專利名稱：提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)。本發(fā)明還涉及采用所述控制系統(tǒng)的可提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)繼電保護(hù)具有選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、可靠性的四性要求。微機(jī)保護(hù)變革之后，繼電保護(hù)的性能有了較大的提高。二次設(shè)備之間通過信息交換來實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備的保護(hù)與控制，此時(shí)出現(xiàn)了一種具有承載信息功能的流量——信息流。微機(jī)保護(hù)模式下采用電纜硬鏈接方式將需要進(jìn)行信息流交換的設(shè)備相連接，每一種信息流具有專屬的通道，并且信息以近光速進(jìn)行傳遞，信息流的可靠性在微機(jī)保護(hù)的模式下并沒有與繼電保護(hù)的性能要求形成突出的矛盾。
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智能變電站引入以太網(wǎng)來代替原有的硬連接電纜并以數(shù)字化的報(bào)文為載體進(jìn)行設(shè)備之間信息的通信，這種變革既節(jié)省了電纜的用量，又省去了復(fù)雜的接線過程，同時(shí)增強(qiáng)了設(shè)備之間信息共享水平和設(shè)備自身的信息處理能力。但信息流由微機(jī)保護(hù)模式下的專屬通道傳輸變?yōu)椴淮_定的過程層網(wǎng)絡(luò)鏈路傳輸，同時(shí)由于過程層網(wǎng)絡(luò)上諸多不確定因素的影響，也使得信息流的可靠性對(duì)繼電保護(hù)的性能提出了重大的挑戰(zhàn)?？紤]到繼電保護(hù)的選擇性和靈敏性主要取決于設(shè)備的內(nèi)部判據(jù)，繼電保護(hù)受網(wǎng)絡(luò)共享方式影響最大的是速動(dòng)性和可靠性。速動(dòng)性是指繼電保護(hù)功能能夠快速地切除故障，減少用戶在故障狀態(tài)的工作時(shí)間以及縮小故障元件的損壞程度。而可靠性是指保護(hù)裝置規(guī)定的保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生了它應(yīng)該動(dòng)作的故障時(shí)，它不應(yīng)該拒絕動(dòng)作，而在其他情況下不誤動(dòng)。信息流傳輸?shù)目煽啃灾苯佑绊懼^電保護(hù)的可靠性。因此，智能變電站是否能夠適用于繼電保護(hù)等自動(dòng)化系統(tǒng)的高可靠性的應(yīng)用要求，信息流能否實(shí)現(xiàn)可靠性的傳輸是研究的重中之重。信息流的網(wǎng)絡(luò)載體主要為站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，其中站控層網(wǎng)絡(luò)上的信息流的可靠性要求相對(duì)于過程層網(wǎng)絡(luò)要低很多，所以本方法主要針對(duì)于過程層網(wǎng)絡(luò)。信息流由二次設(shè)備產(chǎn)生，通過過程層網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪慌_(tái)二次設(shè)備，對(duì)于大多數(shù)二次設(shè)備來講，既是信息流的產(chǎn)生者，也是信息流的使用者。信息流能否實(shí)時(shí)的可靠傳輸一方面取決于過程層網(wǎng)絡(luò)自身能夠承受外部干擾的能力，如繼電保護(hù)的組織形態(tài)和組網(wǎng)方式是否合理等，另一方面取決于過程層網(wǎng)絡(luò)在干擾下的調(diào)節(jié)能力，即實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不利因素實(shí)現(xiàn)有效的信息流控制?，F(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案當(dāng)以太網(wǎng)交換控制電路端口工作在半雙工模式時(shí)，符合IEEE802. 3協(xié)議的載波偵聽多路訪問/沖突檢測(CSMA/CD)算法，可以實(shí)現(xiàn)隱式的流量控制，即采用背壓技術(shù)(BackPressure)防止緩沖區(qū)的溢出，在發(fā)送方數(shù)據(jù)到來前采取某種動(dòng)作，阻止發(fā)送方發(fā)送數(shù)據(jù)。背壓技術(shù)是交換控制電路發(fā)出一種偽碰撞信號(hào)技術(shù)。