基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，依據(jù)IEC61970進行建模，可以統(tǒng)一抽取特征量信息，用于搭建站內(nèi)所有CT電流互感器，包括對應(yīng)安裝位置及變比等模型信息，同時將此CT與站內(nèi)故錄通道相對應(yīng)，于是就完成將站內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的電流流向大小等這些具體的物理量通過CT建模這一中間量，映射為直觀的基于節(jié)點及支路的電流矢量圖界面，可以通過濾波算法實現(xiàn)基于各序網(wǎng)的故障電流流向圖，可以據(jù)此實現(xiàn)故障后關(guān)于電流流向快速鎖定故障定位、及故障性質(zhì)判定一系列分析，提供了直觀有效的分析平臺。
【專利說明】基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電網(wǎng)故障矢量分析及故障診斷領(lǐng)域，尤其涉及一種基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，電網(wǎng)聯(lián)系不斷加強，電網(wǎng)發(fā)生故障和局部故障導(dǎo)致波及范圍擴大的概率不斷增大，為實現(xiàn)故障的快速辨識和準(zhǔn)確定位，故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)其覆蓋率不斷提升，電網(wǎng)故障時，相關(guān)故障錄波信息可及時上傳至調(diào)度中心。
[0003]但是，各間隔的故障數(shù)據(jù)無法在站內(nèi)圖上統(tǒng)一直觀展示，現(xiàn)有電力故障矢量分析及故障診斷模塊，調(diào)度員難以通過計算故障時刻相關(guān)區(qū)域的故障電流矢量和進行故障準(zhǔn)確辨識和快速定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，該方法能實現(xiàn)相關(guān)間隔的故障電流矢量和的自動計算，為故障點快速定位和保護動作行為準(zhǔn)確評價提供了有效的工具。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0006]基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，包括以下步驟:
[0007]步驟一:基于coBase平臺CT建模，搭建站內(nèi)所有CT電流互感器的模型信息；
[0008]步驟二:建立基于CT建模的實時站內(nèi)圖映射的故障矢量分析及故障診斷平臺，將變電站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺和故障錄波聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)分布整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，使用目錄服務(wù)基于層次樹狀結(jié)構(gòu)訪問這些數(shù)據(jù)庫，把從多種來源實時集成的數(shù)據(jù)提供給功能故障矢量分析及故障診斷平臺；
[0009]步驟三:故障量矢量分析，基于基爾霍夫電流定律對基于匯流元件的各故障量矢量、基于負序故障電流的一次電流矢量圖及零序故障電流的一次矢量圖進行分析；
[0010]步驟四:以故障電流矢量為搜索引擎，確定故障設(shè)備。
[0011]所述步驟一的建模過程:基于繼電保護基礎(chǔ)信息平臺可伸縮矢量圖以及通用信息模型，統(tǒng)一抽取特征量信息，用于搭建站內(nèi)所有CT電流互感器模型，同時將此CT電流互感器模型與站內(nèi)故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通道相對應(yīng)。
[0012]所述步驟一中完成將站內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的物理量通過CT建模映射為直觀的基于節(jié)點及支路的電流矢量圖界面，通過付氏濾波算法實現(xiàn)基于各序網(wǎng)的故障電流矢量圖。
[0013]所述步驟一中，物理量包括電流流向及其大小。
[0014]所述步驟一中，模型信息包括CT電流互感器對應(yīng)安裝位置及變比。
[0015]所述故障電流矢量圖的作出過程:以各序電壓為基準(zhǔn)，實時故障電流值通過付氏濾波算法可以直接得到電流變化量的故障電流增量以及有效反映故障性質(zhì)的各序非對稱量，即負序及零序電流量的幅值大小及相位，根據(jù)這些信息作出基于各序網(wǎng)的故障電流矢量圖。
[0016]所述步驟二中，數(shù)據(jù)的集成通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)使用的邏輯XML編碼按照標(biāo)準(zhǔn)建模，其中，Web服務(wù)定義語言WSDL用于定義提供特定的服務(wù)的語義以及如何使用它；HTTP/S模式中的答單對象訪問協(xié)議SOAP用來完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)要求，通用描述，發(fā)現(xiàn)和集成的UDDI協(xié)議是用來發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)。
[0017]所述步驟三中分析的原則是:在生成的故障電流矢量圖中，搜索故障電流最大并與其他支路電流方向相反的分支。
[0018]所述步驟四中，故障量包括突變量及負、零序電流量。
[0019]所述確定故障設(shè)備時:有零序故障電流時,零序電流幅值最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路；有負序故障電流時，負序電流幅值最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路；只有突變量電流時，突變量幅值電流最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路。
[0020]信息集成技術(shù)，如XML的公共密鑰管理系統(tǒng)(XKMS)和XML簽名可以擴展安全規(guī)定，壓縮/解壓技術(shù)可用于提高信息傳輸速率。該診斷平臺采用模塊化和可擴展的設(shè)計便于新的站點接入后新的變電站建模及相應(yīng)CT的增添，也可以隨著網(wǎng)絡(luò)中量測點增加或者開關(guān)及CT的增加來更新其模型，同時可以在已有的各序電流矢量圖為基礎(chǔ)上做出多種高級應(yīng)用。最直接的功能即是以各序電流量為搜索引擎的故障點定位，各序網(wǎng)絡(luò)直接給出的故障性質(zhì)判斷等這些高級應(yīng)用。這一系統(tǒng)的遞增可以是:區(qū)域面積的增加，變電站接入數(shù)量及故錄子站、功能及設(shè)備增加。
