CN103278736B - 一种跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布方法 - Google Patents

一种跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，包括EMS***跳闸线路信息筛选方法、不同应用***之间线路名称匹配方法、跳闸线路雷电自动查询诊断规则及结果发布方法。本发明能够充分发挥信息***的信息效能，提高雷击跳闸故障点定位的快速性和准确性，能够更好地服务于电网的安全运行。本发明基于能量管理***、继电保护信息***与雷电定位***的实时共享数据，是一种应用效果好，具有跳闸线路雷击自动查询、诊断及发布功能，能为电网安全运行提供更好服务的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法。

Description

一种跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布方法
技术领域
本发明是一种跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，特别是一种基于能量管理***（EMS***）、继电保护信息***与雷电定位***实时共享数据的跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布的方法，属于输电线路防雷技术的创新技术。
背景技术
我国南方地区雷电活动频繁，输电线路雷击跳闸事件频发，雷击是造成输电线路跳闸的主要原因，严重威胁着电网的安全稳定运行。统计数据表明，南方电网输电线路年度雷击跳闸次数达上千次，占年度总跳闸次数的比例达60%以上。
输电线路雷击跳闸频繁在威胁电网安全的同时，还带来了雷击故障点查找工作量大的问题。随着雷电探测及定位技术的不断发展，雷电定位***在电力***领域得到了广泛应用，并在加强电网雷电监测、故障点快速查找、事故原因分析及故障性质鉴别等方面都发挥着重大的作用，使得输电线路雷击故障点查找工作量大的问题得到了较好地解决。
目前，雷击跳闸线路的雷击点查巡及定位主要由人工操作完成，具体过程为：线路专业技术人员在接收到运行人员提供的线路跳闸信息（“跳闸线路名称”和“跳闸时间”）后，首先利用雷电定位***查询整个线路走廊范围在跳闸时刻前后一段时间内的雷电活动情况，再根据经验判断得出造成雷击跳闸概率较高的故障点范围，最后重点对该范围内的线路进行故障点巡查和定位。该过程尚未实现自动查询及诊断，且工作量大、响应时间慢。
发明内容
本发明的目的在于提供一种跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法。本发明基于能量管理***、继电保护信息***与雷电定位***的实时共享数据，实现跳闸线路雷电自动查询诊断及诊断结果发布，提高雷击跳闸故障点定位的快速性和准确性，为电网安全运行提供更好的服务。
本发明的技术方案是：本发明跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，包括如下步骤：
1）线路故障跳闸时，EMS***实时记录下线路开关的变位信号，利用开关变位信号通过逻辑判断筛选出跳闸线路信息；同时，继电保护信息***也实时记录下跳闸线路的故障测距结果；
2）通过开发雷电定位***与EMS***、继电保护信息***的实时数据共享接口，将EMS***中的跳闸线路信息和继电保护信息***中的故障测距信息接入雷电定位***；
3）然后在雷电定位***WEB服务器上添加跳闸线路雷电实时查询任务，根据雷电实时查询结果经过跳闸线路雷击自动查询及诊断方法诊断得出雷击故障点所在的杆塔范围及相应的雷电参数，并通过***将跳闸线路雷击自动查询诊断结果发送至各相关管理人员和运维人员。
上述步骤2）中EMS***跳闸线路信息筛选方法如下：
EMS***中的开关变位信号包含合闸信号和分闸信号，且分闸信号无法直接判断是故障跳闸还是计划性停运，因此无法直接提供跳闸线路信息，需要经过筛选逻辑规则的筛选才能间接获取跳闸线路信息，其中，故障跳闸信号和计划性停运信号的区分最为关键，线路计划性停运或检修时，同侧线路开关分闸时刻相差较长，并有隔离开关分闸信息，两侧线路开关分闸时刻也相差较长；线路故障跳闸时，两侧线路开关几乎同时分闸，其分闸时刻相差较短；因此，通过比较线路两侧开关分闸的时间差能有效区分出故障跳闸线路和计划停运线路。