背壓技術(shù)通常根據(jù)已用緩沖區(qū)的容量比例來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)已用緩沖區(qū)容量達(dá)到一個(gè)預(yù)先設(shè)定的比例時(shí)，端口將根據(jù)這個(gè)閾值生成阻塞信號(hào)，而當(dāng)空閑緩沖區(qū)容量超過另一個(gè)較低的比例時(shí)，端口將取消阻塞信號(hào)。在擁塞端口所在的網(wǎng)段內(nèi)，阻塞信號(hào)的傳輸可以使該網(wǎng)段里所有的端口都能檢測到?jīng)_突，等待阻塞信號(hào)結(jié)束后再傳輸數(shù)據(jù)幀，從而阻止更多的碰撞，暫時(shí)中止了數(shù)據(jù)的傳輸，使緩沖區(qū)的空間得到釋放。實(shí)現(xiàn)方法有兩種第I種方法是在產(chǎn)生阻塞的端口上強(qiáng)制發(fā)出一組由32 96位構(gòu)成的阻塞信號(hào)(Jam Signal)，這組阻塞信號(hào)與端口將要接收的幀產(chǎn)生沖突，鏈路發(fā)送方發(fā)現(xiàn)沖突后，將等待一段后退時(shí)間再重新發(fā)送幀。如果再次發(fā)現(xiàn)沖突，繼續(xù)后退等待發(fā)送。鏈路發(fā)送方如果嘗試發(fā)送16次后還未將幀發(fā)送出去，會(huì)將該幀丟棄。這種方法雖然可以延遲幀的發(fā)送，對(duì)流量進(jìn)行控制，但如果在鏈路發(fā)送方后退的這段時(shí)間內(nèi)端口的擁塞已經(jīng)解除，發(fā)送方必須等待后退時(shí)間過后才能發(fā)送幀，這將造成鏈路的空閑。第2種方法是發(fā)生擁塞后，擁塞端口發(fā)出阻塞信號(hào)，鏈路對(duì)方檢測到?jīng)_突后將暫停幀的發(fā)送，當(dāng)擁塞端口的擁塞狀態(tài)撤銷后，擁塞端口停止發(fā)送阻塞信號(hào)，此時(shí)鏈路對(duì)方可 以重新開始發(fā)送幀。這種方法使發(fā)送方能夠及時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，避免發(fā)送方的后退等待，從而提聞鏈路利用率。但現(xiàn)有的技術(shù)一有兩大缺點(diǎn)一是只提供了在流量過大情況下的控制策略，對(duì)于其他的非正常狀態(tài)則無法采取相應(yīng)措施；二是這種控制策略是為了應(yīng)對(duì)通信以太網(wǎng)的正常運(yùn)行提出來的，主要應(yīng)用對(duì)象并不是智能變電站，所以提出來的控制策略缺乏針對(duì)性，無法完全滿足變電站過程層網(wǎng)絡(luò)信息流的控制需求?，F(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀是一種針對(duì)于智能變電站設(shè)計(jì)的具有GOOSE報(bào)文，采樣值等報(bào)文的記錄、解析和歷史報(bào)告查詢功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀能夠?yàn)檫\(yùn)行人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)報(bào)文內(nèi)容以及流量等信息的窗口，并在事故后為運(yùn)維人員提供分析的依據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀在網(wǎng)絡(luò)中的作用限于記錄和分析報(bào)文，并沒有針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)狀況做出判斷并實(shí)行控制，所以其對(duì)繼電保護(hù)可靠性的作用是一個(gè)開環(huán)的過程，不利于可靠性的提高。以下是文中用到的一些縮略語和關(guān)鍵術(shù)語定義GOOSE-通用面向變電站事件對(duì)象，SV-采樣值，IED-智能電子設(shè)備，APPID應(yīng)用標(biāo)識(shí)，LD-邏輯設(shè)備，GoCB-GOOSE控制塊，stNum-事件序號(hào)，sqNum-發(fā)送序號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題，就是提供一種提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)。本發(fā)明所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題，就是提供采用上述控制系統(tǒng)的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法。