專利名稱：繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)及其檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)及方法，具體是一種繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
IEC61850標(biāo)準(zhǔn)體 系提出了變電站自動(dòng)化系統(tǒng)“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)，核心在于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息共享機(jī)制，這對(duì)于優(yōu)化變電站信息流、提高信息利用的集成度奠定了基礎(chǔ)。保護(hù)裝置與一次設(shè)備一體化安裝將成為智能變電站典型建設(shè)模式，這樣，一次設(shè)備與二次裝置聯(lián)接就非常簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)，具備工廠完成的可能，連接線出錯(cuò)的可能性將大大降低。信息通過(guò)光纜送出，可以實(shí)現(xiàn)信息“按需調(diào)用、網(wǎng)絡(luò)共享”。由此，具備在工廠內(nèi)完成變電站自動(dòng)化系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)投運(yùn)前所需進(jìn)行的絕大部分試驗(yàn)。IEC61850標(biāo)準(zhǔn)具備了信息自我描述的能力和源端數(shù)據(jù)維護(hù)的可能，IEC61850 —個(gè)重要基礎(chǔ)是制造報(bào)文規(guī)范(Manufacturing Message Specification, MMS)的應(yīng)用。MMS中虛擬制造設(shè)備(Virtual Manufacturing Device, VMD)和映射(Mapping)是兩個(gè)最重要的概念，有助于建立相應(yīng)的模型。虛擬制造設(shè)備VMD抽象地描述了一個(gè)實(shí)際制造設(shè)備的外部可見(jiàn)行為，使得MMS與具體設(shè)備的內(nèi)部特性無(wú)關(guān)。這樣，有可能采用鏡像技術(shù)在電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站構(gòu)建一個(gè)虛擬的變電站，完整映射物理距離上遠(yuǎn)離調(diào)度中心(集控站)的真實(shí)變電站，實(shí)時(shí)調(diào)用遠(yuǎn)端變電站信息進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)及發(fā)生電網(wǎng)事故后的遠(yuǎn)程保護(hù)動(dòng)作行為分析。這種技術(shù)的應(yīng)用符合國(guó)家電網(wǎng)公司倡導(dǎo)的調(diào)控一體化、運(yùn)維一體化的思路。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN102426309A，
公開(kāi)日2012_04_25，記載了一種“主站機(jī)房環(huán)境下區(qū)域備自投系統(tǒng)的測(cè)試方法”，該技術(shù)包括如下步驟(1)在EMS系統(tǒng)的SCADA中建立多個(gè)模擬變電站；(2)在主站機(jī)房?jī)?nèi)建立模擬環(huán)境，用于分別模擬每個(gè)模擬變電站內(nèi)的電網(wǎng)故障，并將模擬的電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)分別發(fā)輸出至每個(gè)模擬變電站；(3)被測(cè)區(qū)域備自投系統(tǒng)將各個(gè)帶有故障數(shù)據(jù)的模擬變電站串供建立形成鏈?zhǔn)酱┠Ｐ?，輸出區(qū)域備自投的動(dòng)作處理方法至SCADA，并通過(guò)SCADA將該動(dòng)作處理方法顯示出來(lái)；對(duì)比步驟(3)中的動(dòng)作處理方法與理論上正確的區(qū)域備自投動(dòng)作處理方法是否一致。但是該技術(shù)在SCADA系統(tǒng)中建立多個(gè)模擬變電站，非采用基于IEC61850的鏡像技術(shù)，不能反映實(shí)際變電站的二次系統(tǒng)情況；并且該技術(shù)采用模擬電網(wǎng)故障獲取各種數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)備自投裝置的響應(yīng)行為，并與理論計(jì)算比較；并非采用實(shí)際故障形成的數(shù)據(jù)，輸入鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置，比較鏡像變電站系統(tǒng)與遠(yuǎn)程變電站保護(hù)在電網(wǎng)實(shí)際故障時(shí)的動(dòng)作行為。

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)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，能夠有效模擬現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景分析保護(hù)裝置的動(dòng)作行為，快速、有效定位變電站保護(hù)裝置的動(dòng)作性能，大大提高繼電保護(hù)動(dòng)作行為的分析效率及電網(wǎng)事故處理的響應(yīng)速度，為“自愈型”智能電網(wǎng)提供關(guān)鍵支撐技術(shù)。本發(fā)明是通過(guò)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)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通信模塊、模型映射模塊、數(shù)字仿真模塊、故障模擬模塊、微機(jī)保護(hù)裝置和故障評(píng)價(jià)模塊，其中所述的數(shù)據(jù)通信模塊I)與SAS (Substation Automation System,變電站自動(dòng)化系統(tǒng))相連并調(diào)用各變電站的SO)(System Configuration Description,變電站系統(tǒng)配置描述)文件輸出至模型映射模塊；2)與RSS(Relay Supervisory System,繼電保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng))相連并調(diào)用各變電站保護(hù)裝置CID (Configured IED Description,實(shí)例配置文件)文件、整定值信息輸出至模型 映射模塊；3)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)經(jīng)RSS調(diào)用變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、保護(hù)動(dòng)作信息，輸出至數(shù)字仿真模塊；并將遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息輸出至故障評(píng)價(jià)模塊。