CN102496930A - 一种保护装置内部动作逻辑远程反演方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出将继电保护装置内部动作逻辑相关的中间节点信息远程上送，并结合可视化逻辑图反演电网故障时保护内部逻辑过程的实现方法，应用于电网故障信息***，包括以下步骤：在电网发生故障时，继电保护装置内部逻辑运行信息生成详细描述故障的中间节点文件；通过IEC61850-8-1规约，继电保护装置将中间节点文件、故障录波COMTRADE文件上送到远方故障信息主站；可视化应用模块加载中间节点文件、保护逻辑图形文件、COMTRADE故障录波文件演示整个故障过程中保护逻辑运行情况。本发明为电力***的事故反演提供了直观的观测手段，并对事故定位和故障分析提供了快速、准确、高效的信息化途径，使继电保护设备动作过程透明化，更具直观性。

Description

一种保护装置内部动作逻辑远程反演方法

技术领域

本发明属于电力***调度自动化领域，特别是电网继电保护及故障信息***中，为回放电网故障过程，迅速定位故障原因提供方法。

背景技术

目前复杂电网故障后，继电保护设备动作后生成的故障录波文件COMTRADE仅能表示继电保护设备对事故的判断结果或逻辑执行结果，而对于继电保护设备内部如何做出最后的判断结果并无相应的信息表示，这无法满足电网复杂故障的分析需求。如果能够将继电保护设备在跳闸前后的内部逻辑的中间状态，对模拟量的中间计算过程以及对数字量的中间判断过程通过可视化的方式展现出来，并结合COMTRADE文件进行分析，这将会使保护动作过程更加完整和透明，有助于对故障的定位和分析。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上问题，本发明提出了一种基于继电保护装置中间节点实现智能保护装置内部动作逻辑远程反演的方法。

本发明具体采用以下技术方案：

一种继电保护装置内部动作逻辑远程反演的方法，所述方法基于继电保护装置中间节点实现远程反演，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)继电保护装置记录电网故障保护动作过程中事故发生前到事故结束时整个过程中间节点变化信息，生成中间节点文件；其中所述中间节点变化信息包括继电保护装置在跳闸前的内部逻辑的中间状态、中间计算过程、事故判断结果、逻辑执行结果和电压、电流、功率等模拟量在内的变化时刻的重要数据；

b)将所述中间节点文件采用与其对应故障录波COMTRADE文件同名的方式来保持两者之间的关联关系，并且和COMTRADE文件存放在相同的目录中，向故障信息***后台提供对中间节点文件以及与其对应录波COMTRADE文件的访问和获取手段；

c)用逻辑图编辑软件根据中间节点文件所包含的保护元件信息及不同类别的保护原理绘制保护运行逻辑图，并生成XML格式逻辑图文件，并保存在所述继电保护装置中；

d)通过IEC61850-8-1规约，继电保护装置将所述中间节点文件、故障录波COMTRADE文件以及所述逻辑图文件上送到远方故障信息主站；

e)在故障信息主站通过中间节点文件的自描述文件“des”实现对数据文件“mid”的自解释，将保护运行逻辑图和故障录波波形图结合显示，通过手动或自动移动录波波形图上与时标轴对应的光标线，将光标所定位时刻的中间节点变化信息上送至保护运行逻辑图中，反映该时刻中间节点所对应的保护元件状态信息和模拟量有效值及保护元件间的逻辑关系，从而演示整个故障过程中保护内部逻辑运行情况。

所述步骤(a)中，继电保护装置在故障发生前后将内部逻辑信息存成一定格式的中间节点文件，所述中间节点文件由自描述文件“des”和数据文件“mid”组成；自描述文件“des”是以ASCII编码的文本文件，用于说明数据文件“mid”的格式，其中自描述文件“des”包括：序号、模拟量名称、模拟量数据类型、模拟量量纲、开关量名称和开关量数据类型；“mid”数据文件格式内容为：相对时标、模拟量通道值和开关量。本发明具有以下有益效果：

基于IEC61850技术的可视化高级应用以中间节点文件和COMTRADE文件为数据源，为整个电力***的事故反演提供了直观的观测手段，并对事故定位和故障分析提供了快速、准确、高效的信息化途径，使继电保护设备动作过程透明化，更具直观性。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本发明再作进一步详细的说明：