本發(fā)明的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法和系統(tǒng)，在流量過大情況以及其他的非正常狀態(tài)都可采取相應(yīng)措施，且提出來的控制策略具有針對(duì)性，完全滿足變電站過程層網(wǎng)絡(luò)信息流的控制需求，使過程層網(wǎng)絡(luò)在發(fā)生異常的情況下，可依據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)采取相應(yīng)的控制措施維持系統(tǒng)穩(wěn)定，仍能夠盡可能的保持其可靠性，保證信息流整體上的實(shí)時(shí)和可靠傳輸，進(jìn)而滿足繼電保護(hù)的性能需求。解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本發(fā)明的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)，其特征是包括依次以數(shù)據(jù)線連接的報(bào)文捕獲模塊、特征量解析模塊和故障模式識(shí)別模塊，其中特征量解析模塊還外接數(shù)據(jù)庫模塊、故障模式識(shí)別模塊外接特征量定值整定模塊和數(shù)據(jù)庫模塊，故障模式識(shí)別模塊分別輸出控制模塊和告警模塊；報(bào)文捕獲模塊用于捕捉網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文，并通過接口將捕獲到的報(bào)文傳送給特征量解析模塊；特征量解析模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊提供的信息來解析網(wǎng)絡(luò)上的各種報(bào)文，獲取相關(guān)的報(bào)文信息作為特征量，并將各特征量的值存入到數(shù)據(jù)庫模塊當(dāng)中，供故障模式識(shí) 別模塊調(diào)用分析；故障模式識(shí)別模塊用于通過分析數(shù)據(jù)庫模塊中的信息，對(duì)各種報(bào)文的故障模式做出評(píng)定并將模式信息存入數(shù)據(jù)庫模塊，故障模式的識(shí)別靠的是對(duì)特征量值的判斷；特征量定值整定模塊用于為模式判別提供依據(jù)，控制模塊根據(jù)模式信息決定需要采取 的控制策略，或者通過告警模塊向運(yùn)行人員告警。所述的報(bào)文捕獲模塊的連接采用如下兩種方式之一一是集成在交換機(jī)內(nèi)部，報(bào)文捕獲模塊與交換機(jī)的每一個(gè)端口相連接；二是獨(dú)立并與交換機(jī)的鏡像端口相連接，交換機(jī)將其他所有端口接收到的報(bào)文復(fù)制一份到鏡像端口。所述的特征量解析模塊包括報(bào)文類型判別子模塊、GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊，報(bào)文類型判別子模塊接收?qǐng)?bào)文捕獲模塊的輸出，之后分別輸出給GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊；特征量解析模塊用于對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)腉OOSE報(bào)文和SV報(bào)文進(jìn)行解析以獲取特征量的值。所述的故障模式識(shí)別模塊包括依次連接的流量異常判斷子模塊以及事件序號(hào)、發(fā)送序號(hào)以及采樣值計(jì)數(shù)判別子模塊；流量異常判斷子模塊外接特征量定值整定模塊；流量異常判斷子模塊的輸入連接GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊的輸出；事件序號(hào)、發(fā)送序號(hào)以及采樣值計(jì)數(shù)判別子模塊的輸出則分別連接控制模塊和告警1吳塊。解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，采用上述控制系統(tǒng)的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，包括以下步驟SI控制系統(tǒng)依賴交換機(jī)的報(bào)文捕獲模塊報(bào)文交換功能接收GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文；S2控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊中記錄的解析方法，特征量解析模塊對(duì)這兩種報(bào)文所攜帶的APPID、報(bào)文計(jì)數(shù)信息以及所引用的控制塊信息進(jìn)行解析，最終形成特征