智能电网故障信息处理系统

1、 电力系统发生故障后，系统对信息的处理是电力系统发生故障后，系统对信息的处理是分层次分层次的，的， 即按照故障简况、保护事件、即按照故障简况、保护事件、SOESOE、故障详细波形的顺序、故障详细波形的顺序 分层次处理和显示；分层次处理和显示； 系统提供了大量系统提供了大量综合分析综合分析工具。工具。 如波形测量、相量分析、如波形测量、相量分析、 故障测距、继电器特性分析、等等；故障测距、继电器特性分析、等等； 本系统具有本系统具有专家系统模块专家系统模块。利用知识库和推理机，综合。利用知识库和推理机，综合 判断故障设备和故障类型，并进行继电器动作行为分析。判断故障设备和故障类型，并进行继电器动

2、作行为分析。 子站负责采集所有接入本系统的外部设备的信息，并子站负责采集所有接入本系统的外部设备的信息，并完完 备地保存在本地备地保存在本地； 子站系统具有子站系统具有开放性结构开放性结构，当有新型设备接入系统时，当有新型设备接入系统时， 只需增加新的驱动软插件即可，而不需修改整个系统的只需增加新的驱动软插件即可，而不需修改整个系统的 处理过程；处理过程； 采集的信息必须经过本地采集的信息必须经过本地智能预处理智能预处理，系统将只把经过，系统将只把经过 滤后的信息上传，从而实现信息传输和处理的有效性。滤后的信息上传，从而实现信息传输和处理的有效性。 在传输大型波形文件时，本系统利用独有的在传输

3、大型波形文件时，本系统利用独有的“即时绘即时绘” （InstantPlotting）技术，能在传输的同时显示波形，）技术，能在传输的同时显示波形， 而不必等待全部传输完毕；而不必等待全部传输完毕； 本系统利用独有的本系统利用独有的“断点续传断点续传”（InstantResuming） 技术，使得信息传输非常可靠；技术，使得信息传输非常可靠； 本系统可以利用本系统可以利用多种传输介质多种传输介质，如公共电话网、微波电话，如公共电话网、微波电话 网、专线、双绞线以及光纤网，等等；网、专线、双绞线以及光纤网，等等； 本系统具备独有的本系统具备独有的网络管理模块网络管理模块。 完备性完备性开放性开放性

4、选择性选择性 信息传输体现信息传输体现快速性快速性、可靠性可靠性和和适应性适应性。 主站处理体现主站处理体现层次性层次性、综合性综合性和和智能性智能性。 子子 站站 微微 机机 保保 护护 装装 置置 保保 护护 信信 息息 预预 处处 理理 动动 作作 事事 件件 保保 护护 告告 警警 保保 护护 定定 值值 信信 号号 复复 归归 定定 值值 组组 切切 换换 保保 护护 对对 时时 保保 护护 录录 波波 故故 障障 录录 波波 信信 息息 预预 处处 理理 故故 障障 类类 型型 故故 障障 测测 距距 故故 障障 相相 量量 远远 方方 触触 发发 故故 障障 录录 波波 S S

5、O O E E 电电 网网 调调 度度 地地 区区 调调 度度 规规 约约 转转 换换 规规 约约 转转 换换 服服 务务 定定 购购 规规 则则 信信 息息 分分 级级 规规 则则 故故 障障 录录 波波 装装 置置 调调 度度 保保 护护 通通 信信 协协 议议 通通 信信 协协 议议 通通 信信 协协 议议 实实 时时 监监 控控 调调 度度 辅辅 助助 决决 策策 专专 家家 系系 统统 控控 制制 命命 令令 故故 障障 分分 析析 继继 电电 器器 特特 性性 分分 析析 故故 障障 分分 析析 专专 家家 系系 统统 信信 息息 调调 用用 信信 息息 调调 用用 定定 值值 校