所述的模型映射模塊，根據(jù)獲得的S⑶文件，基于IEC61850機(jī)制，建立反映各變電站一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、一二次關(guān)聯(lián)關(guān)系的鏡像變電站系統(tǒng)SCD數(shù)據(jù)文件；根據(jù)獲得的各變電站保護(hù)裝置CID文件、整定值信息，建立各鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置配置文件源并保存。所述的數(shù)字仿真模塊在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)通信模塊傳送的變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、保護(hù)動(dòng)作信息，調(diào)用模型映射模塊中的變電站SCD文件及對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件，生成遠(yuǎn)程事故分析所需的鏡像變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，并確定所需下載微機(jī)保護(hù)裝置的配置文件及整定值。同時(shí)解析鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置所需的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，并輸出至故障模擬模塊。所述的故障模擬模塊將數(shù)字仿真模塊輸出的輸出激勵(lì)送至微機(jī)保護(hù)裝置，進(jìn)行微機(jī)保護(hù)裝置的模擬故障運(yùn)作，并讀入微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作信息，送至故障評(píng)價(jià)模塊。所述的微機(jī)保護(hù)裝置是指在微機(jī)保護(hù)裝置所配置的與遠(yuǎn)程變電站硬件一致的保護(hù)裝置，該微機(jī)保護(hù)裝置與遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)裝置的差異在于，需根據(jù)實(shí)際故障確定所需下載的CID文件和整定值。在電網(wǎng)發(fā)生故障確定所需鏡像的變電站后，由數(shù)字仿真模塊調(diào)用模型映射模塊所存儲(chǔ)的SCD文件、保護(hù)裝置CID文件和整定值，送至故障模擬模塊，由故障激勵(lì)單元下載微機(jī)保護(hù)裝置所對(duì)應(yīng)的CID文件和整定值，構(gòu)建與遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)裝置配置一致的參數(shù)設(shè)定值。所述的故障評(píng)價(jià)模塊根據(jù)故障模擬模塊中的故障輸出模塊所送出的微機(jī)保護(hù)裝置響應(yīng)信息，以及數(shù)據(jù)通信模塊所調(diào)用的遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行一致性比較分析，并輸出比較結(jié)果。本發(fā)明涉及上述系統(tǒng)的檢測(cè)方法，通過(guò)將遠(yuǎn)程變電站的一次拓?fù)湫畔?、一、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)信息映射到電網(wǎng)調(diào)度控制中心(或集控站)的鏡像變電站，生成鏡像變電站系統(tǒng)，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)由電網(wǎng)調(diào)度控制中心(或集控站)從遠(yuǎn)程變電站調(diào)用斷路器跳閘信息、繼電保護(hù)動(dòng)作信息及電網(wǎng)故障前后時(shí)刻的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，通過(guò)設(shè)立在電網(wǎng)調(diào)度控制中心(或集控站)的數(shù)字仿真模塊的故障回放技術(shù)，觸發(fā)鏡像變電站的微機(jī)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，將鏡像變電站微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作結(jié)果與電網(wǎng)調(diào)度控制中心(或集控站)所收集到的遠(yuǎn)端變電站保護(hù)動(dòng)作信息，如人機(jī)界面(Human Machine Interface,HMI)信息、輸出數(shù)據(jù)文件進(jìn)行比對(duì)分析，判斷微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作行為。所述的鏡像變電站系統(tǒng)是指基于S⑶文件且包含與實(shí)際變電站完全相同的電流、電壓實(shí)時(shí)信息、變電站一、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)信息、保護(hù)設(shè)備功能及定義信息、整定值信息。所述的故障回放技術(shù)的具體操作包括①電網(wǎng)調(diào)度控制中心(或集控站)讀取遠(yuǎn)程變電站電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息；②將電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量信息作為數(shù)字仿真模塊的輸入信息；