量信息表，存入數(shù)據(jù)庫模塊中；S3控制系統(tǒng)的故障模式識(shí)別模塊首先通過判斷流量是否在整定的閾值之內(nèi)來判斷是否有流量異常的情況，若發(fā)生流量異常則進(jìn)一步通過內(nèi)容來判斷過流量還是低流量，若為過流量狀態(tài)，則進(jìn)行過流量保護(hù)，保護(hù)操作結(jié)束后，將結(jié)果報(bào)告給運(yùn)行人員；若為低流量保護(hù)，則進(jìn)行低流量保護(hù)，保護(hù)操作結(jié)束后，將結(jié)果報(bào)告給運(yùn)行人員；S4若流量正常，則判斷報(bào)文是否發(fā)生不連續(xù)的情況，若發(fā)現(xiàn)報(bào)文不連續(xù)，則進(jìn)一步判斷不連續(xù)的是GOOSE報(bào)文還是SV報(bào)文，若為GOOSE報(bào)文，則向運(yùn)行人員告警，若為SV報(bào)文的話，則通過拉格朗日插值定理，根據(jù)之前的采樣值信息對(duì)缺少的報(bào)文攜帶的采樣值信息進(jìn)行估算，然后告警；S5若報(bào)文連續(xù)，則結(jié)束本次控制操作循環(huán)，開始下一個(gè)控制操作循環(huán)。所述的步驟S2中所述的兩種報(bào)文所攜帶的APPID和報(bào)文的計(jì)數(shù)信息是指，GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文均含有APPID，GOOSE報(bào)文的APPID在0x0到0x3FFF之間，唯一地標(biāo)識(shí)了一路GOOSE，SV報(bào)文的APPID在在0x4000到0x7FFF之間，唯一地標(biāo)識(shí)了一路采用值，APPID是形成息表的主鍵；所述的特征量解析模塊解析包括以下內(nèi)容對(duì)GOOSE報(bào)文按IEC 61850規(guī)定采用重發(fā)機(jī)制進(jìn)行發(fā)送，分兩種情況⑴在無變電站事件發(fā)生的情況下，GOOSE報(bào)文以單位常數(shù)時(shí)間間隔重發(fā)GOOSE報(bào)文，每一條報(bào)文的內(nèi)容相同，不同的是報(bào)文中的發(fā)送序號(hào)sqNum屬性隨著每次重發(fā)報(bào)文而 逐步遞增；⑵當(dāng)有新的變電站事件發(fā)生后，在Tl時(shí)刻發(fā)出第一條更新后的GOOSE報(bào)文，報(bào)文中除了相應(yīng)的狀態(tài)信息發(fā)生變化之外，事件序號(hào)stNum屬性增加I, sqNum清零并重新計(jì)數(shù)，然后報(bào)文以間隔tS=2NX S (N=0, I, 2···，S=Ims)重發(fā)具有相同信息、但序列計(jì)數(shù)不同的GOOSE 報(bào)文，即 Tl=lms，T2=2ms，T3=4ms，......，直到間隔穩(wěn)定為 T0=500ms ；例如對(duì)SV報(bào)文發(fā)送頻率根據(jù)不同的采樣率進(jìn)行發(fā)送，每送一條SV報(bào)文會(huì)有相應(yīng)的計(jì)數(shù)操作，計(jì)數(shù)的范圍與采樣率相關(guān)，采樣計(jì)數(shù)從O到采樣頻率遞增，每整秒歸零；在每周波采樣80點(diǎn)，50HZ頻率下采樣計(jì)數(shù)在0->3999遞增；每整秒采樣計(jì)數(shù)為0，每秒傳輸4000條SV報(bào)文；解析GOOSE報(bào)文的控制塊路徑和SV報(bào)文的采樣值ID GOOSE控制塊路徑是從LD開始的全名路徑，是LLNO作用域內(nèi)GoCB唯一路徑名，標(biāo)明了發(fā)送該條GOOSE報(bào)文的邏輯設(shè)備；采樣值ID是采樣值緩沖區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，與采樣值刷新有關(guān)，標(biāo)明了發(fā)送該條SV報(bào)文的邏輯設(shè)備。這些信息方便控制系統(tǒng)通過解析報(bào)文對(duì)發(fā)送報(bào)文的設(shè)備進(jìn)行控制。對(duì)以上三部分信息解析完成之后便可以形成如表I所示的信息，存入數(shù)據(jù)庫模塊。表I報(bào)文解析信息表(a) GOOSE報(bào)文信息表
報(bào)文APPro 事件序號(hào)StNum發(fā)送斤號(hào)GOOSE控制塊
sqNum引用
GOOSEl6104----
GOOSE2__9__56__
GOQSEn_[10_[η__(b) SV報(bào)文信息表
權(quán)利要求