6、校 核核 信信 息息 查查 询询 故故 障障 测测 距距 设设 备备 消消 缺缺 网网 络络 拓拓 扑扑 能对故障时产生的大量信能对故障时产生的大量信 息进行智能预处理，以只息进行智能预处理，以只 上传有效信息，且大大降上传有效信息，且大大降 低通道占用低通道占用 能在本站及通过自动能在本站及通过自动 化接口完成控制操作化接口完成控制操作 能定义信息分级规则，能定义信息分级规则， 根据信息优先级确定根据信息优先级确定 信息上传顺序信息上传顺序 采用标准通信协议采用标准通信协议 IEC 60870-5-103 能接入国内外大量保护、能接入国内外大量保护、 录波装置；具有开放结构，录波装置；具有开

7、放结构， 可以插件方式新增规约驱可以插件方式新增规约驱 动模块动模块 外外 部部 设设 备备 信信 息息 采采 集集 规规 约约 转转 换换 信信 息息 预预 处处 理理 信信 息息 上上 传传 本地存储本地存储 DLL DLL DLL DLL 智智 能能 预预 处处 理理 原原 始始 信信 息息 有有 效效 信信 息息 录波数据的正确性检测录波数据的正确性检测 寻找故障起始时刻寻找故障起始时刻 确定故障类型确定故障类型 判断故障位置判断故障位置 形成故障简报和简化录波文件上送主站形成故障简报和简化录波文件上送主站 启动启动 结束结束 判断故障方向判断故障方向 故障采集器采集到新的故障采集器采

8、集到新的 故障录波文件故障录波文件 相间电流突变启动相间电流突变启动 补偿电压突补偿电压突 变量选相变量选相 故障测距故障测距 IPOFAS系统的测距是单端测距系统的测距是单端测距 主保护相当于双端测距，后备保护相当于单端测距。主保护相当于双端测距，后备保护相当于单端测距。 简报包含录波器触发简报包含录波器触发 时间、触发通道、故时间、触发通道、故 障类型、测距结果等障类型、测距结果等 信息，出现这些信息信息，出现这些信息 而且可信度为而且可信度为100%时时 表示故障肯定发生在表示故障肯定发生在 简化录波文件过滤出简化录波文件过滤出 来的线路上发生，可来的线路上发生，可 信度为信度为50%时

9、表示故时表示故 障可能发生在简化录障可能发生在简化录 波文件过滤出来的线波文件过滤出来的线 路上，也可能发生在路上，也可能发生在 其相邻线路上，具体其相邻线路上，具体 情况由主站综合判断。情况由主站综合判断。 简报记录录波文件名供简报记录录波文件名供 主站调用主站调用 基于国际标准的TCP/IP协议； 支持IEC 60870-5-103规约； 子站与故障录波器通信：采用RS-485/232/422或以太网 方式，每个端口可挂具备 相同规约的多台装置，规约由 所连的故障录波装置决定； 子站与主站通信：可同时支持多个主站。采用光纤或微 波/载波/电话/以太网/路由通 道，规约主站指定或用户自 定；

10、 子站与其它系统通信：采用光纤或微波/载波/电话/以太 网通道，规约由相应系统决定，用户必须提供具体系统的 通信规约。 在传输过程中，会由于网络在传输过程中，会由于网络 中断、用户强制终止等原因中断、用户强制终止等原因 终止文件传输。本功能可及终止文件传输。本功能可及 时保存已下载信息至文件中。时保存已下载信息至文件中。 故障分析模块可以利用该信故障分析模块可以利用该信 息片断进行分析息片断进行分析 本功能可以在下载时，在客本功能可以在下载时，在客 户端同步绘制波形。从发出户端同步绘制波形。从发出 下载命令，到看到第一周期下载命令，到看到第一周期 的波形的时间间隔不超过的波形的时间间隔不超过

