CN105305641B - 一种继电保护信息数据采集及上送方法 - Google Patents
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Abstract
一种继电保护信息数据采集及上送方法,将继电保护设备信息根据信号类型进行分类;站内继电保护设备和故障录波器通过站控层网络接入一体化监控***中,监控主机将继电保护在线监测信息形成文件;厂站端继电保护信息按重要级别和类型向调度端传送采用信号点传输、告警直传、文件传输三种方式,站内故障录波器的文件数据通过文件传输的方式传送给调度端;电网调度端通过不同数据采集方式,实现继电保护信息在调度端的综合应用。该方法解决了长期以来继电保护设备信息传送不稳定、信息识别仅能由专业人员完成的问题,避免了因大量冗余数据造成的调度端信息“淹没”等问题,为继电保护设备数据的实用化使用探索出一条切实可行的新道路。
Description
技术领域
本发明属于电力***调度自动化技术领域,涉及智能变电站继电保护信息传送与应用方向。
背景技术
近年来,随着智能变电站技术的广泛推广应用,变电站无人值守运行成为主流的变电站管理模式,智能变电站技术在提高了电网自动化水平和运行可靠性的同时,有效帮助了电力运行单位降低人力资源和设备投资,提高了管理效率,从而实现了电网公司经济效益的提升,但同时也对电力设备安全稳定运行提出了更高的要求。为提升对电网设备缺陷处理的反映速度,保障超大规模电网的安全稳定运行,在电网调度部门建设电力运行设备在线监视***,是智能电网建设中非常重要的环节,此类***也是智能电网调度技术支持***的必要组成部分。
继电保护设备是电网安全防护的第一道防线,对保护电网安全运行尤为重要,而继电保护等二次设备稳定运行是电网故障时及时切除故障、防止故障扩大的关键,对二次设备进行在线监视,全面了解设备运行状况对电网安全有重要意义。在电网故障发生后调度人员需综合开关位置、继电保护、故障录波器等一、二次设备的信息,判别故障性质,给出调度决策。但以SCADA/EMS为主体的调度自动化***中,以实时收集和处理一次设备信息为主,尚未实现对继电保护设备及故障录波器的运行状况进行在线监视与信息采集,而现有采集二次设备信息的保信***运行可靠性尚无法满足调度对设备监控的需求。为提升二次设备运维管理水平,结合智能电网调度技术支持***中二次设备在线监视与分析应用的建设,将继电保护设备及故障录波器设备纳入到电网设备运行监控环节中,做到在调度端对二次装置“看得见、摸得着”,对提高电网安全运行的水平和继电保护专业运维管理水平有着极其重要的意义。
目前,国内各地区实现的二次设备在线监视与分析应用主要采取的方式为:
方式1:通过在调度端建立二次设备在线监视与分析应用,采用传统的IEC103规约接入位于各变电站内保信子站。实现继电保护数据的采集及应用。此种联网方式优点为***架构简单、中间环节少、信息传输实时性高,实现了继电保护信息的实时采集。此种联网方式是目前主流的***实现方式。
方式2:在调度端利用前期已经建设投运的保信主站***(其数据采集方式是采用IEC103规约接入位于各变电站内保信子站),从其中转发继电保护数据至二次设备在线监视与分析应用,实现继电保护数据的采集和应用。
以上两种方式中数据采集均依赖于保信子站。由于保信子站设备更新及后期维护不到位等原因,从全国范围实际运行情况来看,大部分保信***存在主子站联通率不高、保护装置及故障录波器与子站通信不畅、故障录波数据难以获取等一系列问题。因此国内各地区实现的二次设备在线监视与分析应用运行效果不佳。本发明可有效解决以上问题。
发明内容
本发明提出的一种继电保护信息数据采集及上送方法,其目的是基于应用场景的需求分析,通过对继电保护设备的信息的分类,根据数据的实时性要求和全面性要求,定义数据传送方式,从而实现继电保护设备数据传送稳定、信息清晰,在此基础上针对不同用户实现不同的应用功能。既提高了通信的灵活性和可靠性,又极大减少了通信维护工作,节省了***维护所需的大量人力物力资源,为二次设备在线监视与分析应用实用化探索出一条切实可行的新道路。本发明采取以下方案。
一种继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于,所述处理方法包括下述步骤:
步骤(1)将继电保护设备输出信息根据信号类型进行分类;
步骤(2)站内继电保护设备和故障录波器通过站控层网络接入一体化监控***中,一体化监控***由监控主机、I区网关机和II区网关机等设备构成;监控主机采集所有继电保护设备的输出信息,并将输出信息中的在线监测信息形成在线监测文件;