1.一種提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)，其特征是包括 依次以數(shù)據(jù)線連接的報(bào)文捕獲模塊、特征量解析模塊和故障模式識(shí)別模塊，其中特征量解析模塊還外接數(shù)據(jù)庫模塊、故障模式識(shí)別模塊外接特征量定值整定模塊和數(shù)據(jù)庫模塊，故障模式識(shí)別模塊分別輸出控制模塊和告警模塊； 所述的報(bào)文捕獲模塊用于捕捉網(wǎng)絡(luò)上的報(bào)文，并通過接口將捕獲到的報(bào)文傳送給特征量解析模塊；特征量解析模塊用于根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊提供的信息來解析網(wǎng)絡(luò)上的各種報(bào)文，獲取相關(guān)的報(bào)文信息作為特征量，并將各特征量的值存入到數(shù)據(jù)庫模塊當(dāng)中，供故障模式識(shí)別模塊調(diào)用分析；故障模式識(shí)別模塊用于通過分析數(shù)據(jù)庫模塊中的信息，對(duì)各種報(bào)文的故障模式做出評(píng)定并將模式信息存入數(shù)據(jù)庫模塊，故障模式的識(shí)別靠的是對(duì)特征量值的判斷；特征量定值整定模塊用于為模式判別提供依據(jù)，控制模塊根據(jù)模式信息決定需要采取的控制策略，或者通過告警模塊向運(yùn)行人員告警。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)，其特征是所述的報(bào)文捕獲模塊的連接采用如下兩種方式之一一是集成在交換機(jī)內(nèi)部，報(bào)文捕獲模塊與交換機(jī)的每一個(gè)端口相連接；二是獨(dú)立并與交換機(jī)的鏡像端口相連接，交換機(jī)將其他所有端口接收到的報(bào)文復(fù)制一份到鏡像端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)，其特征是所述的特征量解析模塊包括報(bào)文類型判別子模塊、GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊，報(bào)文類型判別子模塊接收?qǐng)?bào)文捕獲模塊的輸出，之后分別輸出給GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊；特征量解析模塊用于對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)腉OOSE報(bào)文和SV報(bào)文進(jìn)行解析以獲取特征量的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制系統(tǒng)，其特征是所述的故障模式識(shí)別模塊包括依次連接的流量異常判斷子模塊以及事件序號(hào)、發(fā)送序號(hào)以及采樣值計(jì)數(shù)判別子模塊；流量異常判斷子模塊外接特征量定值整定模塊；流量異常判斷子模塊的輸入連接GOOSE相關(guān)特征量解析子模塊和采樣值相關(guān)特征量解析模塊的輸出；事件序號(hào)、發(fā)送序號(hào)以及采樣值計(jì)數(shù)判別子模塊的輸出則分別連接控制模塊和告警模塊。
5.一種采用如權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的控制系統(tǒng)的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，包括以下步驟 SI控制系統(tǒng)依賴交換機(jī)的報(bào)文捕獲模塊報(bào)文交換功能接收GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文； S2控制系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)庫模塊中記錄的解析方法，特征量解析模塊對(duì)這兩種報(bào)文所攜帶的APPID、報(bào)文計(jì)數(shù)信息以及所引用的控制塊信息進(jìn)行解析，最終形成特征量信息表，存入數(shù)據(jù)庫模塊中； S3控制系統(tǒng)的故障模式識(shí)別模塊首先通過判斷流量是否在整定的閾值之內(nèi)來判斷是否有流量異常的情況，若發(fā)生流量異常則進(jìn)一步通過內(nèi)容來判斷過流量還是低流量，若為過流量狀態(tài)，則進(jìn)行過流量保護(hù)，保護(hù)操作結(jié)束后，將結(jié)果報(bào)告給運(yùn)行人員；若為低流量保護(hù)，則進(jìn)行低流量保護(hù)，保護(hù)操作結(jié)束后，將結(jié)果報(bào)告給運(yùn)行人員； S4若流量正常，則判斷報(bào)文是否發(fā)生不連續(xù)的情況，若