③對(duì)于數(shù)字仿真模塊所讀取的電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量信息進(jìn)行同步處理；④將同步后的模擬量/開(kāi)關(guān)量信息解析處理成遠(yuǎn)方實(shí)際變電站對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，送入故障模擬模塊，由故障模擬模塊接入鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置，作為故障輸入信息；⑤通過(guò)外部觸發(fā)信號(hào)，故障模擬模塊的輸出激勵(lì)信息加入鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置中，形成微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作響應(yīng)結(jié)果，并由故障模擬模塊的故障輸出單元讀入鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)輸出響應(yīng)信息。所述的比對(duì)是指鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置基于故障模擬模塊的激勵(lì)響應(yīng)結(jié)果與實(shí)際遠(yuǎn)程變電站事故情況下的微機(jī)保護(hù)動(dòng)作結(jié)果(含HMI及輸出文件)進(jìn)行一致性比較分析。所述的分析是指分析鏡像變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作行為與遠(yuǎn)程變電站保護(hù)裝置動(dòng)作行為一致性比較分析，判斷二者之間的差異。如HMI顯示、輸出文件結(jié)果比較等。本發(fā)明在電網(wǎng)事故或保護(hù)異常跳閘情況下，可以模擬實(shí)際電網(wǎng)故障場(chǎng)景，遠(yuǎn)程分析變電站內(nèi)的保護(hù)動(dòng)作行為，大大提高繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析的效率，加快事故處理速度。該方法充分利用了 IEC61850體系下的信息網(wǎng)絡(luò)共享優(yōu)勢(shì)，有效地提升了繼電保護(hù)裝置對(duì)于電網(wǎng)事故響應(yīng)的分析能力。


圖I為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明流程示意圖。圖3為實(shí)施例應(yīng)用環(huán)境示意圖。
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(shuō)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(guò)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所示，本實(shí)施例涉及的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)通信模塊、模型映射模塊、數(shù)字仿真模塊、故障模擬模塊、微機(jī)保護(hù)裝置和故障評(píng)價(jià)模塊，其中
所述的數(shù)據(jù)通信模塊I)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS相連并調(diào)用各變電站的SCD文件輸出至模型映射模塊；2)與變電站保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)RSS相連并調(diào)用各變電站保護(hù)裝置CID文件、整定值信息輸出至模型映射模塊；3)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)經(jīng)RSS調(diào)用變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、保護(hù)動(dòng)作信息，輸出至數(shù)字仿真模塊；并將遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息輸出至故障評(píng)價(jià)模塊。
該數(shù)據(jù)通信模塊包括數(shù)據(jù)采集單元和數(shù)據(jù)傳輸單元，其中數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)各變電站的SAS調(diào)用SCD文件，經(jīng)各變電站的RSS調(diào)用保護(hù)CID文件及整定值，斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息；數(shù)據(jù)傳輸單元將SCD文件，經(jīng)各變電站的RSS調(diào)用保護(hù)CID文件、整定值送入模型映射模塊，將事故情況下斷路器跳閘，模擬量、開(kāi)關(guān)量信息、遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息分別送入數(shù)字仿真模塊及故障評(píng)價(jià)模塊。所述的變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS，指與實(shí)現(xiàn)變電站運(yùn)行操作、數(shù)據(jù)通信的自動(dòng)化系統(tǒng)，根據(jù)IEC對(duì)變電站自動(dòng)化系統(tǒng)定義為“變電站自動(dòng)化系統(tǒng)SAS就是在變電站內(nèi)提供包括通信基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的自動(dòng)化”所述的保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)RSS，指基于IEC61850通信結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)對(duì)于變電站保護(hù)裝置運(yùn)行情況監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)可從變電站過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)中獲取變電站的模擬量、開(kāi)關(guān)量信息，用于故障分析。