CN106532961B - 一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法 - Google Patents

一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法 Download PDF

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Abstract

一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，所述智能变电站防误闭锁方法先对站内设备和电网拓扑结构建模，生成防误闭锁逻辑，在开票、预演、操作过程中，对一次设备的位置信息和站内的电网结构监控，同时对一次设备运行工况进行监控，采用信息融合技术，来保证智能变电站防误闭锁顺利执行，避免不可控因素。该方法中一次设备的位置信息和状态监测数据，来源于在线监测装置。电网拓扑结构表明了设备与设备之间的连接关系和运行状态，能够表明设备的运行过程中相互影响等。一次设备运行工况表明设备的健康度和安全性。本发明的基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法提高了变电站防误闭锁的安全性，具有极其重要的实际意义。

Description

一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法
技术领域
本发明涉及一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，适用于智能变电站防误闭锁***。
背景技术
智能变电站内防误闭锁***大多使用到了测控装置、电脑钥匙、数据库、网络等，编制防误闭锁逻辑，进行操作票的编制、模拟预演等操作。根据采集到设备位置信息，来确定当前操作是否符合防误闭锁规则。
目前公开的智能变电站防误闭锁方法或防误闭锁***，都是假设站内设备运行工况是良好的，但是没有对设备的实际运行工况进行检测。所以，其防误闭锁方法或防误闭锁***，是一种盲控，不安全。
采用信息融合技术，对变电站内的断路器、母线、电力变压器、隔离开关、接地开关等设备的多源信息进行融合，识别设备运行工况后，再考虑防误闭锁逻辑，则解决了盲控设备的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于信息融合技术的智能变电站防误闭锁方法，它能够在设备在线监测数据的基础上，同时综合变电站内设备所处的电网拓扑结构信息，采用信息融合技术来确定设备运行工况，再进行防误闭锁操作。这种防误闭锁方法解决了设备盲控的问题。
本发明所采用的技术方案如下：
一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于：
所述智能变电站防误闭锁方法先对智能变电站内设备和电网拓扑结构建模，生成防误闭锁逻辑，在开票、预演、操作过程中，监控一次设备的位置信息和站内的电网拓扑结构，同时监控一次设备运行工况，通过信息融合保证智能变电站防误闭锁顺利执行。
一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于，所述智能变电站防误闭锁方法包括以下步骤：
(1)对变电站内一次设备和电网拓扑结构建模；
(2)通过现场的测控装置获取变电站一次设备的位置信息和一次设备运行参数；
(3)获取变电站一次设备所处的环境信息和设备的维修计划；
(4)根据变电站主接线图得到电网的拓扑结构信息；
(5)根据步骤(1)得到的变电站一次设备模型、步骤(2)得到的一次设备位置信息和步骤(4)得到的拓扑结构信息生成防误闭锁逻辑；
(6)根据步骤(4)得到的电网的拓扑结构信息，计算出母线、电力变压器、断路器、隔离开关、地刀一次设备的运行工况；
(7)在对操作票的开票、预演、操作过程中，融合步骤(2)采集的一次设备运行参数和步骤(6)计算得到的一次设备运行工况，监控一次设备的运行工况；
(8)在对操作票的开票、预演、操作过程中，如果符合步骤(5)生成的防误闭锁逻辑且一次设备运行工况良好，则顺利执行操作票；否则，不能继续操作。
本发明进一步包括以下优选方案：
在步骤(1)中，所建立的变电站内一次设备模型包括一次设备的属性信息和电网拓扑结构信息，电网拓扑结构信息标明了一次设备之间的连接关系；其中一次设备的属性信息包括一次设备的位置信息、一次设备运行参数、一次设备所处的环境信息和一次设备的维修计划，电网拓扑结构信息包括该一次设备与其他一次设备的连接关系和连接方式。
在步骤(5)中，所述的防误闭锁逻辑，指将五防逻辑和自定义的防误闭锁规则。
在步骤(7)中，根据步骤(2)测控装置采集的一次设备运行参数和步骤(6)计算得到的一次设备运行工况，采用信息融合评估一次设备健康状态；一次设备健康状态分为正常、注意、异常、严重，当一次设备处于注意、异常、严重状态时，则认为一次设备为不良状态；只有一次设备处于正常状态时，才表明一次设备为工况良好；其中，采用信息融合评估设备健康状态的计算方法如下：
S为设备健康状态的评分，百分制，取值范围(0,100]，正常状态的评分范围为(85,100],注意状态的评分范围为(70,85]，异常状态的评分范围为(60,70]，严重状态的评分范围为(0,60]；
当设备处于正常、注意、异常状态时，采用公式(1)进行计算；
当设备处于严重状态时，采用公式(2)进行计算；
SA为设备状态的基础得分，当设备处于正常状态时，取值为100；当设备处于注意状态时，取值为85；当设备处于异常状态时，取值为70；当设备处于严重状态时，取值为60；
A，B为设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响系数；α，β为设备的模拟量和数字量对设备的贡献系数；g(α,β)为设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响分数。
设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响系数A，B的计算方式如下。
n为描述设备模拟量的个数，m为描述设备数字量的个数；
ka为设备模拟量处于严重状态的个数，kb为设备数字量处于严重状态的个数。
g(α,β)＝α+β (7)。
本发明所提供的智能变电站防误闭锁方法，在原来防误闭锁的基础上，对站内设备采用信息融合技术评估了设备运行工况，保证在防误闭锁操作时设备的工况良好，增加了安全性。
附图说明
图1是本发明基于信息融合技术的智能变电站防误闭锁方法的流程示意图。
具体实施方式
下面根据说明书附图并结合具体实例对本发明的技术方案作进一步详细说明。
如图1所示为本发明的智能变电站防误闭锁方法示意图，基于信息融合技术的智能变电站防误闭锁方法具体包括如下步骤：
(1)对变电站内一次设备和电网拓扑结构建模。一次设备主要属性有设备的位置信息，设备的物理参数(如电压、电流、温度、压力等)，设备所处的环境信息(如山火、雷电、雾霾等)，设备的维修计划等。电网拓扑结构信息包括该设备与其他设备的连接关系，以何种方式进行连接的。所建立的变电站内一次设备模型包括一次设备的属性信息和电网拓扑结构信息，电网拓扑结构信息标明了一次设备之间的连接关系；其中一次设备的属性信息包括一次设备的位置信息、一次设备运行参数、一次设备所处的环境信息和一次设备的维修计划，电网拓扑结构信息包括该一次设备与其他一次设备的连接关系和连接方式。
(2)设备的位置信息和参数通过现场的测控装置获取；
(3)设备所处的环境信息和设备的维修计划，从生产***中的环境信息和生产计划获取；
(4)电网的拓扑结构信息通过变电站主接线图内容获取，主要是设备间的互连关系；
(5)根据变电站设备模型生成防误闭锁逻辑；所述的防误闭锁逻辑，指将五防逻辑和自定义的防误闭锁规则。
(6)根据电网拓扑结构，计算断路器当前的分合闸状态，计算出母线、电力变压器、断路器、隔离开关、地刀等设备的运行工况。
(7)在开票、预演、操作过程中，监控母线、电力变压器、断路器、隔离开关、地刀等设备的运行工况。
根据步骤(2)测控装置采集的一次设备运行参数和步骤(6)计算得到的一次设备运行工况，采用信息融合评估一次设备健康状态；一次设备健康状态分为正常、注意、异常、严重，当一次设备处于注意、异常、严重状态时，则认为一次设备为不良状态；只有一次设备处于正常状态时，才表明一次设备为工况良好；其中，采用信息融合评估设备健康状态的计算方法如下：
S为设备健康状态的评分，百分制，取值范围(0,100]，正常状态的评分范围为(85,100],注意状态的评分范围为(70,85]，异常状态的评分范围为(60,70]，严重状态的评分范围为(0,60]；
当设备处于正常、注意、异常状态时，采用公式(1)进行计算；
当设备处于严重状态时，采用公式(2)进行计算；
SA为设备状态的基础得分，当设备处于正常状态时，取值为100；当设备处于注意状态时，取值为85；当设备处于异常状态时，取值为70；当设备处于严重状态时，取值为60；
A，B为设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响系数；α，β为设备的模拟量和数字量对设备的贡献系数；g(α,β)为设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响分数。
设备的模拟量和数字量对设备健康状态的影响系数A，B的计算方式如下。
n为描述设备模拟量的个数，m为描述设备数字量的个数；
ka为设备模拟量处于严重状态的个数，kb为设备数字量处于严重状态的个数。
g(α,β)＝α+β (7)。
(8)如果闭锁逻辑正确且设备运行工况良好，则顺利执行。否则，不能继续操作。
下面通过一个具体实施例对前述的基于信息融合技术的智能变电站防误闭锁方法进行介绍：
步骤1：建立变电站内设备的模型
变电站内设备模型包括设备的属性信息和电网拓扑结构信息。设备的属性信息包括设备的名称，设备的物理参数(如电压、电流、温度、压力等)，设备所处的环境信息(如山火、雷电、雾霾等)，设备的维修计划等。电网拓扑结构信息包括该设备与其他设备的连接关系，以何种方式进行连接的。
设备模型以xml格式文件描述。
步骤2：获取现场的设备运行参数
设备的物理参数通过现场的设备状态监测装置获取。
步骤3：获取设备的环境信息和运维计划
在生产***中获取设备的环境信息和生产计划信息。
步骤4：获取电网拓扑结构信息
通过变电站的主接线图获取电网拓扑结构信息，这些信息描述了设备间的互联关系。例如，主变的高压侧与哪个断路器相连接，母线与哪些断路器相连接。
步骤5：生成防误闭锁逻辑
根据以上信息生成防误闭锁逻辑，存储在xml格式文件中。防误闭锁逻辑包括五防标准逻辑和一些自定义的访问闭锁规则。
步骤6：计算设备运行工况
根据变电站设备模型和数据，对设备运行工况进行计算。计算时，基于信息融合技术，采集设备的位置信息、运行参数等，评估设备的健康状态。健康状态分为正常、注意、异常、严重。当设备处于注意、异常、严重状态时，设备为不良状态。只有当防误闭锁逻辑中涉及到的设备处于正常状态时，才表明其工况良好。
步骤7：开票、预演、操作过程中监控设备工况
在开票、预演、操作过程中，对防误闭锁逻辑涉及到的设备进行实时工况监视。使设备处理“可视”范围内。
步骤8：执行判据
只有设备的防误闭锁逻辑正确和设备运行工况良好这两者同时具备，才能执行防误闭锁逻辑。
以上所述仅是发明的一种实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整均应视为本发明的保护范围。
最后要说明的是，该基于信息融合技术的智能变电站防误闭锁方法的核心精神是在变电站防误闭锁逻辑执行时，采用了信息融合技术，全方面地考虑了设备运行工况，使设备处于“可视”和可用状态，避免了盲控，增加了防误闭锁的安全性。

Claims (4)

1.一种基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于，所述智能变电站防误闭锁方法包括以下步骤：
(1)对变电站内一次设备和电网拓扑结构建模；
(2)通过现场的测控装置获取变电站一次设备的位置信息和一次设备运行参数；
(3)获取变电站一次设备所处的环境信息和一次设备的维修计划；
(4)根据变电站主接线图得到电网的拓扑结构信息；
(5)根据步骤(1)得到的变电站一次设备模型、步骤(2)得到的一次设备位置信息和步骤(4)得到的拓扑结构信息生成防误闭锁逻辑；
(6)根据步骤(4)得到的电网的拓扑结构信息，计算出母线、电力变压器、断路器、隔离开关、地刀一次设备的运行工况；
(7)在对操作票的开票、预演、操作过程中，融合步骤(2)采集的一次设备运行参数和步骤(6)计算得到的一次设备运行工况，监控一次设备的运行工况；
根据步骤(2)测控装置采集的一次设备运行参数和步骤(6)计算得到的一次设备运行工况，采用信息融合评估一次设备健康状态；一次设备健康状态分为正常、注意、异常、严重，当一次设备处于注意、异常、严重状态时，则认为一次设备为不良状态；只有一次设备处于正常状态时，才表明一次设备为工况良好；其中，采用信息融合评估一次设备健康状态的计算方法如下：
S为一次设备健康状态的评分，百分制，取值范围(0,100]，正常状态的评分范围为(85,100],注意状态的评分范围为(70,85]，异常状态的评分范围为(60,70]，严重状态的评分范围为(0,60]；
当一次设备处于正常、注意、异常状态时，采用公式(1)进行计算；
当一次设备处于严重状态时，采用公式(2)进行计算；
SA为一次设备状态的基础得分，当一次设备处于正常状态时，取值为100；当一次设备处于注意状态时，取值为85；当一次设备处于异常状态时，取值为70；当一次设备处于严重状态时，取值为60；
A，B为一次设备的模拟量和数字量对一次设备健康状态的影响系数；α，β为一次设备的模拟量和数字量对设备的贡献系数；g(α,β)为一次设备的模拟量和数字量对一次设备健康状态的影响分数；
(8)在对操作票的开票、预演、操作过程中，如果符合步骤(5)生成的防误闭锁逻辑且一次设备运行工况良好，则顺利执行操作票；否则，不能继续操作。
2.根据权利要求1所述的基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于：
在步骤(1)中，所建立的变电站内一次设备模型包括一次设备的属性信息和电网拓扑结构信息，电网拓扑结构信息标明了一次设备之间的连接关系；其中一次设备的属性信息包括一次设备的位置信息、一次设备运行参数、一次设备所处的环境信息和一次设备的维修计划，电网拓扑结构信息包括该一次设备与其他一次设备的连接关系和连接方式。
3.根据权利要求1所述的基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于：
在步骤(5)中，所述的防误闭锁逻辑，指五防逻辑和自定义的防误闭锁规则。
4.根据权利要求1所述的基于信息融合的智能变电站防误闭锁方法，其特征在于：一次设备的模拟量和数字量对一次设备健康状态的影响系数A，B的计算方式如下：
n为描述一次设备模拟量的个数，m为描述一次设备数字量的个数；
ka为一次设备模拟量处于严重状态的个数，kb为一次设备数字量处于严重状态的个数；
g(α,β)＝α+β (7)。
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