發(fā)現(xiàn)報(bào)文不連續(xù)，則進(jìn)一步判斷不連續(xù)的是GOOSE報(bào)文還是SV報(bào)文，若為GOOSE報(bào)文，則向運(yùn)行人員告警，若為SV報(bào)文的話，則通過拉格朗日插值定理，根據(jù)之前的采樣值信息對(duì)缺少的報(bào)文攜帶的采樣值信息進(jìn)行估算，然后告警； S5若報(bào)文連續(xù)，則結(jié)束本次控制操作循環(huán)，開始下一個(gè)控制操作循環(huán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，其特征是步驟S2中所述的兩種報(bào)文所攜帶的APPID和報(bào)文計(jì)數(shù)信息是指，GOOSE報(bào)文和SV報(bào)文均含有APPID，GOOSE報(bào)文的APPID在0x0到0x3FFF之間，唯一地標(biāo)識(shí)了一路GOOSE，SV報(bào)文的APPID在0x4000到0x7FFF之間，唯一地標(biāo)識(shí)了一路采用值，APPID是形成信息表的主鍵； 所述的特征量解析模塊解析包括以下內(nèi)容 對(duì)GOOSE報(bào)文按IEC 61850規(guī)定采用重發(fā)機(jī)制進(jìn)行發(fā)送，分兩種情況 ⑴在無變電站事件發(fā)生的情況下，GOOSE報(bào)文以單位常數(shù)時(shí)間間隔重發(fā)GOOSE報(bào)文，每一條報(bào)文的內(nèi)容相同，不同的是報(bào)文中的發(fā)送序號(hào)sqNum屬性隨著每次重發(fā)報(bào)文而逐步遞增； ⑵當(dāng)有新的變電站事件發(fā)生后，在Tl時(shí)刻發(fā)出第一條更新后的GOOSE報(bào)文，報(bào)文中除了相應(yīng)的狀態(tài)信息發(fā)生變化之外，事件序號(hào)StNum屬性增加I，sqNum清零并重新計(jì)數(shù)，然后報(bào)文以間隔tS=2NXS(N=0，I, 2···，S=Ims)重發(fā)具有相同信息、但序列計(jì)數(shù)不同的GOOSE報(bào)文，即 Tl=Ims, T2=2ms, T3=4ms,......，直到間隔穩(wěn)定為 T0=500ms ； 解析GOOSE報(bào)文的控制塊路徑和SV報(bào)文的采樣值ID GOOSE控制塊路徑是從LD開始的全名路徑，是LLNO作用域內(nèi)GoCB唯一路徑名，標(biāo)明了發(fā)送該條GOOSE報(bào)文的邏輯設(shè)備；采樣值ID是采樣值緩沖區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，與采樣值刷新有關(guān)，標(biāo)明了發(fā)送該條SV報(bào)文的邏輯設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，其特征是所述的步驟S3中，故障模式識(shí)別模塊的故障識(shí)別包括以下內(nèi)容 通過特征量解析模塊的解析結(jié)果同時(shí)結(jié)合事先整定的正常流量閾值不斷對(duì)以下5種模式進(jìn)行判別，若發(fā)生不正常的流量狀態(tài)則將狀態(tài)信息發(fā)送給控制模塊，由該模塊執(zhí)行相應(yīng)的控制操作 信息流模式共分為3大類，流量異常、流量正常但報(bào)文不連續(xù)、正常狀態(tài)，下列的模式1、2屬于流量異常，模式3、4屬于流量正常但報(bào)文不連續(xù)，模式5屬于正常狀態(tài) 1)事件序號(hào)StNum變化過快，或者發(fā)送序號(hào)sqNum以超過正常頻率的方式增加，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)送的信息流量過大；采樣計(jì)數(shù)以超過正常頻率的方式增加，導(dǎo)致設(shè)備發(fā)送的信息流量過大；流量高于正常流量的閾值，該狀態(tài)稱作信息過流量， 2)發(fā)送序號(hào)sqNum以低于正常頻率的方式增加而且計(jì)數(shù)連續(xù)，或不增加，導(dǎo)致信息流量過低；采樣計(jì)數(shù)以低于正常頻率的方式增加而且計(jì)數(shù)連續(xù)，或不增加，導(dǎo)致信息流量過低；流量低于正常流量的閾值，該狀態(tài)稱作信息低流量； 3)事件序號(hào)StNum或者發(fā)送序號(hào)sqNum出現(xiàn)跳躍變化，信息流不連續(xù)，該狀態(tài)稱作GOOSE流不連續(xù)； 4)采樣計(jì)數(shù)出現(xiàn)跳躍變化，信息流不連續(xù)，該狀態(tài)稱作SV流不連續(xù)； 5)stNum, sqNum和采樣計(jì)數(shù)正常遞增，信息流正常。