电网故障智能信息处理系统总体设计方案第三稿

《分布式电网故障智能信息处理系统》总体设计方案第3稿一系统功能概述：电力系统发生故障时，就地保护和录波装置会形成大量的原始数据，其中有用信息只有少部分，这些数据如不加处理直接上传到调度中心，一是影响信息传输速度，二是使有关技术人员花费大量时间进行分析处理，不利于快速准确地进行事故的判断。另外，复杂的电网故障往往需要综合多个变电站上传的故障数据，利用人工智能、专家系统等技术进行故障的分析和判断，从而为调度人员提供决策支持，达到智能调度的要求。《分布式电网故障智能信息处理系统》在变电站（子站）端实现保护和录波装置的原始数据采集和数据格式的统一表示和存储、数据分析和管理、信息过滤以及信息的上传等，在调度端（主站）实现对各个变电站故障信息的接受、存储和管理，综合各变电站故障信息利用人工智能、专家系统等技术进行故障的分析和判断。《分布式电网故障智能信息处理系统》由主站系统和若干子站系统构成。二子站系统：2．1子站系统体系结构数据采集完成对变电站所有保护和录波装置产生的数据的采集功能，不同厂家的保护和录波装置可能具有不同的输出信息格式和规约，数据采集模块需要分别加以处理，并进行数据格式的统一；对来自各保护的实时数据存入数据库，存储录波文件；通知故障显示。实时事件显示提供事件的描述和显示。拓扑绘图与设备管理用以编辑、录入厂站的一次接线图，添加、删除和修改设备参数配置。包括：绘制变压器、断路器、刀闸、母线、线路、电容器、电抗器、录波器符号、保护装置图符，文字等；能进行绘图颜色、画笔的选择，文字字体、字号大小的选择；选中图形设备（单选或多选）从而进行移动、编辑、删除图形等操作；能够放大缩小画面；能够滚动浏览图形，保存图形文件；自动建立拓扑结构，并存入拓扑连接关系表；添加、删除和修改一次设备参数配置、录波器、保护装置参数配置，并存入子站系统数据采集拓扑绘图设备管理权限管理故障分析事件查询统计主动上传信息设置实时事件显示接受召唤上传和主动上传主界面召唤保护和录波数据设备参数库。主界面显示厂站的一次接线图，可以选中设备图形查看设备的参数配置，当有告警或保护动作事件时，在图形上能模拟提示。能启动其它模块。故障分析提供COMTRADE文件的数据处理包括波形描绘，波形测量，波形同步，谐波分析，向量分析，阻抗轨迹，结合保护动作事件对故障区域、故障元件进行定位、对保护动作的评判等功能，同时形成故障简报，及时上传调度，同时存入数据库；对COMTRADE文件实现信息过滤形成简化录波文件，并存储。事件查询统计完成对以往的事件信息、保护、录波器等进行查询，以及对故障信息进行统计，从而使用户对子站近期及历史运行状态有全面、清晰的了解。召唤保护和录波数据：包括召唤录波数据、召唤保护的模拟量、开关量采样值，召唤保护定值，不需要存储。主动上传信息设置设置需要主动上传给调度的信息。接受召唤上传和信息主动上传主要遵从104规约实现变电站信息到调度的两种方式下的上传。权限管理可集中设置子站系统用户的权限。2．2子站系统数据结构1数据采集模块/实时事件显示对采集的数据统一格式表示，用到的数据结构主要包括：(1)保护告警信息，包括:事件ID，装置编号，发生时间，源的值,信息序号(INF),功能类型（FUN）存入实时数据库和历史数据库的保护告警信息表中，同时弹出窗口显示告警信息。（知道如何用了）(2)保护动作信息，包括:事件ID，装置编号，动作启动时间，动作完成时间，源的值(DPI),信息序号(INF),故障序号（FAN）,功能类型（FUN）,故障相别及类型（FPT），短路位置（SCL）（知道如何用了）存入实时数据库和历史数据库的保护动作信息表中，同时弹出窗口显示动作事件信息。