上述步骤2）中EMS***中故障跳闸线路信息的筛选过程为：首先，将开关变位信号中的合闸信号过滤掉，保留分闸信号；其次，将线路两侧厂站对应的开关成对匹配起来；再次，通过比较线路两侧开关分闸信号的时间差，剔除计划性停运的开关分闸信号，保留故障跳闸的开关分闸信号；最后，通过开关与线路的对应关系得出跳闸线路信息，包括跳闸线路名称、跳闸时间、跳闸线路两侧厂站名称。
上述EMS***筛选出跳闸线路信息后，将跳闸线路名称、跳闸时间、跳闸线路两侧厂站名称实时接入雷电定位***，雷电定位***在启动跳闸线路雷电实时查询任务前需要将EMS***传输过来的跳闸线路名称与雷电定位***中的线路名称进行模糊匹配。
上述模糊匹配采用命名正则匹配法进行模糊匹配。
上述继电保护信息***中的线路名称匹配按上述模糊匹配方法在继电保护信息***中实现。
上述EMS***、继电保护信息***和雷电定位***间线路名称匹配的方法如下：
由于EMS***、继电保护信息***和雷电定位***中的线路命名并不完全一致，因此存在不同***间线路名称匹配的问题，解决线路名称匹配问题的方法有两个，一是根据全网设备全局编码统一线路命名，二是对不同***间的线路名称进行模糊匹配。
上述步骤3）中跳闸线路雷击自动查询及诊断方法如下：
31）EMS***根据线路两侧开关变位（分闸）信号，按照时间差筛选出跳闸线路，并将跳闸线路相关信息通过webservice接口送至雷电定位***；
32）雷电定位***向继电保护信息***请求获取跳闸线路故障测距信息，并根据测距装置所在厂站的GPS坐标及故障测距结果，推算出故障测距结果所对应的杆塔编号范围；
33）雷电定位***自动查询跳闸线路全线2km缓冲区范围内跳闸时刻前后的雷电活动情况，通过比较雷击时间与线路跳闸时间、比较雷电流与线路绕/反击耐雷水平、比较雷击位置与线路杆塔GPS坐标、判断雷击杆塔是否处于故障测距结果所对应的杆塔编号范围内，综合诊断给出跳闸线路可能遭受雷击的杆塔区段和雷电流情况；
34）结合跳闸线路的归属情况，将跳闸线路的雷击自动查询诊断结果通过***自动发布给相应归属单位的管理及运维人员，运维人员根据诊断结果开展故障点巡查工作。
上述步骤31）中跳闸线路相关信息包括跳闸线路名称、跳闸时间、两端厂站名称。
上述步骤32）中由于影响故障测距结果准确性的因素有很多，个别情况下的故障测距结果存在较大的误差，因此在推算故障测距结果所对应的杆塔编号范围时充分考虑误差因素尽量放大对比范围，误差范围结合试运行情况进行分析调整。
上述步骤34）中管理及运维人员的短信接收权限按需求进行设置，使其只接收到本单位所辖线路的雷击诊断信息。
本发明跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，包括EMS***跳闸线路信息筛选方法、不同应用***之间线路名称匹配方法、跳闸线路雷电自动查询诊断规则及结果发布方法。本发明能够充分发挥信息***的信息效能，提高雷击跳闸故障点定位的快速性和准确性，能够更好地服务于电网的安全运行。本发明基于能量管理***、继电保护信息***与雷电定位***的实时共享数据，是一种应用效果好，具有跳闸线路雷击自动查询、诊断及发布功能，能为电网安全运行提供更好服务的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法。
附图说明：
图1为本发明正则匹配法流程图。
具体实施方式：
本发明跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，包括如下步骤：线路故障跳闸时，EMS***可实时记录下线路开关的变位信号，利用开关变位信号通过逻辑判断可以筛选出跳闸线路信息；同时，继电保护信息***也可实时记录下跳闸线路的故障测距结果。通过开发雷电定位***与EMS***、继电保护信息***的实时数据共享接口，将EMS***中的跳闸线路信息和继电保护信息***中的故障测距信息接入雷电定位***，然后在雷电定位***WEB服务器上添加跳闸线路雷电实时查询任务，根据雷电实时查询结果经过特定规则诊断得出雷击故障点可能所在的杆塔范围及相应的雷电参数，并通过***将跳闸线路雷击自动查询诊断结果发送至各相关管理人员和运维人员。关键技术及其实现方法如下：
（1）EMS***跳闸线路信息筛选
EMS***中的开关变位信号包含合闸信号和分闸信号，且分闸信号无法直接判断是故障跳闸还是计划性停运，因此无法直接提供跳闸线路信息，需要经过特定逻辑规则的筛选才能间接获取跳闸线路信息。其中，故障跳闸信号和计划性停运信号的区分最为关键。一般情况下，线路计划性停运或检修时，同侧线路开关分闸时刻相差较长，一般可达数分钟，并有隔离开关分闸信息，两侧线路开关分闸时刻也相差较长，一般也可达数分钟；线路故障跳闸时，两侧线路开关几乎同时分闸，其分闸时刻相差较短，一般为数十毫秒级。因此，通过比较线路两侧开关分闸的时间差可以有效区分出故障跳闸线路和计划停运线路。