图1是动作逻辑远程反演流程图；

图2是中间节点格式文件；

图3是中间节点存储目录结构；

图4中间文件传输流程图；

图5逻辑视图实例存储结构；

图6FBD图形元件存储结构。

具体实施方式

本发明提供了一种基于继电保护装置中间节点实现保护内部动作逻辑远程反演的方法，如图1所示为本发明方法的流程图。所述方法包括以下步骤：

一、继电保护装置记录电网故障保护动作过程中事故发生前到事故结束时整个过程中间节点变化信息，生成中间节点文件；

其中所述中间节点变化信息包括继电保护设备在跳闸前的内部逻辑的中间状态、中间计算过程、事故判断结果、逻辑执行结果和状态变化时刻重要模拟量；中间节点文件由自描述文件“des”和数据文件“mid”组成，“des”文件是以ASCII编码的文本文件，用于说明数据文件“mid”的格式，包括：序号、模拟量名称、模拟量数据类型、模拟量量纲、开关量，名称和开关量数据类型；“mid”数据文件格式内容为：相对时标、模拟量通道值和开关量。

如图2所示为中间节点文件格式文件示意图。

1、继电保护装置保护中间节点描述内容：

继电保护装置记录电网故障保护动作过程中事故发生前到事故结束时整个过程中间状态变化信息，包括：继电保护设备在跳闸前的内部逻辑的中间状态、中间计算过程、事故判断结果或者逻辑执行结果和状态变化时刻重要模拟量信息，生成中间节点文件。

2、继电保护装置保护中间节点设计原则：

对于一些动作时间长、动作元件多，保护分散录波一般无法记录整个故障过程的电流电压量，且保护含有电流元件、复压元件、方向元件等多个动作元件，每个元件的动作特性都会影响到保护的最终动作行为。为方便现场故障分析，在保护分散录波中增加中间节点，清楚的记录整个故障过程中保护各个保护元件的动作行为(在每个元件的动作状态发生变化时进行记录)。

对于某些以单一电流或电压量为动作判据的简单保护，因为结合保护分散录波与集中录波的电流、电压特性，即可简单的明了其动作行为是否正确，不再设置中间节点。

3、继电保护装置保护中间节点的构成：

中间节点文件由自描述文件“des”和数据文件“mid”组成。“des”文件是以ASCII编码的文本文件，用于说明数据文件“mid”的格式，包括：序号、模拟量名称、模拟量数据类型、模拟量量纲、开关量(数字量)名称和开关量(数字量)数据类型。“mid”数据文件格式内容为：相对时标、模拟量通道值(按照“des”文件中的顺序排列)和开关量(按照“des”文件中的顺序排列)(如附图2)。

二、将所述中间节点文件采用与其对应故障录波COMTRADE文件同名的方式来保持两者之间的关联关系，并存放在继电保护设备Server的逻辑根目录下的录波文件存储COMTRADE子目录中，向故障信息***后台提供对中间节点文件以及与其对应录波COMTRADE文件的访问和获取手段。

如图3所示为中间节点存储目录结构。

中间节点文件和故障录波文件存储于磁盘Root根目录下的COMTRADE子目录中，具体文件如下：

1.Template_RCD_4633_20110111_14224_438.hdr为故障简报文件，包含保护动作信息的描述；

2.Template_RCD_4633_20110111_14224_438.cfg为故障录波配置文件；

3.Template_RCD_4633_20110111_14224_438.dat为故障录波数据文件；

4.Template_RCD_4633_20110111_14224_438.des为中间节点描述文件；

5.Template_RCD_4633_20110111_14224_438.mid为中间节点数据文件。

三、用逻辑图编辑软件根据中间节点所包含的保护元件信息及不同类别的保护原理绘制保护运行逻辑图，并生成格式逻辑图文件，并保存在所述继电保护设备中；

如图5所示逻辑视图实例存储结构。

1、逻辑图设计原则遵循IEC61131-3工业自动化控制***国际标准。文件中的各元素的具体意义如下：

.Workspace组：工作区，用于记录图形元件间的关系及其在逻辑图形中的位置；

WaveTable组：记录逻辑图中出现的中间节点开关量和模拟量资源信息；

Content组：ID为工作区Id，name工作区名称。

2、逻辑图元采用IEC61131-3标准的FBD功能块图来描述功能块和程序的行为特征，如图6FBD图形元件存储结构。

Group：元件组，sID为组编号(不重复)，name为组名称；

Content：元件，sID为元件编号(不重复)，group等于组编号，name为元件名称，Input为元件左侧输入参数数目，Output为元件右侧输出参数数目(首个输出类型必须为状态)，Pravite为参数表方式输入的参数数目。