步骤(3)监控主机将继电保护设备输出信息按告警级别和信号类型向电网调度端采用信号点传输、告警直传、文件传输三种方式传送;将故障录波器的文件数据通过文件传输的方式传送给电网调度端;
步骤(4)电网调度端实现继电保护设备输出信息在调度端的综合应用,实现安全I区采集的继电保护设备输出信息和安全II区采集的故障录波器数据的双向互通,基于调度端不同专业的使用人员,提供不同的继电保护设备输出信息展示方式及内容。
进一步地,在所述步骤(1)中:
继电保护设备输出信息包括动作、告警、状态变位、在线监测信息、中间节点信息、记录文件;根据信号类型,将动作、告警、状态变位三类信息归为保护实时信息,供调度员、监控员使用,将在线监测信息、中间节点信息、记录文件归为保护专业使用信息,供保护专业人员使用。
根据Q/GDW11021-2013《变电站调控数据交换规范》中调控实时数据的分类,将动作类信息的告警等级定义为1类,告警类信息的告警等级定义为2类,状态变位类信息的告警等级定义为4类或5类。根据继电保护设备输出信息中具体信息,将继电保护设备的运行状态划分为“正常运行”、“功能闭锁”、“异常”、“检修”四大类,当有影响继电保护功能的告警信息输出时,继电保护设备状态为“功能闭锁”态;当有不影响继电保护功能的告警信息输出时,继电保护设备状态为“异常”态;无告警信号且检修压板投入后,继电保护设备状态为“检修”态;无告警信息和检修压板投入信息,则继电保护设备为“正常运行”态。
通过在继电保护设备的设备能力描述文件中扩展定义面板信号灯数据,将继电保护面板信号灯信号分类归入到继电保护设备输出信息中状态变位类;
将继电保护设备的“正常运行”、“功能闭锁”、“异常”、“检修”四种状态信息以及继电保护面板信号灯信号归入到继电保护设备输出信息中的状态变位类信息。
在所述步骤(2)中,由一体化监控***中的监控主机将采集到的继电保护设备在线监测信息写入在线监测文件,文件内容可自描述识别,实现在线监测信息的分层处理,其余的继电保护设备输出信息不做特别处理。
在所述步骤(3)中,一体化监控***中监控主机通过I区网关机将继电保护设备输出信息通过安全I区上传给调度端,通过II区网关机将故障录波器的录波信息通过安全II区上传给调度端;安全I区是电力实时控制区,继电保护设备位于安全I区;安全II区是非控制区,故障录波器位于安全II区;一体化监控***在厂站端跨安全区部署,二次设备在线监视与分析***在调度端跨安全区部署。在安全I区,监控主机将部分重要动作、告警类信息通过信号点方式传送,将所有动作、告警、状态变位信息通过告警直传方式传送,将在线监测信息、中间节点信息、记录文件通过文件方式传送;在安全II区,将故障录波器录波文件数据通过文件传输的方式传送给调度端。其具体方式包括:
一体化监控***中的监控主机直接采集保护实时信息,按“重要单列、次要归并”的原则对步骤(2)中采集到的动作类、告警类信号进行优化合并,将动作类中的继电保护出口信号、告警类中的影响继电保护功能的告警信号单列,其余动作和告警信号合并输出,采用IEC60870-5-104通信规约传送给调度端安全I区;
一体化监控***中监控主机通过安全I区网关机将全部保护实时信号以告警直传方式传送给调度端安全I区,通信规约采用DL/T476;
一体化监控***中监控主机将步骤(2)中形成的在线监测文件通过I区网关机传送给调度端安全I区,通信规约采用Q/GDW11068-2014《电力***通用实时通信服务协议》;
一体化监控***中监控主机通过安全II区通信网关机将故障录波器文件数据传送给调度端安全II区,通信规约采用Q/GDW11068-2014《电力***通用实时通信服务协议》。
在所述步骤(4)中,电网调度端实现继电保护设备输出信息在调度端的综合应用。其具体方式为通过电力***跨区服务,实现安全I区采集的继电保护设备输出信息和安全II区采集的故障录波器数据的双向互通,在此基础上实现二次设备在线监视与分析***,基于调度端不同专业的使用人员,提供不同的继电保护设备输出信息展示方式及内容,其重点展示内容包括继电保护设备运行状态、设备面板灯信号、动作、告警、在线监测信息、中间节点信息以及记录文件等。
现对于现有技术,本发明具有以下有益的技术效果:
本发明解决了长期以来继电保护设备信息传送不稳定、信息识别仅能由专业人员完成的问题,避免了因大量冗余数据造成的调度端信息“淹没”等问题,为继电保护设备数据的实用化使用探索出一条切实可行的新道路。
附图说明
图1是本发明的继电保护信息数据采集及上送方法流程图;
图2是继电保护信息分类示意图;
图3是厂站端一体化监控示意图;
图4是继电保护信息传送图;
图5是调度主站信息流图。
具体实施方式
以下将结合附图,对本发明作进一步详细描述。
