專利名稱：繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種供電配電技術(shù)領(lǐng)域的保護(hù)裝置，具體是一種繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著微電子、計(jì)算機(jī)、通信等行業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，為微機(jī)型繼電保護(hù)裝置在電力 系統(tǒng)的應(yīng)用提供了基礎(chǔ)，作為電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要屏障，繼電保護(hù)動(dòng)作正確與否將直接影響到電網(wǎng)的安全穩(wěn)定。微機(jī)型繼電保護(hù)裝置的應(yīng)用帶來了保護(hù)裝置檢驗(yàn)的便利性等優(yōu)勢(shì)，但微機(jī)繼電保護(hù)用數(shù)字化信息處理技術(shù)完成保護(hù)的動(dòng)作原理，使得原來靜態(tài)繼電器可見的邏輯原理圖變成了“黑盒子”，反映保護(hù)裝置特征的信息以事件報(bào)告(Events Report)的形式體現(xiàn)，并非以直觀的時(shí)序邏輯方式體現(xiàn)，這樣，對(duì)于繼電保護(hù)運(yùn)行管理和電網(wǎng)事故情況下的保護(hù)動(dòng)作行為分析帶來諸多不便。此外，繼電保護(hù)系統(tǒng)涵蓋電流、電壓輸入回路，繼電保護(hù)裝置，跳合閘輸出回路等，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)無法正確工作，從某種意義上講，微機(jī)保護(hù)裝置實(shí)際上只具備涵蓋繼電保護(hù)系統(tǒng)的70-80%自檢能力。因此，覆蓋整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)特征狀態(tài)量的采集，將有助于將繼電保護(hù)裝置、二次回路等各種邏輯測(cè)點(diǎn)信息推演成反映繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的信息，改變目前微機(jī)型繼電保護(hù)系統(tǒng)邏輯原理的“不透明”現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化展示，提高電網(wǎng)第一道安全屏障的可靠性，控制電網(wǎng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)為繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性評(píng)價(jià)及狀態(tài)檢修模式的推進(jìn)提供技術(shù)支撐。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，南瑞繼保公司的《PCS-222B智能操作箱技術(shù)和使用說明書》記載了一種功能全面的智能微機(jī)型操作箱及其實(shí)現(xiàn)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)斷路器狀態(tài)監(jiān)視、控制回路檢查、斷路器跳合閘操作等功能，實(shí)現(xiàn)了斷路器狀態(tài)監(jiān)視、控制回路檢查等對(duì)操作回路的在線檢測(cè)，支持GOOSE(面向通用對(duì)象的變電站事件)報(bào)文；許繼電氣股份有限公司《WXH-803A微機(jī)線路保護(hù)使用說明書》記載了一種傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置出口回路的檢測(cè)模式，實(shí)現(xiàn)了出口弱電回路粘連、出口弱電回路斷線在線檢測(cè)等功能。但上述技術(shù)均僅涉及斷路器接口技術(shù)，并不具備對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)二次回路完整的狀態(tài)檢測(cè)。未涵蓋涉及微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的電流、電壓輸入回路信息及微機(jī)保護(hù)裝置本身內(nèi)部信息，不能構(gòu)成對(duì)于繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)的完整判別。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102005736A，
公開日2011-04-06，記載了一種“繼電保護(hù)設(shè)備健康狀況在線檢測(cè)方法”，該技術(shù)確定了繼電保護(hù)設(shè)備提供自檢信息的內(nèi)容。將自檢信息分類，增加能夠反映每類自檢信息對(duì)設(shè)備健康狀況影響程度的附加信息及其包含的內(nèi)容。狀態(tài)檢修主站通過變電站內(nèi)通信網(wǎng)絡(luò)采用IEC 61850通信標(biāo)準(zhǔn)采集繼電保護(hù)設(shè)備提供的自檢信息，建立繼電保護(hù)設(shè)備靜態(tài)、動(dòng)態(tài)自檢信息數(shù)據(jù)庫；采用通用的繼電保護(hù)設(shè)備健康狀況數(shù)學(xué)模型對(duì)設(shè)備的健康狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測(cè)，為繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修提供指導(dǎo)。該技術(shù)僅限于對(duì)保護(hù)設(shè)備的自檢信息采集、監(jiān)視，沒有涵蓋繼電保護(hù)系統(tǒng)所涉及的重要組成部分二次回路系統(tǒng)，不能構(gòu)成對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的完整性能判別，不具備將解析計(jì)算后的結(jié)果以可視化的手段展示保護(hù)信息之間邏輯關(guān)系等功能。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN1404194，