所述的模型映射模塊，根據(jù)獲得的S⑶文件，基于IEC61850機(jī)制，建立反映各變電站一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一、二次關(guān)聯(lián)關(guān)系的鏡像變電站系統(tǒng)SCD數(shù)據(jù)文件；根據(jù)獲得的各變電站保護(hù)裝置CID文件、整定值信息，建立各鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置配置文件源并保存。該模型映射模塊包括數(shù)據(jù)接收單元、模型映射單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其中數(shù)據(jù)接收單元接收變電站S⑶文件、保護(hù)裝置CID文件及整定值；模型映射單元依據(jù)IEC61850機(jī)制，通過(guò)SCD文件構(gòu)建變電站一次拓?fù)?，一、二次關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件并輸出至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元進(jìn)行存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元根據(jù)數(shù)字仿真模塊的調(diào)取請(qǐng)求輸出相應(yīng)各個(gè)變電站保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件。所述的數(shù)字仿真模塊在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)通信模塊傳送的變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、保護(hù)動(dòng)作信息，調(diào)用模型映射模塊中的保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件，生成遠(yuǎn)程事故分析所需的鏡像變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，并確定所需下載微機(jī)保護(hù)裝置的配置文件；同時(shí)解析鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置所需的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息并輸出至故障模擬模塊。該數(shù)字仿真模塊包括數(shù)據(jù)同步單元、數(shù)據(jù)解析單元和數(shù)據(jù)輸出單元，其中數(shù)據(jù)同步單元接收數(shù)據(jù)通信模塊有關(guān)涉及事故跳閘的遠(yuǎn)程變電站模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，數(shù)據(jù)解析單元調(diào)用模型映射模塊的變電站SCD文件及微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件，并解析處理生成鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息；數(shù)據(jù)輸出單元將已解析的鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息輸出至故障模擬模塊。所述的故障模擬模塊將數(shù)字仿真模塊輸出的輸出激勵(lì)送至微機(jī)保護(hù)裝置，進(jìn)行微機(jī)保護(hù)裝置的模擬故障運(yùn)作，并讀入微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作信息，送至故障評(píng)價(jià)模塊。
該故障模擬模塊包括故障激勵(lì)單元和故障輸出單元，其中故障激勵(lì)單元由外部激勵(lì)信息觸發(fā)，將來(lái)自數(shù)字仿真單元的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息送入微機(jī)保護(hù)裝置；故障輸出單元接入微機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作響應(yīng)結(jié)果，并輸出至故障評(píng)價(jià)模塊。所述的故障評(píng)價(jià)模塊根據(jù)故障模擬模塊中的故障輸出模塊所送出的微機(jī)保護(hù)裝置響應(yīng)信息以及數(shù)據(jù)通信模塊所調(diào)用的遠(yuǎn)程變電站的微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行一致性比較分析并輸出比較結(jié)果。該故障評(píng)價(jià)模塊包括數(shù)據(jù)輸入單元、數(shù)據(jù)比較單元和結(jié)果顯示單元，其中數(shù)據(jù)輸入單元接收來(lái)自故障模擬模塊的微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作信息以及來(lái)自數(shù)據(jù)通信模塊的遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息經(jīng)同步后輸出至數(shù)據(jù)比較單元；數(shù)據(jù)比較單元將數(shù)據(jù)輸入單元的鏡像變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息與實(shí)際故障變電站保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行差異性比較，輸出至結(jié)果顯示單元進(jìn)行結(jié)果顯示。