四、通过IEC61850-8-1规约，继电保护装置将所述中间节点文件、故障录波COMTRADE文件以及所述逻辑图文件上送到远方故障信息主站。中间节点文件和保护逻辑图文件的传输是通过IEC61850规约中的目录获取服务(GetServerDirectoryFile)、文件读取服务(GetFile)；

中间文件传输流程如附图4所示。

继电保护设备在生成COMTRADE录波文件同时生成中间节点文件，文件全部生成后再发送RcdMade(录波文件完成)信号，信息后台收到RcdMade信号后召唤指定目录(COMTRADE子目录)中的COMTRADE录波文件和中间节点文件。

五、可视化应用模块加载中间节点文件、COMTRADE录波文件、保护逻辑图文件，以逻辑图的形式直观形象的反演保护动作过程。

可视化应用模块将保护逻辑图和故障录波波形图结合显示，通过手动移动录波波形图上与时标轴对应的光标线，将该时刻中间节点状态送至逻辑图中，逻辑图中各保护元件状态根据中间节点的状态变化，同时显示该时刻的模拟量有效值、保护动作列表。动作前开关量状态、动作后开关量状态、动作相关定值。可视化应用同时提供自动播放功能，在保护逻辑图上形象直观的展示继电保护设备的整个动作过程，以及继电保护设备事故前后的开关量状态、相关定值信息。

通过中间节点文件的数据支持，可视化高于应用展现出保护逻辑中间状态，从而可以推算出保护逻辑执行结果，并与真实的动作行为作对比，实现事故追忆。

这样大大提高了故障分析的效率和准确性，并且显著增加了继电保护设备动作行为分析的可靠性。为整个电网的继电保护设备维护、事故反演等提供了直观的观测手段，并对事故分析和故障定位提供了有效可靠的信息途径。

Claims (3)

1.一种继电保护装置内部动作逻辑远程反演的方法，所述方法基于继电保护装置中间节点实现远程反演，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

a)继电保护装置记录电网故障保护动作过程中事故发生前到事故结束时整个过程中间节点变化信息，生成中间节点文件；其中所述中间节点变化信息包括继电保护装置在跳闸前的内部逻辑的中间状态、中间计算过程、事故判断结果、逻辑执行结果和电压、电流、功率等模拟量；

b)将所述中间节点文件采用与其对应故障录波COMTRADE文件同名的方式来保持两者之间的关联关系，并且和COMTRADE文件存放在相同的目录中，向故障信息***后台提供对中间节点文件以及与其对应录波COMTRADE文件的访问和获取手段；

c)用逻辑图编辑软件根据中间节点文件所包含的保护元件信息及不同类别的保护原理绘制保护运行逻辑图，并生成XML格式逻辑图文件，并保存在所述继电保护装置中；

d)通过IEC61850-8-1规约，继电保护装置将所述中间节点文件、故障录波COMTRADE文件以及所述逻辑图文件上送到远方故障信息主站；

e)在故障信息主站通过中间节点文件的自描述文件“des”实现对数据文件“mid”的自解释，将保护运行逻辑图和故障录波波形图结合显示，通过手动或自动移动录波波形图上与时标轴对应的光标线，将光标所定位时刻的中间节点变化信息上送至保护运行逻辑图中，反映该时刻中间节点所对应的保护元件状态信息和模拟量有效值及保护元件间的逻辑关系，从而演示整个故障过程中保护内部逻辑运行情况。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤(a)中，继电保护装置在故障发生前后将内部逻辑信息存成一定格式的中间节点文件，所述中间节点文件由自描述文件“des”和数据文件“mid”组成；自描述文件“des”是以ASCII编码的文本文件，用于说明数据文件“mid”的格式，其中自描述文件“des”包括：序号、模拟量名称、模拟量数据类型、模拟量量纲、开关量名称和开关量数据类型；“mid”数据文件格式内容为：相对时标、模拟量通道值和开关量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述步骤(c)中，继电保护装置整体逻辑流程采用XML格式，形成逻辑图文件，并提供对应的编辑工具方便形成逻辑图。

Images