公開日2003_3_19，記載了一種“用于微機(jī)繼電保護(hù)裝置的可視化透明監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”，該技術(shù)包括微機(jī)繼電保護(hù)裝置；微機(jī)繼電保護(hù)裝置中的嵌入式控制軟件，其中設(shè)有監(jiān)測(cè)點(diǎn)；顯示監(jiān)控裝置；可以讀取監(jiān)測(cè)點(diǎn)信息的可視化監(jiān)控軟件。但該技術(shù)不能構(gòu)成對(duì)于微機(jī)保護(hù)裝置本身的完整監(jiān)測(cè)。中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN101980418A
公開日2011_02_23，記載了一種“變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)二次接線在線檢測(cè)系統(tǒng)”，包括光纖通信模塊、控制器、開關(guān)量處理模塊、保護(hù)出口回路檢測(cè)模塊和保護(hù)輸入回路檢測(cè)模塊，控制器通過光纖通信模塊與站控層網(wǎng)絡(luò)交換MMS報(bào)文信息，控制器分別與保護(hù)出口回路檢測(cè)模塊以及保護(hù)輸入回路檢測(cè)模塊相連以執(zhí)行二次回路接線檢測(cè)控制并獲取檢測(cè)結(jié)果，開關(guān)量處理模塊通 過光纖通信模塊分別與過程層網(wǎng)絡(luò)、站控層網(wǎng)絡(luò)相連交換GOOSE信息，保護(hù)出口回路檢測(cè)模塊以及保護(hù)輸入回路檢測(cè)模塊分別與開關(guān)量處理模塊相連獲取開關(guān)量狀態(tài)并輸出檢測(cè)命令。該技術(shù)主要缺陷在于僅涉及繼電保護(hù)裝置與斷路器聯(lián)接的跳合閘回路狀態(tài)判別，沒有涵蓋電流、電壓輸入回路、保護(hù)裝置本身信息，不能構(gòu)成對(duì)于微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的完整判別。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，使得技術(shù)人員可以直觀地觀察到保護(hù)裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行及動(dòng)作狀態(tài)，據(jù)此判斷繼電保護(hù)的動(dòng)作響應(yīng)特性與保護(hù)設(shè)計(jì)要求的符合性程度。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信息處理模塊、解析計(jì)算模塊、可視化展示模塊和智能告警模塊，其中數(shù)據(jù)采集模塊分別采集反映模擬量的SV報(bào)文、保護(hù)裝置內(nèi)部信息的裝置通信協(xié)議報(bào)文和反映斷路器狀態(tài)和跳合閘控制命令的GOOSE報(bào)文，并輸出至信息處理模塊，信息處理模塊按照IEC61850及裝置通信協(xié)議將上述報(bào)文解析成模擬量、開關(guān)量和保護(hù)邏輯信息，并進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的建模處理，生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至基于PLC邏輯和保護(hù)動(dòng)作原理的解析計(jì)算模塊，解析計(jì)算模塊根據(jù)保護(hù)動(dòng)作原理對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行修正，建立具有邏輯關(guān)系的信息輸出至可視化展示模塊，可視化展示模塊以可視化形態(tài)將具有邏輯關(guān)系的信息展示為具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，智能告警模塊與解析計(jì)算模塊相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息，根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別在條件符合時(shí)發(fā)出告警。所述的保護(hù)裝置通信協(xié)議包括M0DBUS等通信規(guī)約。所述的運(yùn)行狀態(tài)模型包括差動(dòng)保護(hù)的差流是否大于設(shè)定的門檻值等。所述的具有邏輯關(guān)系的信息包括電流輸入模擬量大于過電流保護(hù)設(shè)定的門檻值，形成一個(gè)變位的開關(guān)量輸出等。所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集保護(hù)裝置電流和/或電壓輸入回路信息的第一采集單元、用于采集微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部信息的第二采集單元、用于采集保護(hù)裝置與斷路器之間跳合閘回路信息的第三采集單元，其中第一采集單元的輸入端經(jīng)過程層交換機(jī)與過程層SV網(wǎng)絡(luò)相連并采集保護(hù)裝置所采用的滿足SV報(bào)文要求的電流互感器和電壓互感器信息后輸出至信息處理模塊；第二采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)與過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)相連，采集保護(hù)裝置內(nèi)部軟硬件的狀態(tài)信息，以裝置通信協(xié)議報(bào)文輸出至信息處理模塊；第三采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)與過程層GOOSE網(wǎng)相連并采集保護(hù)裝置與斷路器之間的滿足GOOSE報(bào)文要求的跳合閘回路信息后輸出至信息處理模塊。