EMS***中故障跳闸线路信息的筛选过程为：首先，将开关变位信号中的合闸信号过滤掉，保留分闸信号；其次，将线路两侧厂站对应的开关成对匹配起来；再次，通过比较线路两侧开关分闸信号的时间差，剔除计划性停运的开关分闸信号，保留故障跳闸的开关分闸信号；最后，通过开关与线路的对应关系得出跳闸线路信息，包括跳闸线路名称、跳闸时间、跳闸线路两侧厂站名称。
（2）线路名称匹配
由于EMS***、继电保护信息***和雷电定位***中的线路命名并不完全一致，因此存在不同***间线路名称匹配的问题。解决线路名称匹配问题的方法有两个，一是根据全网设备全局编码统一线路命名，二是对不同***间的线路名称进行模糊匹配。第一种方法规范性强，但实现的周期相对较长；第二种方法的优点是实现周期较短，但可能存在匹配失败的情况。本发明在实现过程中采用第二种方法。
EMS***筛选出跳闸线路信息后，将跳闸线路名称、跳闸时间、跳闸线路两侧厂站名称实时接入雷电定位***，雷电定位***在启动跳闸线路雷电实时查询任务前需要将EMS***传输过来的跳闸线路名称与雷电定位***中的线路名称进行模糊匹配。本发明采用命名正则匹配法进行模糊匹配，如图1所示。
继电保护信息***中的线路名称匹配可按上述模糊匹配方法在继电保护信息***中实现。
（3）跳闸线路雷电自动查询诊断及结果发布
跳闸线路雷击自动查询及诊断逻辑为：
首先，EMS***根据线路两侧开关变位（分闸）信号，按照时间差筛选出跳闸线路，并将跳闸线路相关信息（包括跳闸线路名称、跳闸时间、两端厂站名称）通过webservice接口送至雷电定位***。
其次，雷电定位***向继电保护信息***请求获取跳闸线路故障测距信息，并根据测距装置所在厂站的GPS坐标（雷电定位***已有）及故障测距结果，推算出故障测距结果所对应的杆塔编号范围。由于影响故障测距结果准确性的因素有很多，个别情况下的故障测距结果可能存在较大的误差，因此在推算故障测距结果所对应的杆塔编号范围时应充分考虑误差因素尽量放大对比范围，误差范围可结合试运行情况进行分析调整。
再次，雷电定位***自动查询跳闸线路全线2km缓冲区范围内跳闸时刻前后的雷电活动情况，通过比较雷击时间与线路跳闸时间、比较雷电流与线路绕/反击耐雷水平、比较雷击位置与线路杆塔GPS坐标、判断雷击杆塔是否处于故障测距结果所对应的杆塔编号范围内，综合诊断给出跳闸线路可能遭受雷击的杆塔区段和雷电流情况。
最后，结合跳闸线路的归属情况，将跳闸线路的雷击自动查询诊断结果通过***自动发布给相应归属单位的管理及运维人员，运维人员可根据诊断结果开展故障点巡查工作。其中，管理及运维人员的短信接收权限可按需求进行设置，使其只接收到本单位所辖线路的雷击诊断信息。
2010年6月，南方电网雷电定位***建成投运，该***通过联网实时共享南方电网五省区雷电探测资源，全面提升了南方电网雷电监测的探测效率和定位精度，实现了对超/特高压主干电网的高精度覆盖，较好地解决了输电线路雷击故障查询和巡线指导工作。
2011年初，结合南方电网雷电定位***投运以来发现的问题，南方电网公司开展了跳闸线路雷击自动查询、诊断、发布等高级应用功能的完善工作。
2011年12月，在实施高级应用功能完善工作之后，跳闸线路雷击自动查询诊断及结果发布功能在国内首次得到实现及应用。雷电定位***成功接入EMS***的跳闸线路信息和继电保护信息***的故障测距信息，实现了跳闸线路雷电活动自动查询、诊断及WEB实时展示，并将跳闸线路雷击自动查询诊断结果以短信形式自动发布给相关归属单位的线路管理和运维人员。
截止2011年12月，南方电网雷电定位***共发布跳闸线路雷击自动查询诊断信息200余次，提高雷击跳闸故障点定位的快速性和准确性。
部分跳闸线路自动查询诊断结果短信发布列表如表1所示。
表1跳闸线路自动查询诊断结果短信发布列表

Claims (9)

1.一种跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于包括如下步骤：
1）线路故障跳闸时，EMS***实时记录下线路开关的变位信号，利用开关变位信号通过逻辑判断筛选出跳闸线路信息；同时，继电保护信息***也实时记录下跳闸线路的故障测距结果；
2）通过开发雷电定位***与EMS***、继电保护信息***的实时数据共享接口，将EMS***中的跳闸线路信息和继电保护信息***中的故障测距信息接入雷电定位***；