结合附图1,本发明提供一种继电保护信息数据采集及上送方法,包括:对智能变电站继电保护设备输出信息进行梳理分类,按不同类型数据分层处理,以不同的方式进行数据传送,在调度端统一对继电保护设备输出信息和故障录波器信息进行综合处理。本申请公开的继电保护信息数据采集及上送方法包括以下步骤:
步骤1:将继电保护设备输出信息根据信号类型进行分类;
结合附图2,针对传统继电保护设备输出信息混乱,识别困难的现状,在智能变电站中,对继电保护设备输出信息进行详细的梳理以及分类规范,除了将继电保护设备输出信息分为动作、告警、状态变位、在线监测、中间节点信息、记录文件等类型外,还将其中的动作、告警、状态变位等保护实时信息与Q/GDW11021-2013《变电站调控数据交换规范》中调控实时数据分类结合,归类入相应的告警等级。如表1所示:
表1
按照设备监控人员对不同信号的关注程度,在功能实现上将继电保护设备的状态划分为“正常运行”、“功能闭锁”、“异常”、“检修”四大类,同时将继电保护设备输出信号进行归类处理,最终将原有描述混乱的信号映射为四种状态,监控人员通过对设备四种状态的监视,即能快速了解继电保护设备整体状况,实现了信号直观、含义清晰、易识别。为判断继电保护设备运行状况的具体情况,通过在继电保护设备的设备能力描述文件中扩展定义面板信号灯数据,将继电保护面板信号灯信号纳入到继电保护设备输出信息中,使使用者能快速有效的判断继电保护设备的当前运行状况。
步骤2:站内继电保护设备和故障录波器通过站控层网络接入一体化监控***中,监控主机采集所有继电保护设备输出信息和故障录波器信息,并将采集到在线监测信息形成文件;
结合附图3,一体化监控***由监控主机、I区网关机和II区网关机等设备构成。在安全I区,站内继电保护设备通过站控层网络将数据接入一体化监控***中,在安全II区,故障录波数据通过站控层网络将数据接入一体化监控***中。监控主机采集继电保护设备所有的输出信息和故障录波器信息,并将继电保护设备输出信息中的在线监测信息形成在线监测文件;
步骤3:厂站端继电保护输出信息按告警级别和类型向调度端传送采用信号点传输、告警直传、文件传输三种方式;故障录波器的文件数据通过文件传输的方式传送给调度端;
结合附图4,对继电保护设备输出信息传送的方式分为三种。方式一采用传统远动通信方式,沿用原有调度端和厂站端I区网关机的数据链路,通过IEC60870-5-104规约传送继电保护设备的重要保护实时信息,如运行状态信号、面板灯信号、动作出口信号、重要告警信号等,即不改变SCADA数据采集的原有数据传送方式,适当扩充传送信号点,此方式保证了关键继电保护设备输出信息的实时传送,在满足电网调度人员和监控人员对信息实时、直观、描述清晰要求的同时,也不会给通信双方带来巨大的信息配置维护压力;方式二采用告警直传的方式传送所有继电保护实时信息,通信规约选用调度业务应用广泛的的DL/T476规约,既能保证告警信息的实时性,又满足了电网调度继电保护专业全面了解继电保护设备运行信息的要求,该方式更突出的优势在于以字符串格式直接传送继电保护设备运行信息描述,信息直观且无需信息配置表。但该方式的不便之处也同样突出,即传送的信息描述仅支持显示,无法解析,不能作为分析功能数据输入,所以仅适用于继电保护信息的实时显示;方式三借鉴调度***远程调阅的思路,对于实时性要求不高的继电保护专业使用信息,如在线监测、中间节点信息,记录文件等,通过调取文件的方式实现信息传送。文件传输方式简单可靠,且传输内容便于扩展,该方式适用于继电保护专业人员对信息的调阅。通过以上三种数据传送方式的设计和实现,既满足了电网调度各专业人员对继电保护设备信息的需求,还减少了***运维的压力。
步骤4:电网调度端实现继电保护设备输出信息在调度端的综合应用。
如附图5所示,调度端在安全I区采集继电保护信息,在安全II区采集故障录波器信息,在安全I、II区间通过数据服务实现继电保护数据和故障录波器数据的双向互通。在此基础上实现二次设备在线监视与分析***,可为调度端不同专业的使用人员提供不同的继电保护设备输出信息展示方式及内容,其重点展示内容包括继电保护设备运行状态、设备面板灯信号、动作、告警、在线监测信息、中间节点信息以及记录文件等。
Claims (10)
1.一种继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于,所述方法包括下述步骤:
步骤(1)将继电保护设备输出信息根据信号类型进行分类;
步骤(2)站内继电保护设备和故障录波器通过站控层网络接入一体化监控***中,一体化监控***由监控主机、I区网关机和II区网关机等设备构成;监控主机采集所有继电保护设备的输出信息,并将输出信息中的在线监测信息形成在线监测文件;