11、10s。大多数情况下，前。大多数情况下，前6、 7个周期的波形对于故障分个周期的波形对于故障分 析是最为关键的。析是最为关键的。 在文件传输过程中，一旦通在文件传输过程中，一旦通 信中断，现有的系统（国内信中断，现有的系统（国内 外）都不支持断点续传功能。外）都不支持断点续传功能。 这样，用户完整下载文件的这样，用户完整下载文件的 时间被大大加长。本功能可时间被大大加长。本功能可 使通信恢复后，从断点处继使通信恢复后，从断点处继 续下载过程。续下载过程。 邮 电 或 电 力 数 据 网 相 关 网 、 省 公 司 M IS系 统 防 火 墙 子 站子 站子 站子 站 打 印 机打 印 机 数

12、据 服 务 器 调 度 员 工 作 站 调 度 员 工 作 站 保 护 工 程 师 站 保 护 工 程 师 站 网 关 /WEB 服 务 器 通 信 服 务 器 邮 电 或 电 力 数 据 网 相 关 网 、 省 公 司 M IS系 统 防 火 墙 子 站子 站子 站子 站 打 印 机 数 据 服 务 器 调 度 员 工 作 站 保 护 工 程 师 站 网 关 /WEB 服 务 器 通 信 服 务 器 S SO OE E 故故障障 简简况况 保保护护 事事件件 定定值值 召召唤唤 报报警警 处处理理 在在线线 监监视视 服服务务 器器 信信息息 下下载载 通通信信 系系统统 外外部部 切切换换

13、 系系统统 配配置置 一一次次 设设备备 保保护护 装装置置 录录波波 装装置置 子子站站 设设备备 管管理理 拓拓扑扑 绘绘图图 网网络络 绘绘图图 保保护护 事事件件 录录波波 信信息息 故故障障 统统计计 综综合合 查查询询 波波形形 同同步步 显显示示 测测量量 相相序序 分分析析 谐谐波波 分分析析 阻阻抗抗 轨轨迹迹 故故障障 简简况况 故故障障 测测距距 波波形形 分分析析 故故障障 分分析析 继继电电 器器 分分析析 专专家家 系系统统 网网络络 管管理理 系系统统 控控制制台台 WebWeb 发发 布布 弹出弹出 故障简报故障简报 相关设备相关设备 闪烁报警闪烁报警 观察观察

14、 SOE信息信息 故障信息存故障信息存 入数据库入数据库 弹出弹出 保护事件信息保护事件信息 厂站列表厂站列表 保护、录波器保护、录波器 事件窗口事件窗口 厂站接线图厂站接线图 导航窗口导航窗口 双击可层层展开双击可层层展开 双击弹出设备属性双击弹出设备属性 双击弹出详细双击弹出详细 保护事件内容保护事件内容 右键菜单右键菜单 在此集成环境里，在此集成环境里， 可以打开、下载可以打开、下载 录波文件录波文件 MN 线路单位长度阻抗 线路单位长度导纳 线路长度 M N x+dx x 线路单位长度阻抗 线路单位长度导纳 波阻抗 传播常数 线路长度 MN l x F F F是故障点是故障点 . UM

15、 . UN . IM . IN 故障点F与M侧和N侧工频量的关系： 在线路两端数据同步时： 在线路两端数据不同步时： UF012 = UF012 | UF012 | = | UF012 | UF012 = U(M)012 cosh(yx) ZcI(M)012 sinh(yx) UF012 = U(N)012 cosh(yl - yx) ZcI(N)012 sinh(yl - yx) 计算波阻抗及传播系数计算波阻抗及传播系数 求出两端求出两端U U 和和I I 设置的设置的x x初值初值 计算计算 cosh( x)cosh( x)和和sinh( x)sinh( x) 计算计算|UF|和和|UF|

