基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種故障定位方法，特別是涉及一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，屬于電力系統(tǒng)自動化技術領域。
【背景技術】
[0002]智能變電站的二次回路不再是以電纜傳輸單一信號構成的純電路結構，而是以光纖數字通信為基礎的網絡化結構，每一根光纖中同時傳輸多路信號，無法再從外部直接的物理連線去分析整個回路，取而代之的則是二次虛擬回路。如何對二次回路進行監(jiān)測，以及當回路發(fā)生故障時，如何快速的定位故障點，是智能變電站建設過程中急需解決的問題。
[0003]目前，智能變電站虛回路通信鏈路的監(jiān)視功能是在接收方完成的，在通信鏈路異常時，接收方將無法正常的接收數據，從而判斷通信鏈路發(fā)生了異常。但是實際上接收方無法直接判斷是鏈路的哪個環(huán)節(jié)出現了問題，因為發(fā)送方光纖接口、通信鏈路或者接收方光纖接口都有可能發(fā)生異常。此外，由于通信鏈路的復雜性，常會產生大量告警報文；這些報文都是基于各裝置自身判斷做出的，運維人員面對這些分散的局部性質的告警，很難快速精確定位故障點并盡快采取措施。因此，有必要研究可快速精確定位的智能變電站二次虛回路故障定位方法。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，可實現對智能變電站二次虛回路故障的監(jiān)視、判斷、診斷和故障定位，輔助運維人員快速發(fā)現故障、快速解決故障、快速恢復系統(tǒng)正常，從而保證電網安全可靠運行。
[0005]為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案是:
[0006]一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，包括以下步驟:
[0007]1)故障定位前的信息配置；
[0008]包括對“網采網跳”或“點采網跳”的智能變電站過程層網絡連接進行虛鏈路及物理鏈路建模，以及虛鏈路及物理鏈路的關聯映射配置；
[0009]2)定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點；
[0010]采用有向圖理論，對智能變電站過程層網絡連接進行模型抽象，抽象獲取有向連通圖，有向連通圖中的有向回路即為虛鏈路所承載的物理鏈路；根據接收側發(fā)出的通信鏈路異常信息，當接收到虛鏈路發(fā)生故障時，啟動故障診斷定位系統(tǒng)，通過判斷虛鏈路的通斷狀態(tài)，不斷迭代承載通虛鏈路、斷虛鏈路的物理鏈路的差集，基于有向回路故障區(qū)域差分逼近推理，定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點位置。
[0011]本發(fā)明進一步設置為:所述步驟1)的虛鏈路及物理鏈路建模包括裝置及交換機的物理端口，以及裝置端口與交換機端口連接、交換機端口與交換機端口級聯。
[0012]本發(fā)明進一步設置為:所述步驟1)的虛鏈路及物理鏈路的關聯映射配置包括虛端子連接在接收端中定義了內部信號的端口配置，以及虛端子開出信號的關聯端口配置。
[0013]本發(fā)明進一步設置為:所述步驟1)故障定位前的信息配置，具體是，
[0014]1-1)從智能變電站過程層組網信息的SCD文件中解析出過程層網絡拓撲結構和過程層GOOSE、SV信息虛回路，基于過程層網絡拓撲結構構建網絡鏈路實回路對象及其連接模型，基于過程層GOOSE、SV信息虛回路構建虛鏈路及虛回路對象及其連接模型；
[0015]1-2)根據所構建的網絡鏈路實回路對象及其連接模型和虛鏈路及虛回路對象及其連接模型，實現虛回路和過程層網絡鏈路關聯映射，生成裝置間GOOSE、SV數據信息集經過的物理路徑。
[0016]本發(fā)明進一步設置為:所述步驟2)定位出引起虛鏈路發(fā)生故障的物理鏈路故障點，具體為，
[0017]2-1)將智能變電站過程層網絡連接抽象成一張有向連通圖，該有向連通圖的頂點集合為所有虛回路涉及到的轉置端口與交換機端口集合，該有向連通圖的邊集合為所有過程層網絡連接線集合；
[0018]即將每一條虛鏈路所承載的物理鏈路表示為虛端子的開出信號所關聯映射的裝置物理端口到接收端的內部信號所關聯映射的裝置物理端口的一條有向通路，可用物理端口序列{Pl，P2，P3，..........，Px}標識承載虛鏈路Vx的實際物理鏈路，其中X為常數；