所述的信息處理模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)解析單元和第一數(shù)據(jù)傳輸單元，其中數(shù)據(jù)采集單元分別與第一至第三采集單元相連并收集三個(gè)采集單元輸出的信息傳輸至數(shù)據(jù)解析單元，數(shù)據(jù)解析單元分別將SV報(bào)文、裝置通信協(xié)議報(bào)文和GOOSE報(bào)文按照IEC61850及裝置通信協(xié)議解析成模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)解析后的信息進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型；第一數(shù)據(jù)傳輸單元與解析計(jì)算模塊相連并傳輸面向應(yīng)用的運(yùn)行狀態(tài)模型。所述的解析計(jì)算模塊包括第一數(shù)據(jù)接收單元、布爾邏輯算法單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元和第二數(shù)據(jù)傳輸單元，其中第一數(shù)據(jù)接收單元接收來自信息處理模塊的符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，布爾邏輯算法單元依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理構(gòu)建PLC組態(tài)運(yùn)算單元的運(yùn)算算法并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元根據(jù)運(yùn)算算法對(duì)符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行計(jì)算，得到模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量和開關(guān)量信息之間符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理且具有邏輯關(guān)系的信息，并通過第二數(shù)據(jù)傳輸單元輸出至可視化展示模塊。所述的可視化展示模塊包括第二數(shù)據(jù)接收單元、圖形技術(shù)處理單元和顯示單元，其中第二數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊相連，將具有邏輯關(guān)系的信息傳輸至圖形技術(shù)處理單元，圖形技術(shù)處理單元將具有邏輯關(guān)系的信息處理成可展示的畫面，由具備人機(jī)界面接口的顯示單元通過人機(jī)界面實(shí)時(shí)展示具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并支持WEB方式發(fā)布。所述的智能告警模塊包括第三數(shù)據(jù)接收單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元、智能告警單元和告警發(fā)布單元，其中，第三數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息后傳輸至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元將計(jì)算結(jié)果輸出至智能告警單元，智能告警單元根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別對(duì)于告警信息分類并輸出至告警發(fā)布單元進(jìn)行告警發(fā)布。本發(fā)明涉及上述系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟第一步、通過數(shù)據(jù)采集模塊的三個(gè)采集單元分別采集繼電保護(hù)系統(tǒng)電流、電壓輸入回路信息、繼電保護(hù)裝置內(nèi)部信息、跳合閘回路信息，并形成原始數(shù)據(jù)源。第二步、按照IEC61850及裝置通信協(xié)議，從原始數(shù)據(jù)源中解析出模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)其進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，獲得符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型。 第三步、依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建布爾邏輯算法，并采用布爾邏輯算法對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得到符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理具有邏輯關(guān)系的信息。第四步、采用圖形技術(shù)對(duì)具有邏輯關(guān)系的信息進(jìn)行處理，提取出可視化畫面信息，并通過人機(jī)界面輸出。
第五步、根據(jù)用戶定義的告警信息需求，構(gòu)建組態(tài)算法，采用PLC組態(tài)計(jì)算告警結(jié)果，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告知對(duì)象，將告警信息傳輸至相關(guān)用戶。本發(fā)明通過提取微機(jī)型保護(hù)裝置內(nèi)部基本元件及相關(guān)二次系統(tǒng)的特征信息，形成完整反映繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)信息；依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理對(duì)于上述實(shí)時(shí)信息進(jìn)行解析分析計(jì)算，按照過程控制理論將計(jì)算分析結(jié)果在實(shí)時(shí)信息之間構(gòu)成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的邏輯關(guān)系；以可視化技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)展示，并根據(jù)用戶定義的告警需求，將智能告警算法處理結(jié)果告知用戶。使得技術(shù)人員可以直觀地觀察到保護(hù)裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)及異常情況，據(jù) 此判斷繼電保護(hù)的動(dòng)作響應(yīng)特性與保護(hù)設(shè)計(jì)要求的符合性程度，及時(shí)處理保護(hù)異常狀態(tài)，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)遠(yuǎn)程維護(hù)和狀態(tài)檢修提供關(guān)鍵技術(shù)支撐，有效降低人為因素引起的保護(hù)缺陷幾率。


