一種電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電網(wǎng)分析與處理的技術(shù)領(lǐng)域，具體來說，是一種電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國與世界其它發(fā)達(dá)國家相比，配電網(wǎng)發(fā)展起步較晚，發(fā)展水平較低，建設(shè)相對落后，而且發(fā)電、輸電、配電發(fā)展不夠協(xié)調(diào)。這種情況嚴(yán)重制約了配電網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和發(fā)展。目前，雖然我國配電網(wǎng)絡(luò)得到了一定的發(fā)展，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有滿足用戶對供電的可靠性和電能質(zhì)量要求，總體發(fā)展水平比較落后。普遍存在設(shè)備陳舊老化、負(fù)荷過重、線路過載、事故率尚、可靠性差等冋題
電網(wǎng)事故處理過程是極其復(fù)雜的，包含著很多不確定性因素，目前的運(yùn)行分析軟件不能提供有效幫助，更多的是依靠調(diào)度員的經(jīng)驗(yàn)來做出現(xiàn)場決策。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生故障時，要求調(diào)度員根據(jù)接收到的電網(wǎng)故障信息，準(zhǔn)確快速地判斷出故障，并且能夠采取相應(yīng)的處理措施，及時恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行，要求調(diào)度員必須具備豐富大量的電力系統(tǒng)運(yùn)行理論知識和充足的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。但是現(xiàn)代電網(wǎng)
運(yùn)行的穩(wěn)定性不斷提升，調(diào)度員能夠遇到很大的電網(wǎng)故障的機(jī)會微乎其微，因此很難積累起豐富的電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。在電網(wǎng)發(fā)生故障時，僅依靠調(diào)度員自己處理故障情況，很難滿足電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)，電網(wǎng)的模型由以下部分組成，地調(diào)由線路和廠站構(gòu)成，線路中具有線路保護(hù)裝置，線路保護(hù)裝置由線路保護(hù)設(shè)備和線路重合閘設(shè)備構(gòu)成，廠站由變壓器劃分為不同電壓等級的區(qū)域，其中變壓器具有變壓器保護(hù)裝置，每個電壓等級的線路上具有物理母線、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和斷路器，物理母線、發(fā)電機(jī)、負(fù)荷和斷路器分別有各自的保護(hù)設(shè)備，能夠?qū)Ω髌骷M(jìn)行保護(hù)，可選用繼電保護(hù)裝置，指一個或者多個保護(hù)設(shè)備元件和邏輯元件按照一定的要求組裝配置在一起，并完成電力系統(tǒng)某項(xiàng)特定保護(hù)功能的裝置。當(dāng)電網(wǎng)中某些元件運(yùn)行出現(xiàn)異常情況時，繼電保護(hù)裝置能夠及時的向調(diào)度員反映異常工作情況，或者直接遠(yuǎn)程控制跳閘操作，切除異常設(shè)備，減少電氣元件的損壞，同時提高電力系統(tǒng)供電可靠性。
[0004]在電網(wǎng)發(fā)生故障時，由電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)來進(jìn)行分析處理，電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)由設(shè)在調(diào)度中心的主站和設(shè)在其管轄的變電站和發(fā)電廠的若干個子站，通過電力數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)連接而成。