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，其特征是所述的保護(hù)操作和告警由控制模塊和告警模塊負(fù)責(zé)根據(jù)不同的模式進(jìn)行相應(yīng)的控制和/或告警操作 對(duì)于模式1)，將發(fā)送異常流量的設(shè)備從網(wǎng)絡(luò)中暫時(shí)切除掉，這里的切除采用如下方式之一①一種可以不是像斷路器那樣物理地將設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)隔離，而是邏輯上利用生成樹協(xié)議斷開該條路徑或者通過模仿ARP攻擊的方式使得設(shè)備的報(bào)文無法發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上去；②另一種是啟動(dòng)繼電器切斷設(shè)備電源，從而起到自動(dòng)、迅速、有選擇性的將故障元件從網(wǎng)絡(luò)中切除，保證其他無故障部分迅速恢復(fù)正常工作；過流量保護(hù)查詢GOOSE控制塊路徑判斷異常的高流量是由哪個(gè)IED的哪個(gè)邏輯設(shè)備引起的，從而切斷該邏輯設(shè)備的端口流量； 對(duì)于模式2),交換機(jī)發(fā)送一個(gè)簡單的request報(bào)文給IED設(shè)備,如果在規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)，沒有收到response報(bào)文，則可以判斷這條鏈路或者這個(gè)IED設(shè)備發(fā)生了故障，并發(fā)出警告，通知運(yùn)維人員對(duì)該線路和設(shè)備進(jìn)行檢修； 對(duì)于模式3)，將該狀態(tài)通過告警的方式發(fā)送給運(yùn)行人員，不同的告警信號(hào)構(gòu)成出口數(shù)據(jù)集； 對(duì)于模式4)，若SV報(bào)文的信息流發(fā)生不連續(xù)的情況，則控制系統(tǒng)需通過拉格朗日插值定理，根據(jù)之前的采樣值信息對(duì)缺少的報(bào)文攜帶的采樣值信息進(jìn)行估算，以便將報(bào)文不連續(xù)產(chǎn)生的影響降到最低。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法，其特征是所述發(fā)送序號(hào)sqNum以超過正常頻率的方式增加中的正常頻率是指每秒傳輸4000條SV報(bào)文；采樣計(jì)數(shù)以超過正常頻率的方式增加中的正常頻率是指在每周波采樣80點(diǎn)；正常流量的閾值是指有變電站事件GOOSE產(chǎn)生，且所有可能發(fā)生的跳閘信號(hào)、控制信號(hào)和設(shè)備狀態(tài)信息的變電站事件GOOSE報(bào)文在同一時(shí)刻以周期TN —起發(fā)送，SV報(bào)文仍以固定周期發(fā)送，此時(shí)信息流量為過程層網(wǎng)絡(luò)正常穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的最大值，乘以裕度系數(shù)即為正常流量的閾值。
全文摘要
本發(fā)明涉及提高智能變電站繼電保護(hù)可靠性的信息流控制方法和系統(tǒng)系統(tǒng)包括依次以數(shù)據(jù)線連接的報(bào)文捕獲模塊、特征量解析模塊和故障模式識(shí)別模塊，其中特征量解析模塊還外接數(shù)據(jù)庫模塊、故障模式識(shí)別模塊外接特征量定值整定模塊和數(shù)據(jù)庫模塊，故障模式識(shí)別模塊分別輸出控制模塊和告警模塊。本發(fā)明能夠?yàn)橥ㄟ^判斷過程層網(wǎng)絡(luò)信息流所處于的故障模式，并根據(jù)不同的模式信息采取控制措施，有助于提高過程層網(wǎng)絡(luò)信息流傳輸?shù)目煽啃?，進(jìn)而提高智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的各項(xiàng)性能，提高二次系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，為智能變電站的安全運(yùn)行提供了有利的條件。
文檔編號(hào)H04L12/801GK102932167SQ20121038292
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者蔡澤祥, 曾耿暉, 陳志光, 張延旭, 黃明輝, 丁修玲, 邵向潮, 李一泉, 張弛 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司電力調(diào)度控制中心