步骤(3)监控主机将继电保护设备输出信息按告警级别和信号类型向电网调度端采用信号点传输、告警直传、文件传输三种方式传送;将故障录波器的文件数据通过文件传输的方式传送给电网调度端;
步骤(4)电网调度端实现继电保护设备输出信息在调度端的综合应用,实现安全I区采集的继电保护设备输出信息和安全II区采集的故障录波器数据的双向互通,基于调度端不同专业的使用人员,提供不同的继电保护设备输出信息展示方式及内容。
2.根据权利要求1所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
在所述步骤(1)中,继电保护设备输出信息包括动作、告警、状态变位、在线监测信息、中间节点信息、记录文件;根据信号类型,将动作、告警、状态变位三类信息归为保护实时信息,供调度员、监控员使用,将在线监测信息、中间节点信息、记录文件归为保护专业使用信息,供保护专业人员使用。
3.根据权利要求2所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
根据Q/GDW11021-2013《变电站调控数据交换规范》中调控实时数据的分类,将动作类信息的告警等级定义为1类,告警类信息的告警等级定义为2类,状态变位类信息的告警等级定义为4类或5类。
4.根据权利要求2或3所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
根据继电保护设备输出信息,将继电保护设备的运行状态划分为“正常运行”、“功能闭锁”、“异常”、“检修”四大类,当有影响继电保护功能的告警信息输出时,继电保护设备状态为“功能闭锁”态;当有不影响继电保护功能的告警信息输出时,继电保护设备状态为“异常”态;无告警信号且检修压板投入后,继电保护设备状态为“检修”态;无告警信息和检修压板投入信息,则继电保护设备为“正常运行”态。
5.根据权利要求 4所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
通过在继电保护设备的设备能力描述文件中扩展定义面板信号灯数据,将继电保护面板信号灯信号分类归入到继电保护设备输出信息中状态变位类;
将继电保护设备的“正常运行”、“功能闭锁”、“异常”、“检修”四种状态信息以及继电保护面板信号灯信号归入到继电保护设备输出信息中的状态变位类信息。
6.根据权利要求1所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
在所述步骤(2)中,由一体化监控***中的监控主机将采集到的继电保护设备在线监测信息写入在线监测文件,文件内容可自描述识别,实现在线监测信息的分层处理。
7.根据权利要求1所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
在所述步骤(3)中,一体化监控***中监控主机通过I区网关机将继电保护设备输出信息通过安全I区上传给调度端,通过II区网关机将故障录波器的录波信息通过安全II区上传给调度端。
8.根据权利要求7所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
一体化监控***中的监控主机直接采集保护实时信息,按“重要单列、次要归并”的原则对步骤(2)中采集到的动作类、告警类信号进行优化合并,将动作类中的继电保护出口信号、告警类中的影响继电保护功能的告警信号单列,其余动作和告警信号合并输出,采用IEC60870-5-104通信规约传送给调度端安全I区;
一体化监控***中监控主机通过安全I区网关机将全部保护实时信号以告警直传方式传送给调度端安全I区,通信规约采用DL/T476;
一体化监控***中监控主机将步骤(2)中形成的在线监测文件通过I区网关机传送给调度端安全I区,通信规约采用Q/GDW11068-2014《电力***通用实时通信服务协议》。
9.根据权利要求7或8所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:
一体化监控***中监控主机通过安全II区通信网关机将故障录波器文件数据传送给调度端安全II区,通信规约采用Q/GDW11068-2014《电力***通用实时通信服务协议》。
10.根据权利要求1所述的继电保护信息数据采集及上送方法,其特征在于:在所述步骤(4)中,电网调度端通过电力***跨区服务,实现安全I区采集的继电保护数据和安全II区采集的故障录波器数据的双向互通,在此基础上实现二次设备在线监视与分析***,基于调度端不同专业的使用人员,提供不同的数据展示方式及内容,实现继电保护信息在调度端的综合应用。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |