CN106771730A - 智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法，包括解析模块、配置模块、采样模块、判断模块和输出模块，所述配置模块分别与解析模块、判断模块相连，所述判断模块分别与采样模块、输出模块相连，其中：解析模块用于解析智能变电站的SCD文件，提取SCD文件中的IED设备列表；配置模块根据IED设备列表配置各IED设备所属间隔，对IED设备按照间隔进行分类；采样模块从站控层获取各IED设备的模拟量测量数据；判断模块用于对间隔内的各IED设备的模拟量回路进行冗余校验；输出模块将判断模块的判断结果进行输出显示。提高保护装置的模拟量回路故障时的检测速度，提高保护装置的可靠性，确保电网整体的供电可靠性。

Description

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法

技术领域

本发明涉及一种智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法。

背景技术

智能变电站在传统的运维模式下，需要定期安排人员进站巡检，以观察和记录保护装置及相关装置的状态，并对其运行状态进行评估，到了一定年限，还需要安排停电检修，并针对保护装置及其相关二次回路进行定期的维护。随着电网规模的扩大，这种巡检和检修维护方式使得人力和资金成本大大提高，传统运维乃至特维等运维模式难以为继，且不能及时发现设备隐患。

随着电力安全性及运营成本要求的提高，现有保护设备面临可靠性与运维经济性的矛盾。对于智能变电站的保护设备，尤其是其模拟量回路，当发生问题时，不能及时有效的定位，实时性较差，降低电网整体的供电可靠性。

发明内容

针对上述问题，本发明提供智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法，提高保护装置的模拟量回路故障时的检测速度，提高保护装置的可靠性，确保电网整体的供电可靠性。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，包括解析模块、配置模块、采样模块、判断模块和输出模块，所述配置模块分别与解析模块、判断模块相连，所述判断模块分别与采样模块、输出模块相连，其中：

解析模块用于解析智能变电站的SCD文件，提取SCD文件中的IED设备列表；

配置模块根据IED设备列表配置各IED设备所属间隔，对IED设备按照间隔进行分类；

采样模块从站控层获取各IED设备的模拟量测量数据；

判断模块用于对间隔内的各IED设备的模拟量回路进行冗余校验；

输出模块将判断模块的判断结果进行输出显示。

优选，模拟量测量数据包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。

当一个间隔内仅有两个IED设备时，判断模块对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常。

当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，判断模块选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据智能变电站的SCD文件获取智能变电站内所有的IED设备信息；

步骤2、根据IED设备所属间隔信息，对IED设备按间隔进行分类；

步骤3、在站控层，采用MMS规约实时获取间隔内各IED设备的模拟量测量数据；

步骤4、对各间隔内的IED设备进行模拟量测量数据的冗余校验；

步骤5、根据校验结果，输出间隔内的IED设备的模拟量回路健康状态。

优选，步骤1中，IED设备包括保护设备、测控设备、录波设备；步骤3中，模拟量测量数据包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。

优选，步骤2中，对IED设备按间隔进行分类，包括线路间隔，母联间隔，主变间隔，断路器间隔，虚拟母线间隔，虚拟主变间隔。

当一个间隔内仅有两个IED设备时，对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常；

当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。

本发明的有益效果是：

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法，通过提取智能变电站SCD模型中的IED设备，形成IED设备列表，并按照间隔对IED设备进行分类，对同一间隔内的IED设备上送站控层的模拟量测量信号进行冗余校验，进而判断出此间隔IED设备的模拟量回路状态。本发明一种智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法与装置，能够有效的、快速的检测出智能变电站保护设备的模拟量回路异常，准确的发出报警信息，提示运维人员进行状态检修，提高保护装置的可靠性，确保电网整体的供电可靠性。

附图说明

图1是本发明智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置的结构框图；

图2是本发明智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，如图1所示，包括解析模块、配置模块、采样模块、判断模块和输出模块，所述配置模块分别与解析模块、判断模块相连，所述判断模块分别与采样模块、输出模块相连，判断模块根据配置模块和采样模块的输出进行模拟量采样回路实时的判断，各模块的具体功能如下：

解析模块用于解析智能变电站的SCD文件（SCD为变电站IEC61850标准中substationconfiguration discription的缩写，即全站***配置文件），提取SCD文件中的IED设备（IED是Intelligent Electronic Device的简称，是智能电子设备）列表，一般的，可以离线获取智能变电站SCD文件，而无需在线获取，解析出SCD文件中的所有的IED设备信息，包括保护设备、测控设备、录波设备。

配置模块根据IED设备列表配置各IED设备所属间隔，对IED设备按照间隔进行分类，对IED设备按间隔进行分类具体包括如下步骤：

1、对一次***进行间隔划分，包括线路间隔、母联间隔、主变间隔、断路器间隔、虚拟母线间隔和虚拟主变间隔。

2、依据IED所属的间隔信息，对IED设备按照间隔进行分类。

采样模块从站控层获取各IED设备的模拟量测量数据，包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。采样模块包括站控层报文解析模块和数据存储模块，所述站控层报文解析模块用于解析IED设备上送站控层的模拟量采样报文，所述数据存储模块用于存储IED设备的模拟量采样报文。

判断模块用于对间隔内的各IED设备的模拟量回路进行冗余校验。

输出模块将判断模块的判断结果进行输出显示，给出间隔内的IED设备的模拟量回路健康状态。回路健康状态分为健康、异常、未校验。

按照间隔内IED设备的数量，冗余校验包括两参量校验和多参量校验，即：当一个间隔内仅有两个IED设备时，进行两参量校验：判断模块对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常。此方法适用于这个间隔仅有两个参考量的比较，比如间隔保护单配置，仅能获取保护装置和测控装置的测量数据。

当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，进行多参量校验：判断模块选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。此方法适用于这个间隔有多个（大于2个）参考量的比较，比如间隔保护双配置，可以获取两套保护装置和测控装置的测量数据。

电网事故案例分析表明，二次模拟量回路缺陷是引发继电保护***事故的主要原因，长期以来，由于继电保护相关的二次回路较为复杂, 因而无法对其进行有效的、实时的回路状态检测。而本发明通过提取智能变电站SCD模型中的IED设备，形成IED设备列表，并按照间隔对IED设备进行分类，对同一间隔内的IED设备上送站控层的模拟量测量信号实时进行冗余校验，进而判断出此间隔IED设备的模拟量回路状态。

对应的，如图2所示，智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，包括如下步骤：

步骤1、根据智能变电站的SCD文件获取智能变电站内所有的IED设备信息，包括保护设备、测控设备、录波设备。

步骤2、根据IED设备所属间隔信息，对IED设备按间隔进行分类。对一次***进行间隔划分，包括线路间隔、母联间隔、主变间隔、断路器间隔、虚拟母线间隔和虚拟主变间隔。依据IED所属的间隔信息，对IED设备按照间隔进行分类，比如线路1间隔包括：线路1第一套主保护IED，线路1第二套主保护IED，线路1测控IED，线路1第一套合并单元IED，线路1第二套合并单元IED，线路1第一套智能终端IED，线路1第二套智能终端IED。

步骤3、在站控层，采用MMS规约（Manufacturing Message Specifcation：MMS规范了工业领域具有通信能力的智能传感器、智能电子设备（IED）、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性）实时获取间隔内各IED设备的模拟量测量数据。

比如，对于线路1间隔，实时获取线路1第一套主保护IED，线路1第二套主保护IED，线路1测控IED装置的模拟量测量数据，其中模拟量测量数据包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。

步骤4、对各间隔内的IED设备进行模拟量测量数据的冗余校验。

当一个间隔内仅有两个IED设备时，对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常；

当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。

比如，对于间隔1，采用线路1第一套主保护IED、线路1第二套主保护IED、线路1测控IED装置的三相电流采样幅值，进行冗余校验，选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。一般的，同间隔内其他IED设备分别与基准数据进行比较，当差值大于预设门槛时，则判断对应的其他IED设备出现异常，但是，当同间隔内其他IED设备与基准数据的差值均大于预设门槛时，则判断基准数据对应的IED设备出现异常。

步骤5、根据校验结果，输出间隔内的IED设备的模拟量回路健康状态。

智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置与方法，通过提取智能变电站SCD模型中的IED设备，形成IED设备列表，并按照间隔对IED设备进行分类，对同一间隔内的IED设备上送站控层的模拟量测量信号进行冗余校验，进而判断出此间隔IED设备的模拟量回路状态。本发明一种智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法与装置，能够有效的、快速的检测出智能变电站保护设备的模拟量回路异常，准确的发出报警信息，提示运维人员进行状态检修，提高保护装置的可靠性，确保电网整体的供电可靠性。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或者等效流程变换，或者直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，包括解析模块、配置模块、采样模块、判断模块和输出模块，所述配置模块分别与解析模块、判断模块相连，所述判断模块分别与采样模块、输出模块相连，其中：

解析模块用于解析智能变电站的SCD文件，提取SCD文件中的IED设备列表；

配置模块根据IED设备列表配置各IED设备所属间隔，对IED设备按照间隔进行分类；

采样模块从站控层获取各IED设备的模拟量测量数据；

判断模块用于对间隔内的各IED设备的模拟量回路进行冗余校验；

输出模块将判断模块的判断结果进行输出显示。

2.根据权利要求1所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，模拟量测量数据包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。

3.根据权利要求2所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，采样模块包括站控层报文解析模块和数据存储模块，所述站控层报文解析模块用于解析IED设备上送站控层的模拟量采样报文，所述数据存储模块用于存储IED设备的模拟量采样报文。

4.根据权利要求2所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，当一个间隔内仅有两个IED设备时，判断模块对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常。

5.根据权利要求2所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验装置，其特征在于，当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，判断模块选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。

6.智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、根据智能变电站的SCD文件获取智能变电站内所有的IED设备信息；

步骤2、根据IED设备所属间隔信息，对IED设备按间隔进行分类；

步骤3、在站控层，采用MMS规约实时获取间隔内各IED设备的模拟量测量数据；

步骤4、对各间隔内的IED设备进行模拟量测量数据的冗余校验；

步骤5、根据校验结果，输出间隔内的IED设备的模拟量回路健康状态。

7.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，其特征在于，步骤1中，IED设备包括保护设备、测控设备、录波设备；步骤3中，模拟量测量数据包括三相电流采样幅值，三相电压采样幅值，同期电压采样幅值。

8.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，其特征在于，步骤2中，对IED设备按间隔进行分类，包括线路间隔，母联间隔，主变间隔，断路器间隔，虚拟母线间隔，虚拟主变间隔。

9.根据权利要求6所述的智能变电站保护装置模拟量采样回路实时校验方法，其特征在于：

当一个间隔内仅有两个IED设备时，对两个IED设备的模拟量测量数据进行比对，当二者的对应相的电流差值大于预设电流门槛时，则判定此相电流回路异常；当二者的对应相的电压差值大于预设电压门槛时，则判定此相电压回路异常；

当一个间隔内的IED设备数量大于2个时，选取其中一个IED设备的模拟量测量数据作为基准数据并与同间隔内其他IED设备的模拟量测量数据进行比对，当差值均大于预设门槛时，则判定此相回路异常。