电力故障再现及分析应用系统的项目推广.ppt

电力系统故障再现及分析应用系统 开发与研究,武汉大学电气工程学院 2005.6,故障录波器应用现状,电力系统不断扩大，供电质量和可靠性要求越来越高 故障发生会危及电力系统正常运行 故障录波装置广泛使用 故障录波数据为电力系统故障分析及判断提供了重要第一手数据来源和依据，为保证系统安全、有效、稳定的运行起到了重要的作用,存在的问题,1.故障录波数据没有统一的保存、维护和管理模式 2.故障录波数格式不统一 3.数据远传方式各异 4.分析功能不全面，数据来源单一,课题的提出,为了改善目前状况，解决存在的问题，提出对“电力系统故障再现及分析应用系统”研究和开发课题”，根据电网实际情况，在调度层制定规范，采用最为有效的方式采集各型号录波器数据，并将其转换为国际通用格式，在统一的平台上进行分析,课题的任务,数据远传 格式转换 统一管理 波形分析 故障分析 信息发布,整体设计方案和技术思路,系统平台和开发环境, 开发工具及编译环境： Microsoft Vc+6.0，Frontpage2000， Jbuider9.0，InstallShield for Microsoft Visual C+ 6.0 开发语言：Vc+6.0，JSP和javascript； 操作系统平台：Windows 2000/XP WWW服务器：Apache Tomcat-4.0.1 Web浏览器：IE4.0以上,采用技术,利用Windows支持的MSComm和RAS实现直连和PPP拨号网络连接，协议机遇IEC-60870-5-103规约或TCP、UDP 数据格式基于ANSI/IEEEC37111-1991COMTRADE标准 MFC内封装的Windows API的大量数据结构、函数和宏，在Windows下采用的消息触发和事件驱动机制，根据实际需要控制程序流程 数据封装结构严格、方便；数据分析采用多种算法 JSP Web技术,特点和优势,1创造性地在同一个系统中接受不同录波器厂家、不同格式的录波数据 2首次提出了对所有故障录波数据实行统一管理的思想和方案 3构建了一个基于IEEE-COMTRADE标准的数据格式，实现了多种型号录波器录波数据向该数据格式进行的转换 4将不同型号、不同连接方式、不同通信协议的录波器数据远传融合到同一系统中,特点和优势,5对远传获得的数据和参数分类存放，单独配置 6模块化的功能设计，方便扩展、升级 7分析功能齐全完备，实现了在统一平台上对不同厂家录波数据进行故障分析比较 8分析结果采用数值和图形方式表示，响应鼠标点击立即刷新，直观清晰，方便简捷 9通过WEB发布，实现了信息的共享 10层次化设计、管理，相互独立又联系,系统组成结构,系统分为六个模块： 1. 数据远传 2. 格式转换 3. 数据管理 4. 波形分析 5. 故障和保护动作行为分析 6. WEB发布,波形数值查看,参数原始文,件查看,打印,其他相关,功能,P,Q,50,HZ,谐波分析,矢量分析,功率分析,频率分析,阻抗分析,生成报告,数据远传模块 总体方案,数据远传模块 具体实现,根据实际情况，采用直接拨号和拨号网络方式 两种方式使用硬件相同 直接拨号方式采用AT指令与录波器MODEM建立连接，基于串行协议通信，采用问答式报文传输文件 拨号网络方式利用RAS（远程存取服务）建立网络连接，动态分配IP，命令传输采用UDP（用户数据协议），文件传输采用TCP（传输控制协议），流式传输,数据远传模块流程图,远传程序界面,格式转换模块 总体方案,格式转换模块 具体实现,格式一致是管理、分析能够统一的基础 转换以COMTRADE格式为基础，扩展引导文件增加数据完备性 针对各自录波数据特点和格式说明，从配置信息中提取参数，形成配置和引导文件，将多个采集板数据合并成数据文件,格式转换模块流程图,格式转换程序界面,数据管理模块 总体方案,数据管理模块 具体实现,分层管理，集中保存 远传数据分型号存储，单独配置 每个标准格式数据自成一个文件夹，集中存放 查询和查看功能,数据管理程序界面,应用层设计方案,图形层,波形分析模块,分别为引导，配置和数据文件各自建立结构体，数据结构严谨，存取方便 提供方便友好图形用户接口(GUI)，响应用户消息，按照使用者要求灵活选择图形输出方式 完成了显示波形、绘制时间轴，响应鼠标显示光标轴所在位置时刻、显示通道最大值和最小值、显示采样点图、沿X、Y轴独立放大、缩小、反相显示、显示有效值瞬时值、一次值二次值、相角值等、计算时差、查看原始录波文件、全屏拷贝或选择通道拷贝、打印预览和打印等功能,波形分析程序界面,故障和保护动作分析模块,谐波分析采用离散傅立叶变换，根据当前点处向后一个周期的采样值计算 0-9次谐波 计算有效值和相角，采用矢量分析方法进行图解 采用全波付氏算法，计算指定线路三相通道有功功率和无功功率，并显示功率曲线 对选定两路电流差流计算，得出两条线路三相电流差值和相位差值，并绘制图形 分析DFT系数中两根谱线（Rife方法）或最大谱线所包含的相位信息，综合算法，快速、精确估算频率 利用对称分量法计算序分量并作图 通过用户手动输入，设置保护动作特性；并计算当前点的阻抗值，显示在同一坐标图中 利用三点积法判别功率方向 采用增量法判断故障开始时间，使用续检测基波含有率法判断故障结束时间，多序电流选相法判断故障类型并选相，采用阻抗法和故障分析法计算故障距离,故障分析程序界面,WEB发布,以系统故障分析时生成的*.rpt文件为信息来源 采用JSP(Java Server Page)技术编制开发网页 以Jbuilder9.0为开发平台 服务器通过运行已经编译好的JSP程序成为发布主机，用户选择需要故障文件以信息交互的方式驱动servelet查看故障信息,WEB 发布界面,总 结 创新点,通过国家电力公司武汉科技查新中心的检验，证明有如下创新点: 1创造性地在同一个系统中接受不同录波器厂家、不同格式的录波数据 2首次提出了对所有故障录波数据实行统一管理的思想和方案 3构建了一个基于IEEE-COMTRADE标准的数据格式，实现了多种型号录波器录波数据向该数据格式进行的转换 4将不同型号、不同连接方式、不同通信协议的录波器数据远传融合到同一系统中 5对远传获得的数据和参数分类存放，单独配置 6分析功能齐全完备，实现了在统一平台上对不同厂家录波数据进行故障分析比较 7通过WEB发布，实现了信息的共享,总 结,本课题