圖I為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖。圖2為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部模塊示意圖。圖3為數(shù)據(jù)采集模塊示意圖。圖4為實(shí)施例工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例如圖I-圖3所示，本系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊、信息處理模塊、解析計(jì)算模塊、可視化展示模塊、智能告警模塊，其中數(shù)據(jù)采集模塊分別采集SV報(bào)文、保護(hù)裝置內(nèi)部狀態(tài)的裝置通信協(xié)議報(bào)文和GOOSE報(bào)文并輸出至信息處理模塊，信息處理模塊按照IEC61850及裝置通信協(xié)議將上述報(bào)文解析成模擬量、開關(guān)量和保護(hù)邏輯信息，并進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的建模處理生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至基于PLC邏輯和保護(hù)動(dòng)作原理的解析計(jì)算模塊，解析計(jì)算模塊根據(jù)保護(hù)動(dòng)作原理對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行修正，并建立具有邏輯關(guān)系的信息輸出至可視化展示模塊，可視化展示模塊以可視化形態(tài)將具有邏輯關(guān)系的信息展示為具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，智能告警模塊與解析計(jì)算模塊相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息，根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別在條件符合時(shí)發(fā)出告警信息。所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集保護(hù)裝置電流和/或電壓輸入回路信息的第一采集單元、用于采集微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部信息的第二采集單元、用于采集保護(hù)裝置與斷路器之間跳合閘回路信息的第三采集單元，其中第一采集單元的輸入端經(jīng)過程層交換機(jī)與過程層SV網(wǎng)絡(luò)相連并采集保護(hù)裝置所采用的滿足SV報(bào)文要求的電流互感器和電壓互感器信息后輸出至信息處理模塊；第二采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)通過過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)裝置相連并采集保護(hù)裝置內(nèi)部軟硬件滿足裝置通信協(xié)議輸出至信息處理模塊；第三采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)與過程層GOOSE網(wǎng)相連并采集保護(hù)裝置與斷路器之間的滿足GOOSE報(bào)文要求的跳合閘回路信息后輸出至信息處理模塊。所述的數(shù)據(jù)采集模塊通過過程層網(wǎng)絡(luò)采集保護(hù)裝置內(nèi)部信息，而不是通常通過站控層網(wǎng)絡(luò)采集保護(hù)裝置內(nèi)部信息，這種方案最大的好處在于可以有效屏蔽來自站控層網(wǎng)絡(luò)可能的不安全入侵，為保護(hù)裝置構(gòu)建了一層信息安全防線。所述的信息處理模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)解析單元和第一數(shù)據(jù)傳輸單元，其中數(shù)據(jù)采集單元分別與第一至第三采集 單元相連，收集三個(gè)采集單元輸出的信息傳輸至數(shù)據(jù)解析單元，數(shù)據(jù)解析單元分別將SV報(bào)文、裝置通信協(xié)議報(bào)文和GOOSE報(bào)文按照IEC61850及裝置通信協(xié)議解析成模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)解析后的信息進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型；第一數(shù)據(jù)傳輸單元與解析計(jì)算模塊相連，并傳輸面向應(yīng)用符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型。所述的信息處理模塊基于IEC61131進(jìn)行信息應(yīng)用建模，構(gòu)建符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型，運(yùn)行狀態(tài)模型是指根據(jù)具體工程要求確定的各種保護(hù)工程應(yīng)用方案。