(3)保护定值信息，包括:(定值ID，装置编号，实际值，时间，厂站名)存入实时数据库和历史数据库的保护定值信息表中(4)保护模拟量信息，包括:（模拟量ID，装置编号，时间，实际值，厂站名）存入实时数据库和历史数据库的保护模拟量信息表中(5)保护开关量信息，包括:（开关量ID，装置编号，时间，实际值，厂站名）存入实时数据库和历史数据库的保护开关量信息表中(6)录波信息，包括:（录波序号，装置编号，信息序号(INF),功能类型（FUN）,故障相别及类型（FPT），跳闸相别（JPT），故障距离（SCL），时间，故障间隔名，录波文件，厂站名）存入实时数据库和历史数据库的录波信息表中，其中录波文件存入子站硬盘某一目录和备份目录下，同时弹出窗口显示录波信息。实时库和历史库的事件ID不一致，但实时库中各表的事件ID应具有相同含义；历史库中各表的事件ID应具有相同含义。2主界面读取图形文件，显示厂站的一次接线简图，可以查看设备的参数配置，当有告警或保护动作事件时，在图形上能模拟提示。涉及到的数据结构有：（1）设备的参数配置部分数据结构同“设备管理”模块定义。（2）图形文件（3）各种图元数据结构，包括变压器图元、母线图元、线路图元、电抗器图元、电容器图元、电容器图元、刀闸图元、断路器图元、保护图元、录波器图元，显示图形时用到。3拓扑绘图涉及到的数据结构有：（1）设备的参数配置部分数据结构同“设备管理”模块定义，存入设备参数库。（2）各种图元数据结构，包括变压器图元、母线图元、线路图元、电抗器图元、电容器图元、电容器图元、刀闸图元、断路器图元、保护图元、录波器图元，画图时用到。（3）图形文件，保存所绘制的图形文件（4）一、二次设备的拓扑连接关系涉及的数据结构：一次设备名称，连接设备1，连接设备2保存在设备库的拓扑连接信息表中4配置管理设备管理需要输入、删除、编辑或存储一次设备、二次设备的参数信息，此外，如果没有拓扑绘图功能，则需要在此输入一次设备的拓扑连接关系。其中一次设备、二次设备的参数信息包括：母线参数信息：编号，母线名称，型号，电压等级，额定容量，所属厂站，运行状态上述信息保存在设备库的母线参数信息表中线路参数信息：编号，线路名称，长度，导线型号，电压等级，CT，零序阻抗，零序电抗，正序阻抗，正序电抗，线路开关编号，二次侧最大负荷电流，所属厂站，运行状态上述信息包存在设备库的线路参数信息表中变压器参数信息：编号，名称，型号，额定电压，接线组别，额定容量，电抗百分比，是否自耦，高压侧PT,中压侧PT，低压侧PT，套管CT，中性线CT，间隙CT，所属厂站，运行状态上述信息包存在设备库的变压器参数信息表中断路器参数信息：编号，名称，型号，额定电压，额定电流，安装地点，PT，CT，短路容量，短路电流，所属厂站，运行状态上述信息包存在设备库的断路器参数信息表中变电站装置信息：编号，装置名称，装置类别编号，运行状态，所属厂站，被保护设备编号编号即ASDU地址，全站唯一(0~FEH)装置类别编号：0子站计算机，1继电保护装置，2故障录波器，34运行状态：0：停用；1：运行；2：调试中；其它：未定义上述信息保存在设备库的变电站装置信息表中装置的信息定义：装置编号，类型标识FUN，信息序号INF，信息描述，类型注：类型包括动作类、状态类和自检类模拟量配置表：装置编号，ID，名称，一二次变比，最小值，最大值，单位，实际值开关量配置表：装置编号，ID，名称，装置的功能类型（FUN），信息序号（INF），开关量类型注：开关量类型为0：开关量；1：保护动作信号；2：压板状态定值配置表0：浮点数定值装置编号，ID，定值名称，最小值，最大值，步长，精度1，精度2，单位定值配置表1：整数定值装置编号，ID，定值名称，最小值，最大值，步长，单位控制字定值配置表：装置编号，ID，定值名称，控制字位数，位0描述，位1描述，位2描述，位3描述，位4描述，位5描述，位6描述，位7描述，位8描述，位9描述，位10描述，位11描述，位12描述，位13描述，位14描述，位15描述5故障分析对COMTRADE文件实现信息过滤形成简化录波文件，存入与原始文件相同目录和备份目录下，以录波序号前加“S”命名.