[0021]如圖1所示，基于繼電保護基礎(chǔ)信息平臺(coBase)可伸縮矢量圖(svg))以及通用信息模型(cim)，是基于IEC61970的全局信息建模建立的全網(wǎng)一次、二次保護設(shè)備的數(shù)據(jù)庫，包含一次設(shè)備真實情況及二次保護配置情況，并根據(jù)網(wǎng)內(nèi)實際設(shè)備情況進行實時更新。此系統(tǒng)依據(jù)IEC61970進行建模，可以統(tǒng)一抽取特征量信息，用于搭建站內(nèi)所有CT電流互感器，包括對應(yīng)安裝位置及變比等模型信息，同時將此CT與站內(nèi)故錄通道相對應(yīng)，于是就完成將站內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的電流流向大小等這些具體的物理量通過CT建模這一中間量，映射為直觀的基于節(jié)點及支路的電流矢量圖界面，可以通過濾波算法實現(xiàn)基于各序網(wǎng)的故障電流流向圖，可以據(jù)此實現(xiàn)故障后關(guān)于電流流向快速鎖定故障定位、及故障性質(zhì)判定一系列分析，提供了直觀有效的分析平臺。
[0022]基于匯流元件各故障量矢量分析:假定在線路F點發(fā)生對稱三相短路，被保護系
統(tǒng)由一個多電源網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但在求解故障分量時就轉(zhuǎn)化為以故障點附加電源為單電源的輻
射網(wǎng)絡(luò)。但是這個單電源又是隨故障點變化的，它總是在故障點處。因為一般有Zf》\，其
中Zf為負荷等值阻抗，\為線路電抗，因此可以不考慮流過負荷的故障電流分量。這時網(wǎng)
絡(luò)就可視為由故障點附加電源流向各電源的(主系統(tǒng)電源及所有小電源)的網(wǎng)絡(luò)，并且各電
電源支路電流取以母線指向被保護線路為正，則由基爾霍夫電流定律有:
【權(quán)利要求】
1.基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，包括以下步驟: 步驟一:基于C0Base平臺CT建模，搭建站內(nèi)所有CT電流互感器的模型信息； 步驟二:建立基于CT建模的實時站內(nèi)圖映射的故障矢量分析及故障診斷平臺，將變電站基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺和故障錄波聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)接口進行數(shù)據(jù)融合，數(shù)據(jù)分布整個網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，使用目錄服務(wù)基于層次樹狀結(jié)構(gòu)訪問這些數(shù)據(jù)庫，把從多種來源實時集成的數(shù)據(jù)提供給功能故障矢量分析及故障診斷平臺； 步驟三:故障量矢量分析，基于基爾霍夫電流定律對基于匯流元件的各故障量矢量、基于負序故障電流的一次電流矢量圖及零序故障電流的一次矢量圖進行分析； 步驟四:以故障電流矢量為搜索引擎，確定故障設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟一的建模過程:基于繼電保護基礎(chǔ)信息平臺可伸縮矢量圖以及通用信息模型，統(tǒng)一抽取特征量信息，用于搭建站內(nèi)所有CT電流互感器模型，同時將此CT電流互感器模型與站內(nèi)故障錄波器聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通道相對應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟一中完成將站內(nèi)設(shè)備對應(yīng)的物理量通過CT建模映射為直觀的基于節(jié)點及支路的電流矢量圖界面，通過付氏濾波算法實現(xiàn)基于各序網(wǎng)的故障電流矢量圖。
4.如權(quán)利要求3所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟一中，物理量包括電流流向及其大小。
5.如權(quán)利要求3所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述故障電流矢量圖的作出過程:以各序電壓為基準(zhǔn)，實時故障電流值通過付氏濾波算法可以直接得到電流變化量的故障電流增量以及有效反映故障性質(zhì)的各序非對稱量，即負序及零序電流量的幅值大小及相位，根據(jù)這些信息作出基于各序網(wǎng)的故障電流矢量圖。
6.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟一中，模型信息包括CT電流互感器對應(yīng)安裝位置及變比。
7.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟二中，數(shù)據(jù)的集成通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)使用的邏輯XML編碼按照標(biāo)準(zhǔn)建模，其中，Web服務(wù)定義語言WSDL用于定義提供特定的服務(wù)的語義以及如何使用它；HTTP/S模式中的答單對象訪問協(xié)議SOAP用來完成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)要求，通用描述，發(fā)現(xiàn)和集成的UDDI協(xié)議是用來發(fā)現(xiàn)Web服務(wù)。
8.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟三中分析的原則是:在生成的故障電流矢量圖中，搜索故障電流最大并與其他支路電流方向相反的分支。
9.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述步驟四中，故障量包括突變量及負、零序電流量。
10.如權(quán)利要求1所述的基于站內(nèi)主接線圖映射的故障矢量分析及故障診斷方法，其特征是，所述確定故障設(shè)備時:有零序故障電流時，零序電流幅值最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路；有負序故障電流時，負序電流幅值最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路；只有突變量電流時，突變量幅值電流最大并與其他支路電流方向相反的分支為故障線路。
【文檔編號】G06F17/50GK103810340SQ201410054949
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】唐毅, 李磊, 李乃永, 朱倩茹, 黃德斌, 王安寧, 王昕 , 林霞, 王群, 張英彬, 李強 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司棗莊供電公司, 國網(wǎng)山東省電力公司