所述解析計(jì)算模塊包括第一數(shù)據(jù)接收單元、布爾邏輯算法單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元和第二數(shù)據(jù)傳輸單元，其中第一數(shù)據(jù)接收單元接收來自信息處理模塊符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，布爾邏輯算法單元依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理構(gòu)建PLC組態(tài)運(yùn)算單元的運(yùn)算算法并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元根據(jù)運(yùn)算算法對(duì)符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行計(jì)算，得到模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量和開關(guān)量信息之間符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理具有邏輯關(guān)系的信息，并輸出至可視化展示模塊。所述的解析計(jì)算模塊采用PLC工具，構(gòu)建基于運(yùn)行狀態(tài)模型的算法，通過計(jì)算所采集的輸入信息，建立信息之間的邏輯關(guān)系，為采用可視化技術(shù)實(shí)現(xiàn)符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理的信息展示提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。所述的可視化展示模塊包括第二數(shù)據(jù)接收單元、圖形技術(shù)處理單元和顯示單元，其中第二數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊的第二數(shù)據(jù)傳輸單元相連，將具有邏輯關(guān)系的信息傳輸至圖形技術(shù)處理單元，圖形技術(shù)處理單元將具有邏輯關(guān)系的信息處理成可展示的畫面，由具備人機(jī)接口的顯示單元通過人機(jī)界面實(shí)時(shí)展示具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)并支持WEB發(fā)布機(jī)制。所述的可視化展示模塊所展示的保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)信息具有時(shí)序邏輯特征。所述的智能告警模塊包括第三數(shù)據(jù)接收單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元、智能告警單元和告警發(fā)布單元，其中，第三數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊的第二數(shù)據(jù)傳輸單元相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息后傳輸至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元將計(jì)算結(jié)果輸出至智能告警單元，智能告警單元根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別對(duì)于告警信息分類并輸出至告警發(fā)布單元進(jìn)行告警信息發(fā)布。所述的智能告警模塊通過PLC工具提供用戶可定制的告警模塊。如圖4所示，上述系統(tǒng)通過以下方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)SlOO :通過數(shù)據(jù)采集模塊的三個(gè)采集單元分別采集繼電保護(hù)系統(tǒng)電壓、電流輸入回路、繼電保護(hù)裝置內(nèi)部信息、斷路器狀態(tài)信息、跳合閘回路信息，并形成原始數(shù)據(jù)源。所述的電流、電壓輸入回路信息包括符合SV報(bào)文規(guī)范的三相電壓和三相電流數(shù)
字信號(hào)；
所述的繼電保護(hù)裝置內(nèi)部信息是指內(nèi)部軟、硬件狀態(tài)信息，具體包括符合裝置通信協(xié)議的保護(hù)裝置硬件元器件(如電源，F(xiàn)PGA等)指標(biāo)異常、軟件功能元件輸出變位等；所述的跳合閘回路信息是指符合GOOSE報(bào)文規(guī)范的斷路器狀態(tài)信息以及微機(jī)保護(hù)裝置啟動(dòng)斷路器跳、合閘的輸出信號(hào)，其中，斷路器狀態(tài)信息具體包括合閘狀態(tài)、跳閘狀態(tài)。S200 :按照IEC61850機(jī)制及裝置通信協(xié)議從原始數(shù)據(jù)源中解析出模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)其進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，獲得符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型。所述的IEC61850機(jī)制具體是指對(duì)于SV、GOOSE報(bào)文的格式定義；所述的基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模具體是指包括以下步驟2. I建立繼電保護(hù)原理的邏輯圖2. 2將繼電保護(hù)原理的邏輯圖形映射成IEC61131圖形；2. 3采用IEC61131組態(tài)工具編譯形成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型S300 :依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建布爾邏輯算法，并采用布爾邏輯算法對(duì)符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行邏輯推理計(jì)算，得到符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理具有邏輯關(guān)系的信