系統(tǒng)的主要任務(wù)是收集管理電網(wǎng)中各運(yùn)行廠、站的保護(hù)和安全自動裝置的動作信號、斷路器的分合信號，以及微機(jī)保護(hù)和故障錄波器的錄波數(shù)據(jù)、故障報(bào)告等，并對這些數(shù)據(jù)和信號進(jìn)行綜合、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算和分析，實(shí)現(xiàn)相關(guān)二次設(shè)備運(yùn)行管理、監(jiān)測和電網(wǎng)故障處理的網(wǎng)絡(luò)信息化和智能化，為調(diào)度運(yùn)行人員事故處理提供決策支持，為繼電保護(hù)專業(yè)人員提供系統(tǒng)分析工具，為設(shè)備維護(hù)人員提供設(shè)備異常情況信息，以及為電網(wǎng)分析的其他應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。子站系統(tǒng)的主要任務(wù)是負(fù)責(zé)采集變電站內(nèi)的微機(jī)保護(hù)裝置、故障錄波器及其他各種智能電子設(shè)備的信息，并負(fù)責(zé)把這些信息規(guī)范化后上傳至主站系統(tǒng)。子站系統(tǒng)安裝于廠站現(xiàn)場，采用分布式結(jié)構(gòu)，一般包含多個子站，每個子站一般由一臺保護(hù)管理機(jī)或集控中心來完成站內(nèi)裝置的采集和通信，主站系統(tǒng)的主要任務(wù)是基于子站上傳的信息進(jìn)行故障告警、故障分析、故障處理、信息的歸檔和統(tǒng)計(jì)等。
[0005]主站可分為綜合管理功能和故障信息綜合處理功能二大部分，其中，信息綜合管理模塊包括信息采集接收管理、信息發(fā)布功能管理、運(yùn)行管理、參數(shù)管理、歷史數(shù)據(jù)管理、圖形界面管理、用戶權(quán)限管理、GPS對時管理等，故障信息處理模塊包括緊急制表功能、波形分析功能、故障選線、選相、測距功能、故障診斷功能、行為評價功能、決策支持功能以及統(tǒng)計(jì)功能。
[0006]信息采集接收管理功能為根據(jù)預(yù)先設(shè)定的規(guī)則，主站按照一定的周期，或者根據(jù)事故處理需要實(shí)時地，對所轄廠站集成的保護(hù)裝置和故障錄波器的定值、模擬量、開關(guān)量、保護(hù)事件、故障報(bào)告、錄波文件列表和錄波文件等信息進(jìn)行采集。采集后，將數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的歷史庫，由系統(tǒng)軟件安裝在線路上的故障指示器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站和安裝在變電站(或線路上)安裝不對稱電流源組成。當(dāng)配電線路出現(xiàn)短路故障時，檢測到短路故障電流或特定信號電流流過，通過短距離無線收發(fā)系統(tǒng)，將動作信號傳送給安裝在線路分支處的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站在收到動作信息后，將動作分支的指示器地址信息通過GPRS發(fā)給系統(tǒng)軟件。系統(tǒng)軟件得到該信息后進(jìn)行處理，監(jiān)控主站軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆?jì)算分析，與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，可以直接顯示出故障點(diǎn)地理位置信息，實(shí)現(xiàn)自動線路故障定位。主站軟件根據(jù)故障信息對線路開關(guān)智能控制器下發(fā)遙控命令，使離故障最近的開關(guān)分閘，從而隔離故障，最后將聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘，實(shí)現(xiàn)非故障區(qū)域恢復(fù)供電，完成故障隔離和轉(zhuǎn)移供電。
[0007]信息發(fā)布功能:將故障信息分析處理后在決策支持功能塊形成的故障報(bào)告信息、事故分析結(jié)論和建議采取策略發(fā)布給調(diào)度臺，作為決策支持，提供事故處理依據(jù)。將子站主動上送的設(shè)備運(yùn)行異常報(bào)告采用Web方式發(fā)布給設(shè)備維護(hù)系統(tǒng)，通知設(shè)備檢修人員進(jìn)行設(shè)備消缺，恢復(fù)設(shè)備的正常運(yùn)行。
[0008]運(yùn)行管理監(jiān)視主站和子站的實(shí)時通信狀態(tài)以及各子站內(nèi)部保護(hù)和故障錄波器與子站管理機(jī)之間的通信狀態(tài)以及收發(fā)報(bào)文的具體信息。通信不正常時，提示用戶進(jìn)行處理。