16、 修正修正x x 输出输出 x x值值 ? ? F F U U F F U U门槛门槛 结束结束 故障状态 非故障状态 故障附加状态 数据完全同步数据完全同步 故障点故障电流分量与故障点故障电流分量与M、N两端故障电流分量的关系两端故障电流分量的关系 数据不完全同步数据不完全同步 提高措施提高措施 影响因素影响因素 参数估计 A C l L1L2 k1 k2 k3 B L3 L4 L5 D E 1.根据各站上送的故障简报自动确定故障元件根据各站上送的故障简报自动确定故障元件 2.自动进行系统模型搜索自动进行系统模型搜索 3.自动进行双端测距自动进行双端测距 4.自动组合成更准确的故障节略自动组

17、合成更准确的故障节略 5.自动进行故障信息的初步归档自动进行故障信息的初步归档 设置诊断设置诊断 时间段时间段 故障发生时间故障发生时间 和故障设备和故障设备 故障情况故障情况 和可信度和可信度 保护动作保护动作 评价评价 开关动开关动 作评价作评价 数据库中已经完整的存储了保护、开关动作信息，以数据库中已经完整的存储了保护、开关动作信息，以 及模拟量信息、网络拓扑信息；及模拟量信息、网络拓扑信息； 知识库中存储了故障诊断规则；知识库中存储了故障诊断规则； 您要做的，就是按下推理按钮。专家系统会自动到数您要做的，就是按下推理按钮。专家系统会自动到数 据库中搜寻相关信息并进行推理！据库中搜寻相关

18、信息并进行推理！ 仅有单侧数据仅有单侧数据 可信度降低可信度降低 显示缺乏显示缺乏 对侧信息对侧信息 通道列表通道列表 测量值测量值 时间标尺时间标尺 波形图波形图 （模拟量，开关量）（模拟量，开关量） 时间信息时间信息 双游标双游标 图形缩放图形缩放 相量分析相量分析 波形拷贝波形拷贝 谐波分析谐波分析 瞬时值瞬时值 差值差值 有效值有效值 增减通道增减通道 故障简况故障简况 智能提取智能提取 公式编辑器公式编辑器 波形同步波形同步 波形标注波形标注 系统能自动系统能自动 从保护装置中从保护装置中 读取特征值读取特征值 然后自动绘制然后自动绘制 保护特征曲线保护特征曲线 系统能读取系统能读取

19、 故障录波文故障录波文 件件 然后自动回放然后自动回放 阻抗轨迹。阻抗轨迹。 监视网络性能和流量。能够持续监控网络设备性能和流量的变化。监视网络性能和流量。能够持续监控网络设备性能和流量的变化。 监视子站和主站的关键进程（如信息采集、预处理、通信服务器等）监视子站和主站的关键进程（如信息采集、预处理、通信服务器等）。 监视子站、主站服务器物理状况（如硬盘、内存、监视子站、主站服务器物理状况（如硬盘、内存、CPUCPU等）。等）。 完善的报警功能。能根据网络中的异常状态产生报警完善的报警功能。能根据网络中的异常状态产生报警。 子站装置化子站装置化 支持支持IEC 61850 与整定计算更好的集成

20、与整定计算更好的集成 专家系统功能的不断完善专家系统功能的不断完善 与与MIS/GIS系统更好的集成系统更好的集成 和和 电力企业、电力企业、 著名大学著名大学 展开展开 更紧密的更紧密的 合作合作 项目启动项目启动2001.92001.9 2002.42002.4武南站实施完毕武南站实施完毕 2002.102002.10 斗山、东善桥等实施完毕斗山、东善桥等实施完毕 DEMODEMO版本审查版本审查 2002.12002.1 设计方案审查设计方案审查 2001.112001.11 先进的软件工程学方法是项目开发成功的重要保证之一。先进的软件工程学方法是项目开发成功的重要保证之一。 以以统一建模语言统一建模语言 UML(Unified Modeling Language)UML(Unified Modeling Language)作为贯彻始终的面向对象建模语作为贯彻始终的面向