3）然后在雷电定位***WEB服务器上添加跳闸线路雷电实时查询任务，根据雷电实时查询结果经过跳闸线路雷击自动查询及诊断方法诊断得出雷击故障点所在的杆塔范围及相应的雷电参数，并通过***将跳闸线路雷击自动查询诊断结果发送至各相关管理人员和运维人员；
上述步骤1）中EMS***跳闸线路信息筛选方法如下：
EMS***中的开关变位信号包含合闸信号和分闸信号，且分闸信号无法直接判断是故障跳闸还是计划性停运，因此无法直接提供跳闸线路信息，需要经过逻辑规则的筛选才能间接获取跳闸线路信息，其中，故障跳闸信号和计划性停运信号的区分最为关键，线路计划性停运或检修时，同侧线路开关分闸时刻相差较长，并有隔离开关分闸信息，两侧线路开关分闸时刻也相差较长；线路故障跳闸时，两侧线路开关几乎同时分闸，其分闸时刻相差较短；因此，通过比较线路两侧开关分闸的时间差能有效区分出故障跳闸线路和计划停运线路。
2.根据权利要求1所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述步骤1）中EMS***中故障跳闸线路信息的筛选过程为：首先，将开关变位信号中的合闸信号过滤掉，保留分闸信号；其次，将线路两侧厂站对应的开关成对匹配起来；再次，通过比较线路两侧开关分闸信号的时间差，剔除计划性停运的开关分闸信号，保留故障跳闸的开关分闸信号；最后，通过开关与线路的对应关系得出跳闸线路信息。
3.根据权利要求1所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述EMS***筛选出跳闸线路信息后，将跳闸线路名称、跳闸时间、跳闸线路两侧厂站名称实时接入雷电定位***，雷电定位***在启动跳闸线路雷电实时查询任务前需要将EMS***传输过来的跳闸线路名称与雷电定位***中的线路名称进行模糊匹配。
4.根据权利要求3所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述模糊匹配采用命名正则匹配法进行模糊匹配。
5.根据权利要求4所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述继电保护信息***中的线路名称匹配按上述模糊匹配方法在继电保护信息***中实现。
6.根据权利要求5所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述EMS***、继电保护信息***和雷电定位***间线路名称匹配的方法如下：
由于EMS***、继电保护信息***和雷电定位***中的线路命名并不完全一致，因此存在不同***间线路名称匹配的问题，解决线路名称匹配问题的方法有两个，一是根据全网设备全局编码统一线路命名，二是对不同***间的线路名称进行模糊匹配。
7.根据权利要求1至6任一项所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述步骤3）中跳闸线路雷击自动查询及诊断方法如下：
31）EMS***根据线路两侧开关变位信号，按照时间差筛选出跳闸线路，并将跳闸线路信息通过WEB服务器接口送至雷电定位***；
32）雷电定位***向继电保护信息***请求获取跳闸线路故障测距信息，并根据测距装置所在厂站的GPS坐标及故障测距结果，推算出故障测距结果所对应的杆塔编号范围；33）雷电定位***自动查询跳闸线路全线2km缓冲区范围内跳闸时刻前后的雷电活动情况，通过比较雷击时间与线路跳闸时间、比较雷电流与线路绕/反击耐雷水平、比较雷击位置与线路杆塔GPS坐标，判断雷击杆塔是否处于故障测距结果所对应的杆塔编号范围内，综合诊断给出跳闸线路可能遭受雷击的杆塔区段和雷电流情况；
34）结合跳闸线路的归属情况，将跳闸线路的雷击自动查询诊断结果通过***自动发布给相应归属单位的管理及运维人员，运维人员根据诊断结果开展故障点巡查工作。
8.根据权利要求7所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述步骤31）中跳闸线路信息包括跳闸线路名称、跳闸时间、两侧厂站名称。
9.根据权利要求7所述的跳闸线路雷击自动查询诊断及诊断结果发布的实现方法，其特征在于上述步骤32）中由于影响故障测距结果准确性的因素有很多，个别情况下的故障测距结果存在较大的误差，因此在推算故障测距结果所对应的杆塔编号范围时充分考虑误差因素尽量放大对比范围，误差范围结合试运行情况进行分析调整；上述步骤34）中管理及运维人员的短信接收权限按需求进行设置，使其只接收到本单位所辖线路的雷击诊断信息。
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