提供COMTRADE文件的数据处理包括波形描绘，波形测量，波形同步，谐波分析，向量分析，阻抗轨迹；结合保护动作事件对故障区域、故障元件进行定位、对保护动作的评判等功能，形成故障简报，及时上传调度，同时存入历史数据库的故障简报表中；删除实时库中相应记录。故障简报包括以下信息：设备名,保护名，事件类型，故障类型，故障地点（故障测距），故障时间，持续时间，故障元件，保护动作评判，开关动作评判，故障情况，是否重合闸，是否成功，所属厂站。6事件查询统计用户选择厂站名称、设备名称、选择故障类型，选择欲查询时间段的起始时间、欲查询时间段的结束时间后，从历史数据库的保护告警信息表、保护动作信息表和录波信息表及事件相关的故障简报表中检索符合用户查询条件的信息显示，涉及到的数据结构主要是数据库历史数据库的。(1)保护告警信息表(2)保护动作信息表(3)录波信息表(4)事件相关的故障简报表详见数据库设计一节。7召唤保护和录波数据：录波数据、保护的模拟量、开关量采样值，保护定值等数据结构与前述相同。不需要存储。8主动上传信息设置必选项有：(1)故障简报(2)开关状态(3)断路器出口保护事件可选项有：(1)保护定值9接受召唤上传和信息主动上传(1)故障简报（事件ID，事件类型，故障类型，故障地点（故障测距），故障时间，持续时间，故障元件，保护动作评判，开关动作评判，故障情况，是否重合闸，是否成功，所属厂站）(2)开关状态(3)保护动作事件(4)保护定值(5)保护告警事件(6)录波信息与录波文件录波信息（录波序号，录波器名称，触发量名称，起始时间，录波文件，厂站名）录波文件、简化录波文件10权限管理用户名和密码2．3子站系统数据库设计分为参数配置库、实时库和历史库。参数配置库主要存储不变的数据，包括一次设备、二次设备的参数信息；实时库存储实时变化的数据，包括最新保护事件、录波信息、故障简报等；历史库对已有的保护事件、录波信息、故障简报等进行备份，以提供历史事件查询。1参数配置库中表格包括：(1)母线参数信息表：MXCS编号,母线名称MXMC，型号XH，电压等级(kV)DYDJ，额定容量(kVA)EDRL，所属厂站SSCZ，运行状态YXZTBH：整型，主键MXMC：字符串型XH：字符串型(50)DYDJ：整型EDRL：长整型SSCZ：字符串型(50)YXZT：字节型tinyint（0或1，1表示投运）(2)线路参数信息表：XLCS（编号，线路名称，长度，导线型号，电压等级，CT，零序阻抗，零序电抗，正序阻抗，正序电抗，线路开关编号，二次侧最大负荷电流，所属厂站，运行状态）编号BH:整型，主键（这个是所有线路统一编号的）线路名称XLMC：字符串型长度(km)CD：浮点型导线型号DXXH：字符串型电压等级(kV)DYDJ：整型CT：字符串型零序阻抗R0（）：浮点型零序电抗X0（）：浮点型正序阻抗R1（）：浮点型正序电抗X1（）：浮点型线路开关编号XLKGBH：整型二次侧最大负荷电流ECMI:浮点型所属厂站SSCZ：字符串型运行状态YXZT：（0:停运；1：运行；2：调试中）(3)变压器参数信息表：BYQCS编号BH:整型，主键名称BYQMC：字符串型型号XH：字符串型额定电压(kV)EDDY：字符串型接线组别JXZB：字符串型额定容量(kVA)EDRL：字符串型电抗百分比(%)DKBFB：字符串型是否自耦SFZO：（0或1，1表示自耦）高压侧PTGYCPT：字符串型中压侧PTZYCPT：字符串型低压侧PTDYCPT：字符串型套管CTTGCT：字符串型中性线CTZXXCT：字符串型间隙CTJXCT：字符串型所属厂站SSCZ：字符串型运行状态YXZT:：（0或1，1表示投运）（4）断路器参数信息表：DLQCS编号BH:整型，主键名称DLQMC：字符串型型号XH：字符串型额定电压(kV)EDDY：整型额定电流(A)EDDL：浮点型安装地点AZDD：字符串型PT：字符串型CT：字符串型短路容量(VA)DLRL：浮点型短路电流(A)DLDL：浮点型所属厂站SSCZ：字符串型运行状态YXZT:：（0