如圖2所示，本實(shí)施例通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)檢測(cè)SlOO :數(shù)據(jù)通信模塊獲取變電站S⑶文件及保護(hù)裝置CID文件、整定值，送入模型映射模塊，構(gòu)成基于IEC61850的鏡像變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)源，并事先存儲(chǔ)于模型映射模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，以備電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)調(diào)用涉及故障斷路器、保護(hù)跳閘的變電站相關(guān)信息。在本申請(qǐng)實(shí)施系統(tǒng)中，從遠(yuǎn)端變電站SAS系統(tǒng)，調(diào)用電變電站S⑶文件，從保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)RSS調(diào)用保護(hù)裝置的CID文件及保護(hù)整定值信息。由于基于IEC61850機(jī)制的S⑶文件涵蓋變電站一次拓?fù)湫畔ⅲ?、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)信息，保護(hù)裝置CID文件涵蓋保護(hù)二次回路信息等，因此，這些數(shù)據(jù)文件可以完整抽象描述變電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和一、二次設(shè)計(jì)原理，為鏡像變電站系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)源。S200:數(shù)據(jù)通信模塊獲取電網(wǎng)事故時(shí)斷路器跳閘、保護(hù)裝置動(dòng)作信息，送入數(shù)字仿真模塊，由數(shù)字仿真模塊調(diào)用模型映射模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的SCD文件和保護(hù)裝置CID文件、整定值等信息，構(gòu)建對(duì)應(yīng)的鏡像變電站系統(tǒng)及微機(jī)保護(hù)裝置的配置文件。在本申請(qǐng)實(shí)施系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)通信模塊從遠(yuǎn)端變電站的SAS系統(tǒng)及RSS系統(tǒng)中獲取斷路器跳閘和繼電保護(hù)動(dòng)作信息后，送至數(shù)字仿真模塊，調(diào)出模型映射模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元所存儲(chǔ)的對(duì)應(yīng)變電站S⑶文件和所動(dòng)作保護(hù)裝置的CID文件及保護(hù)整定值信息，并送入故障模擬模塊。由故障模擬模塊將變電站繼電保護(hù)裝置的CID文件及整定值，下載到鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置，構(gòu)建與實(shí)際涉及故障跳閘的變電站保護(hù)配置一致的模擬保護(hù)系統(tǒng)。S300:數(shù)據(jù)通信模塊獲取電網(wǎng)事故的模擬量、開(kāi)關(guān)量特征信息，送至數(shù)字仿真模塊，由數(shù)字仿真模塊中的解析單元，同步并解析鏡像變電站系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置所需的輸入量，送入故障模擬模塊，構(gòu)成鏡像變電站系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作的激勵(lì)信號(hào)源。在本申請(qǐng)實(shí)施系統(tǒng)中，根據(jù)由數(shù)據(jù)通信模塊通過(guò)變電站RSS系統(tǒng)所獲取的信息，送入數(shù)字仿真模塊，同步并解析為對(duì)應(yīng)鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置所需的模擬量、開(kāi)關(guān)量激勵(lì)信息，送入模擬故障模塊，作為微機(jī)保護(hù)裝置的激勵(lì)信號(hào)源。S400:數(shù)據(jù)通信模塊獲取電網(wǎng)故障時(shí)變電站保護(hù)裝置動(dòng)作信息，送入故障評(píng)價(jià)模塊作為動(dòng)作分析數(shù)據(jù)源。在本申請(qǐng)實(shí)施系統(tǒng)中，電網(wǎng)故障時(shí)數(shù)據(jù)通信模塊通過(guò)變電站的RSS系統(tǒng)獲取保護(hù)裝置動(dòng)作數(shù)據(jù)(含HMI信息)，送入故障評(píng)價(jià)模塊，以作為與鏡像變電站系統(tǒng)微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作結(jié)果比對(duì)的數(shù)據(jù)源。S500 :模擬故障模塊激勵(lì)鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作，并將微機(jī)結(jié)果讀入故障輸出模塊，送入故障評(píng)價(jià)模塊，與實(shí)際系統(tǒng)保護(hù)動(dòng)作結(jié)果進(jìn)行一致性比較分析，形成判別結(jié)果。在本申請(qǐng)實(shí)施系統(tǒng)中，電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)將實(shí)際電網(wǎng)變電站保護(hù)裝置動(dòng)作情況(含HMI信息)與由數(shù)字仿真模塊驅(qū)動(dòng)的鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作文件進(jìn)行比對(duì)，即可以實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析功能。所述的比對(duì)是指通過(guò)故障數(shù)據(jù)回放分析鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作響應(yīng)行為，與電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站調(diào)用的遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息(含HMI)進(jìn)行比對(duì)，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)動(dòng)作行為的鏡像分析。由以上技術(shù)方案可見(jiàn)，本申請(qǐng)實(shí)施方法提供的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，使得保護(hù)技術(shù)人員可以最大限度地模擬現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景，快速分析保護(hù)動(dòng)作原因，及時(shí)處理事故，有助 于提升繼電保護(hù)動(dòng)作行為的分析能力。
權(quán)利要求