[0009]參數(shù)管理功能分別實(shí)現(xiàn)對整個系統(tǒng)參數(shù)和子站配置參數(shù)的獨(dú)立管理。
[0010]系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫包含如下信息:電網(wǎng)中各種元件的名稱、電氣參數(shù)和其他原始參數(shù)；各系統(tǒng)運(yùn)行方式下的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息、元件運(yùn)行狀態(tài)(投/停狀態(tài)、互感線路掛檢、變壓器接地方式變化等)。管理功能實(shí)現(xiàn)元件參數(shù)的查詢、參數(shù)編輯/修改和用戶任意定義運(yùn)行方式等。
[0011]子站配置參數(shù)指子站端接入的間隔、保護(hù)裝置、錄波器的信息，包括各模擬量、 開關(guān)量的定義、各保護(hù)裝置動作事件/告警事件的定義、保護(hù)和錄波器可以響應(yīng)的采樣/遙控操作的定義等。
[0012]歷史數(shù)據(jù)管理功能主要實(shí)現(xiàn)子站歷史數(shù)據(jù)查詢管理和主站歷史數(shù)據(jù)管理。
[0013]故障數(shù)據(jù)是經(jīng)過分析后的由配網(wǎng)故障檢測硬件設(shè)備檢測到的有用數(shù)據(jù)；包括故障的統(tǒng)計(jì)分析，故障查詢功能、故障重現(xiàn)等功能。
[0014]圖形界面管理基于主站數(shù)據(jù)庫一二次系統(tǒng)參數(shù)信息，實(shí)現(xiàn)很強(qiáng)的圖形界面顯示功能?？娠@示電網(wǎng)地理接線圖和各子站主接線圖，并可編輯上述接線圖，例如添加、刪除、縮放等。
[0015]用戶權(quán)限管理:系統(tǒng)存在著多類用戶:調(diào)度運(yùn)行人員、繼電保護(hù)人員、有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)、電網(wǎng)研宄分析人員、系統(tǒng)管理員等。各類用戶的不同訪問權(quán)限可由系統(tǒng)管理員進(jìn)行靈活配置，系統(tǒng)對通信接入、數(shù)據(jù)庫管理、系統(tǒng)維護(hù)到數(shù)據(jù)瀏覽和統(tǒng)計(jì)分析等，都設(shè)計(jì)有不同的用戶權(quán)限檢查，以保證系統(tǒng)的安全性。
[0016]GPS對時管理通過對系統(tǒng)接入的GPS全球定位時鐘進(jìn)行管理，為系統(tǒng)的服務(wù)器及工作站提供標(biāo)準(zhǔn)時鐘源，進(jìn)而為本系統(tǒng)的全部子系統(tǒng)進(jìn)行對時。
[0017]緊急制表功能為主站根據(jù)一定的信息關(guān)聯(lián)原則簡單整合各子站上傳的故障信息簡報(bào)，對故障類型、故障元件、開關(guān)動作情況和保護(hù)動作行為即刻作出判斷，形成簡要報(bào)表，快速送到調(diào)度畫面。同時調(diào)度畫面在地理圖形上作出響應(yīng)，對所對應(yīng)的站點(diǎn)動態(tài)閃爍，給出語音提示等。
[0018]波形分析功能分析電網(wǎng)在故障過程中產(chǎn)生的大量的故障信息，其中錄波信息完整的涵蓋了電網(wǎng)故障發(fā)生、發(fā)展、切除的全過程以及保護(hù)裝置、故障錄波器的啟動、動作、復(fù)歸和斷路器開合的過程。
[0019]故障選線可以采用負(fù)序比相算法。
[0020]故障選相可以采用序分量相位比較法。
[0021]故障測距分單端測距和雙端測距。
[0022]故障診斷功能:電網(wǎng)事故后快速恢復(fù)正常運(yùn)行是減少電能中斷時間和增強(qiáng)供電可靠性的必要條件。作為事故恢復(fù)的第一步，應(yīng)實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的故障診斷以隔離故障元件并采取相應(yīng)措施以恢復(fù)電能供應(yīng)。電網(wǎng)故障診斷主要是對保護(hù)裝置產(chǎn)生的事件信息、斷路器的狀態(tài)變化信息以及電壓電流等電氣量測量的特征進(jìn)行分析來識別故障元件。故障診斷程序是電網(wǎng)故障處理系統(tǒng)的重要組成部分。
[0023]故障診斷流程如下步驟一，故障診斷系統(tǒng)啟動
步驟二，一二次設(shè)備靜態(tài)信息初始化
步驟三，掃描報(bào)警信息，判斷是否有報(bào)警信息，如果有，執(zhí)行步驟四，如果否，重復(fù)執(zhí)行步驟三
步驟四，讀取