位信號和變位開關所在線路的線路保護動作信號，則判斷為線路跳閘故障； 然后通過遙信信號判斷變位開關重合閘是否成功:當遙信采集模塊收到調度自動化系統內的重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘狀態則重合閘成功;如收到重合閘出口信號，且再次收到的線路開關變位信號表示變位開關為分閘-合閘-分閘狀態則重合不成功； 當分析識別線路故障信息后，對當前線路狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將線路故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。3.如權利要求2所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 發生線路故障時的返校具體包括: 當線路重合成功時，遙測信息表示線路上存在電流顯示且線路電壓等于線路所在母線電壓則返校一致； 當線路重合不成功時，線路上的電壓與電流均為零則返校一致。4.如權利要求2所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 線路故障信息的記錄內容包括:線路故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、具體線路名稱、開關跳閘情況、保護動作情況;保護動作情況中包含線路保護動作情況、重合成功或不成功的情況。5.如權利要求1所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 當發生母線故障時，母線保護動作信號及母線上所接所有開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統；遙信采集模塊收到調度自動化系統內的母線上所接開關跳閘變位信號后，分析判斷母線上所接變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在母線的母線保護動作信號，如果開關跳閘變位信號表示母線上所接開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有變位開關所在母線的母線保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、母線上所接開關跳閘變位信號和變位開關所在母線的母線保護動作信號，則判斷為母線跳閘故障； 當分析識別母線故障信息后，對當前母線狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將母線故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。6.如權利要求5所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 發生母線故障時的返校具體包括: 母線電壓遙測量Ua、Ub、Uc相電壓均為零則返校一致。7.如權利要求5所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 母線故障信息的記錄內容包括:母線故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、母線保護動作情況。8.如權利要求1所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 當發生主變故障時，主變保護動作信號及主變各側開關跳閘變位信號均上傳至調度自動化系統;遙信采集模塊收到調度自動化系統內的主變的開關跳閘變位信號后，分析判斷主變的變位開關所在間隔是否對應有變位開關所在側的主變保護動作信號，如果主變的開關跳閘信號表示主變一側或多側的開關由合閘位置變位為分閘位置，同時伴有主變相應側的主變保護動作信號，且遙信采集模塊在設定時間范圍內收到了事故總信號、主變一側或多側的開關跳閘信號和主變相應側的主變保護動作信號，則判斷為主變跳閘故障； 當分析識別主變故障信息后，對當前主變狀態與通過遙測信號得到的遙測信息進行返校比對;如果返校一致，則通過故障信息輸出模塊將主變故障信息的記錄內容輸出至調控日志系統，如果返校不一致，則不輸出相關記錄內容。9.如權利要求8所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 發生主變故障時的返校具體包括: 主變有功功率P、無功功率Q遙測量均為零則返校一致。10.如權利要求8所示的電網故障信息自動采集與發布裝置，其特征在于， 主變故障信息的記錄內容包括:主變故障發生時間、電壓等級、變電站名稱、開關跳閘情況、主變保護動作情況。
【文檔編號】H04L12/24GK105871645SQ201610428779
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年6月16日
【發明人】徐曉峰, 朱斌, 吳奕, 劉翌, 熊浩, 蔣宇, 吳海斌, 陳蘇華, 劉仲
【申請人】國網江蘇省電力公司無錫供電公司, 國網江蘇省電力公司, 國家電網公司