1.ー種繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)通信模塊、模型映射模塊、數(shù)字仿真模塊、故障模擬模塊、微機(jī)保護(hù)裝置和故障評(píng)價(jià)模塊，其中 所述的數(shù)據(jù)通信模塊 1)與變電站自動(dòng)化系統(tǒng)相連并調(diào)用各變電站的SCD文件輸出至模型映射模塊； 2)與變電站保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相連并調(diào)用各變電站保護(hù)裝置CID文件、整定值信息輸出至模型映射模塊； 3)在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)經(jīng)RSS調(diào)用變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、保護(hù)動(dòng)作信息，輸出至數(shù)字仿真模塊；并將遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息輸出至故障評(píng)價(jià)模塊； 所述的模型映射模塊，根據(jù)獲得的SCD文件，基于IEC61850機(jī)制，建立反映各變電站一次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、一、二次關(guān)聯(lián)關(guān)系的鏡像變電站系統(tǒng)SCD數(shù)據(jù)文件；根據(jù)獲得的各變電站保護(hù)裝置CID文件、整定值信息，建立各鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置配置文件源并保存； 所述的數(shù)字仿真模塊在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，依據(jù)數(shù)據(jù)通信模塊傳送的變電站斷路器跳閘信息、模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息、微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息，調(diào)用模型映射模塊中的微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件，生成遠(yuǎn)程事故分析所需的鏡像變電站系統(tǒng)數(shù)據(jù)文件，并確定所需下載微機(jī)保護(hù)裝置的配置文件；同時(shí)解析鏡像變電站系統(tǒng)的微機(jī)保護(hù)裝置所需的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，并輸出至故障模擬模塊； 所述的故障模擬模塊將數(shù)字仿真模塊輸出的輸出激勵(lì)送至微機(jī)保護(hù)裝置，進(jìn)行微機(jī)保護(hù)裝置的模擬故障運(yùn)作，并讀入微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作信息，送至故障評(píng)價(jià)模塊； 所述的故障評(píng)價(jià)模塊根據(jù)故障模擬模塊中的故障輸出模塊所送出的微機(jī)保護(hù)裝置響應(yīng)信息以及數(shù)據(jù)通信模塊所調(diào)用的遠(yuǎn)程變電站的微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行一致性比較分析，并輸出結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)據(jù)通信模塊包括數(shù)據(jù)采集単元和數(shù)據(jù)傳輸単元，其中數(shù)據(jù)采集單元經(jīng)各變電站的SAS調(diào)用SCD文件，經(jīng)各變電站的RSS調(diào)用保護(hù)CID文件、整定值及事故情況下斷路器跳閘，模擬量、開(kāi)關(guān)量信息、保護(hù)裝置動(dòng)作信息；數(shù)據(jù)傳輸單元將SCD文件，經(jīng)各變電站的RSS調(diào)用保護(hù)CID文件、整定值送入模型映射模塊，將事故情況下斷路器跳閘，模擬量、開(kāi)關(guān)量信息、遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息分別送入數(shù)字仿真模塊及故障評(píng)價(jià)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的模型映射模塊包括數(shù)據(jù)接收單元、模型映射單元和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，其中數(shù)據(jù)接收單元接收變電站S⑶文件、保護(hù)裝置CID文件及整定值；模型映射單元依據(jù)IEC61850機(jī)制，通過(guò)S⑶文件構(gòu)建變電站一次拓?fù)?，一、二次關(guān)聯(lián)關(guān)系，構(gòu)建微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件并輸出至數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元進(jìn)行存儲(chǔ)；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)単元根據(jù)數(shù)字仿真模塊的調(diào)取請(qǐng)求輸出相應(yīng)各個(gè)變電站微機(jī)保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的數(shù)字仿真模塊包括數(shù)據(jù)同步単元、數(shù)據(jù)解析単元和數(shù)據(jù)輸出単元，其中數(shù)據(jù)同步単元分別接收來(lái)自數(shù)據(jù)通信模塊的事故情況下斷路器跳閘，模擬量、開(kāi)關(guān)量信息、保護(hù)裝置動(dòng)作信息，并進(jìn)行同步處理并輸出至數(shù)據(jù)解析単元；調(diào)用模型映射模塊的變電站SCD文件、保護(hù)裝置數(shù)據(jù)文件，送至數(shù)據(jù)解析単元；數(shù)據(jù)解析單元進(jìn)行解析處理生成鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，并送至數(shù)據(jù)輸出単元；數(shù)據(jù)輸出単元將已解析的鏡像變電站系統(tǒng)的保護(hù)裝置模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