[0019]2-2)假設有虛鏈路Vi所經過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pi}，有虛鏈路Vk所經過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pk}，其中i<k ；
[0020]如果虛鏈路Vi狀態(tài)正常，而虛鏈路Vk狀態(tài)中斷，則根據V1、Vk經過的物理鏈路所對應的物理端口序列的差集，可初步斷定故障點在{Pi，..........，Pk}之間；
[0021]2-3)在故障診斷定位系統(tǒng)中查找另一條虛鏈路Vj所經過的物理端口序列為{P1，P2，P3，..........，Pi，..........，Pj}，結合虛鏈路Vj的狀態(tài)來進一步定位故障點；
[0022]若虛鏈路Vj狀態(tài)正常，則可進一步縮小范圍而斷定故障點在{Pj，..........，
Pk}之間，并將引起虛鏈路Vk中斷的故障點定位為{Pj，..........，Pk}之間而完成故障定位;
[0023]若虛鏈路Vj狀態(tài)中斷，則可推斷在{Pi，..........，Pj}之間存在故障點，從而可判斷引起虛鏈路Vk中斷的原因是由于{Pi，..........，Pj}之間的故障點引起的，并進入下一步；
[0024]2-4)繼續(xù)在{Pi，..........，Pj}之間重復步驟3)，逐步縮小故障范圍，逐步逼近故障點，直到完成故障定位為止，將引起虛鏈路Vk中斷的故障點定位為{Pi，..........，
Pn}之間，其中i〈n彡jo
[0025]與現有技術相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
[0026]1、在“網采網跳”或“點采網跳”的智能變電站環(huán)境下，實現了虛鏈路及物理鏈路建模，為虛回路的故障診斷定位提供模型基礎。
[0027]2、通過對虛鏈路與物理鏈路進行關聯映射配置，并采用有向圖理論，實現二次虛回路物理鏈路的有向圖表示，為虛回路故障診斷定位分析提供了數學支撐手段。
[0028]3、以虛鏈路狀態(tài)判斷端為起點，不斷迭代承載通虛鏈路、斷虛鏈路的實際物理鏈路的差集，基于差分逼近推理的方法，找到故障區(qū)域，縮小故障定位的范圍，得到引起虛鏈路故障的實際物理鏈路的位置。
[0029]4、通過反復迭代，逐步逼近，可實現對智能變電站二次虛回路故障的快速精確定位，輔助運維人員快速恢復變電站正常，從而保證電網安全可靠運行。
[0030]上述內容僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了更清楚的了解本發(fā)明的技術手段，下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明故障定位方法的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明故障定位方法的實例示意圖。
【具體實施方式】
[0033]下面結合說明書附圖，對本發(fā)明作進一步的說明。
[0034]如圖1所示，一種基于故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位方法，包括以下步驟:
[0035]1)故障定位前的信息配置；
[0036]包括對“網采網跳”或“點采網跳”的智能變電站過程層網絡連接進行虛鏈路及物理鏈路建模，以及虛鏈路及物理鏈路的關聯映射配置；其中，虛鏈路及物理鏈路建模包括裝置及交換機的物理端口，以及裝置端口與交換機端口連接、交換機端口與交換機端口級聯；虛鏈路及物理鏈路的關聯映射配置，根據Q/GDW 1396-2012《IEC 61850工程繼電保護應用模型》，虛端子連接在接收端intAddr中定義了內部信號的端口配置，但對于虛鏈路與物理鏈路的映射，還需要關聯映射虛端子開出信號的關聯端口。
[0037]如圖1所示，在進行基于有向回路故障區(qū)域差分逼近推理的二次虛回路故障定位前，先要進行如下信息配置，具體是，
[0038]1-1)從智能變電站過程層組網信息的SCD文件中解析出過程層網絡拓撲結構和過程層GOOSE、SV信息虛回路，基于過程層網絡拓撲結構構建網絡鏈路實回路對象及其連接模型，基于過程層GOOSE、SV信息虛回路構建虛鏈路及虛回路對象及其連接模型；
[0039]1-2)根據所構建的網絡鏈路實回路對象及其連接模型和虛鏈路及虛回路對象及其連接模型，實現虛回路和過程層