肩、OS400:對(duì)具有邏輯關(guān)系的信息進(jìn)行圖形化技術(shù)處理，提取出可視化畫面信息，并通過人機(jī)界面輸出，并支持WEB發(fā)布。所述的可視化畫面信息具體是指輸入信息與輸出結(jié)果以具有時(shí)序邏輯特征的圖展示。根據(jù)解析計(jì)算所形成的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)結(jié)果，采取可視化技術(shù)手段，動(dòng)態(tài)顯示具有時(shí)序特征的保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)和動(dòng)作行為，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作原理的“透明化”展示，可直觀地實(shí)時(shí)判繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。S500:對(duì)信息依據(jù)用戶定義的告警類別計(jì)算，并根據(jù)用戶定義的不同告警級(jí)別告知對(duì)象，將告警信息通知對(duì)應(yīng)用戶。 由以上技術(shù)方案可見，本申請(qǐng)實(shí)施例提供的繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的動(dòng)態(tài)可視化監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在繼電保護(hù)正常運(yùn)行情況下可以動(dòng)態(tài)展示符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理，具有時(shí)序特 征的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，并具備智能告警功能。使得保護(hù)技術(shù)人員及調(diào)度運(yùn)行人員可以直觀地觀察到繼電保護(hù)系統(tǒng)的健康狀況，及時(shí)了解繼電保護(hù)裝置及二次系統(tǒng)的正確性，有利于提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信息處理模塊、解析計(jì)算模塊、可視化展示模塊和智能告警模塊，其中數(shù)據(jù)采集模塊分別采集反映電流、電壓模擬量信息的SV報(bào)文、保護(hù)裝置內(nèi)部信息的裝置通信協(xié)議報(bào)文和反映跳合閘回路狀態(tài)信息的GOOSE報(bào)文并輸出至信息處理模塊，信息處理模塊按照IEC61850機(jī)制及裝置通信協(xié)議將上述報(bào)文解析成模擬量、開關(guān)量和保護(hù)邏輯狀態(tài)信息，并進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的建模處理，生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至基于PLC邏輯和保護(hù)動(dòng)作原理的解析計(jì)算模塊，解析計(jì)算模塊根據(jù)保護(hù)動(dòng)作原理對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行修正，建立具有邏輯關(guān)系的信息輸出至可視化展示模塊，可視化展示模塊以可視化形態(tài)將具有邏輯關(guān)系的信息展示為具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，智能告警模塊與解析計(jì)算模塊相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息，根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別在條件符合時(shí)發(fā)出告警信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的運(yùn)行狀態(tài)模型包括差動(dòng)保護(hù)的差流是否大于設(shè)定的門檻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的具有邏輯關(guān)系的信息包括電流輸入模擬量大于過電流保護(hù)設(shè)定的門檻值，形成一個(gè)變位的開關(guān)量輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)據(jù)采集模塊包括用于采集保護(hù)裝置電流和/或電壓輸入回路信息的第一采集單元、用于采集微機(jī)保護(hù)裝置內(nèi)部信息的第二采集單元、用于采集保護(hù)裝置與斷路器之間跳合閘回路信息的第三采集單元，其中第一采集單元的輸入端經(jīng)過程層交換機(jī)與過程層SV網(wǎng)絡(luò)相連并采集保護(hù)裝置所采用的滿足SV報(bào)文要求的電流互感器和電壓互感器信息后輸出至信息處理模塊；第二采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)的GOOSE網(wǎng)絡(luò)與保護(hù)裝置相連并采集保護(hù)裝置內(nèi)部軟硬件的狀態(tài)信息后以保護(hù)裝置通信協(xié)議輸出至信息處理模塊；第三采集單元的輸入端經(jīng)過過程層交換機(jī)與過程層GOOSE網(wǎng)相連并采集保護(hù)裝置與斷路器之間的滿足GOOSE報(bào)文要求的跳合閘回路信息后輸出至信息處理模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的信息處理模塊包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)解析單元和第一數(shù)據(jù)傳輸單元，其中數(shù)據(jù)采集單元分別與第一至第三采集單元相連并收集三個(gè)采集單元輸出的信息傳輸至數(shù)據(jù)解析單元，數(shù)據(jù)解析單元分別將SV報(bào)文、保護(hù)裝置通信協(xié)議報(bào)文和GOOSE報(bào)文按照IEC61850及裝置通信協(xié)議解析成模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)解析后的信息進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，生成符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型；第一數(shù)據(jù)傳輸單元與解析計(jì)算模塊相連并傳輸面向?qū)ο蟮倪\(yùn)行狀態(tài)模型。