息輸出至故障模擬模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的故障模擬模塊包括故障激勵(lì)単元和故障輸出單元，其中故障激勵(lì)単元由數(shù)字仿真模塊的激勵(lì)信息觸發(fā)，將來(lái)自數(shù)字仿真單元的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息送入微機(jī)保護(hù)裝置；故障輸出單元將根據(jù)微機(jī)保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作響應(yīng)結(jié)果讀入故障輸出模塊，并送至故障評(píng)價(jià)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)，其特征是，所述的故障評(píng)價(jià)模塊包括數(shù)據(jù)輸入?yún)g元、數(shù)據(jù)比較単元和結(jié)果顯示単元，其中數(shù)據(jù)輸入?yún)g元接收來(lái)自故障模擬模塊的微機(jī)保護(hù)裝置動(dòng)作信息以及來(lái)自數(shù)據(jù)通信模塊的遠(yuǎn)程變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息，經(jīng)同步后輸出至數(shù)據(jù)比較単元；數(shù)據(jù)比較単元將數(shù)據(jù)輸入單元的鏡像變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作信息與實(shí)際故障變電站保護(hù)動(dòng)作信息進(jìn)行差異性比較，輸出至結(jié)果顯示単元；結(jié)果顯示単元形成數(shù)據(jù)比較單元差異性比較的結(jié)果輸出。
7.一種根據(jù)上述任ー權(quán)利要求所述系統(tǒng)的檢測(cè)方法，其特征在于，通過(guò)將遠(yuǎn)程變電站的一次拓?fù)湫畔ⅰ⒁?、二次設(shè)備關(guān)聯(lián)信息映射到電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站的鏡像變電站，生成鏡像變電站系統(tǒng)，在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)由電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站從遠(yuǎn)程變電站調(diào)用斷路器跳閘信息、繼電保護(hù)動(dòng)作信息及電網(wǎng)故障前后時(shí)刻的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，通過(guò)設(shè)立在電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站的數(shù)字仿真模塊的故障回放技術(shù)觸發(fā)鏡像變電站的微機(jī)繼電保護(hù)裝置動(dòng)作，將鏡像變電站微機(jī)保護(hù)裝置的動(dòng)作結(jié)果與電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站所實(shí)時(shí)收集到的遠(yuǎn)端變電站保護(hù)動(dòng)作信息、輸出數(shù)據(jù)文件進(jìn)行比對(duì)分析，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的故障回放技術(shù)包括以下步驟 ①電網(wǎng)調(diào)度控制中心或集控站讀取遠(yuǎn)程變電站電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息； ②將電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量信息作為數(shù)字仿真模塊的輸入信息； ③對(duì)于數(shù)字仿真模塊所讀取的電網(wǎng)故障前后模擬量/開(kāi)關(guān)量信息進(jìn)行同步處理； ④將同步后的模擬量/開(kāi)關(guān)量信息解析處理成遠(yuǎn)方實(shí)際變電站對(duì)應(yīng)保護(hù)裝置的模擬量/開(kāi)關(guān)量輸入信息，送入故障模擬模塊，接入鏡像變電站系統(tǒng)的實(shí)際保護(hù)裝置，作為故障輸入信息； ⑤通過(guò)外部觸發(fā)信號(hào)，將故障模擬模塊的輸出激勵(lì)信息加入鏡像變電站系統(tǒng)的實(shí)際保護(hù)裝置中，形成保護(hù)裝置的動(dòng)作響應(yīng)結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的比對(duì)是指微機(jī)保護(hù)裝置基于故障模擬模塊的激勵(lì)響應(yīng)結(jié)果與實(shí)際遠(yuǎn)程變電站事故情況下的含HMI及輸出文件的微機(jī)保護(hù)動(dòng)作結(jié)果進(jìn)行一致性比較分析。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，所述的分析是指分析鏡像變電站微機(jī)保護(hù)動(dòng)作行為與遠(yuǎn)程變電站保護(hù)裝置動(dòng)作行為一致性比較分析，判斷二者之間的差異。
全文摘要
一種屬于電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域的繼電保護(hù)事故鏡像檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)通信模塊、模型映射模塊、數(shù)字仿真模塊、故障模擬模塊、微機(jī)保護(hù)裝置和故障評(píng)價(jià)模塊，本發(fā)明能夠有效模擬現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景分析保護(hù)裝置的動(dòng)作行為，快速、有效定位變電站保護(hù)裝置的動(dòng)作性能，大大提高繼電保護(hù)動(dòng)作行為的分析效率及電網(wǎng)事故處理的響應(yīng)速度，為“自愈型”智能電網(wǎng)提供關(guān)鍵支撐技術(shù)。
文檔編號(hào)G01R31/00GK102707169SQ201210159708
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者劉韶俊, 高翔 申請(qǐng)人:上海毅昊自動(dòng)化有限公司