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的解析計(jì)算模塊包括第一數(shù)據(jù)接收單元、布爾邏輯算法單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元和第二數(shù)據(jù)傳輸單元，其中第一數(shù)據(jù)接收單元接收來自信息處理模塊的運(yùn)行狀態(tài)模型并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，布爾邏輯算法單元依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理構(gòu)建PLC組態(tài)運(yùn)算單元的運(yùn)算算法并輸出至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元根據(jù)運(yùn)算算法對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行計(jì)算，得到模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量和開關(guān)量信息之間符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理具有邏輯關(guān)系的信息，并通過第二數(shù)據(jù)傳輸單元輸出至可視化展示模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征是，所述的可視化展示模塊包括第二數(shù)據(jù)接收單元、圖形技術(shù)處理單元和顯示單元，其中第二數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊相連，將具有邏輯關(guān)系的信息傳輸至圖形技術(shù)處理單元，圖形技術(shù)處理單元將具有邏輯關(guān)系的信息處理成可展示的畫面，由具備人機(jī)界面接口的顯示單元通過人機(jī)界面實(shí)時(shí)展示具有時(shí)序特征的繼電保護(hù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并支持WEB方式發(fā)布。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的智能告警模塊包括第三數(shù)據(jù)接收單元、PLC組態(tài)運(yùn)算單元、智能告警單元和告警發(fā)布單元，其中，第三數(shù)據(jù)接收單元與解析計(jì)算模塊相連并接收具有邏輯關(guān)系的信息后傳輸至PLC組態(tài)運(yùn)算單元，PLC組態(tài)運(yùn)算單元將計(jì)算結(jié)果輸出至智能告警單元，智能告警單元根據(jù)預(yù)設(shè)的告警信息類別和告警優(yōu)先級(jí)別對(duì)于告警信息分類并輸出至告警發(fā)布單元進(jìn)行告警信息發(fā)布。
9.一種根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一所述系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步、通過數(shù)據(jù)采集模塊的三個(gè)采集單元分別采集繼電保護(hù)系統(tǒng)電流、電壓輸入回路信息、繼電保護(hù)裝置內(nèi)部信息、跳合閘回路信息，并形成原始數(shù)據(jù)源； 第二步、按照IEC61850及保護(hù)裝置通信協(xié)議，從原始數(shù)據(jù)源中解析出模擬量、保護(hù)內(nèi)部邏輯量、開關(guān)量信息，并對(duì)其進(jìn)行基于IEC61131面向應(yīng)用的信息建模，獲得符合繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原理的運(yùn)行狀態(tài)模型； 第三步、依據(jù)保護(hù)設(shè)計(jì)原理，構(gòu)建布爾邏輯算法，并采用布爾邏輯算法對(duì)運(yùn)行狀態(tài)模型進(jìn)行分析計(jì)算，得到符合保護(hù)設(shè)計(jì)原理具有邏輯關(guān)系的信息； 第四步、采用圖形技術(shù)對(duì)具有邏輯關(guān)系的信息進(jìn)行處理，提取出可視化畫面信息，并通過人機(jī)界面輸出； 第五步、根據(jù)用戶定義的告警信息需求，構(gòu)建組態(tài)算法，采用PLC組態(tài)計(jì)算告警結(jié)果，并根據(jù)預(yù)先設(shè)定的告知對(duì)象，將告警信息傳輸至相關(guān)用戶。
全文摘要
一種供電配電技術(shù)領(lǐng)域的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)可視化動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、信息處理模塊、解析計(jì)算模塊、可視化展示模塊和智能告警模塊，數(shù)據(jù)采集模塊分別采集SV報(bào)文、保護(hù)裝置通信協(xié)議報(bào)文和GOOSE報(bào)文并輸出至信息處理模塊，本發(fā)明使得技術(shù)人員可以直觀地觀察到保護(hù)裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行及動(dòng)作狀態(tài)，據(jù)此判斷繼電保護(hù)的動(dòng)作響應(yīng)特性與保護(hù)設(shè)計(jì)要求的符合性程度。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102647026SQ201210122549
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月24日
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