一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法与流程

本发明属于电力系统继电保护故障信息系统领域，具体涉及一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法。

背景技术：

国内故障信息系统的建设经过了十多年不断探索、改进的过程。早期的故障信息系统主要是探索和尝试，后期经过不断改进，基本都实现了远程监视和信息召唤查询的功能。目前情况较好的地区，保信主站已经进入提高实用化水平、进行调控一体化操作的阶段，有效实现了对保护、录波器的在线监视和管理，大大提高了电网故障信息的快速采集、分析和处理能力。目前情况较好的地区已经进入提高实用化水平、进行调控一体化操作的阶段。但是，从全国范围总体上来看，不少现有的故障信息系统还存在保护信息上送不准确甚至缺失、信息上送不及时、命令响应慢、录波文件获取慢、保护通信正常率不高、故障分析实用性差等问题，严重制约了故障信息系统的功能应用。

根据各地长期运行经验和用户、厂家的研究分析，绝大部分问题源自于厂站端，主要原因包括保护、录波器对外提供的信息不够、信息不规范、通信方式不统一、设备时间不准确等不足。其中由于变电站内保护装置、故障录波器的设备时间的不准确，保信主站在故障数据整理时，无法根据设备信息的时间准备，判断信息的准确性，导致用户无法直接获取故障数据，是故障分析实用性差的主要因素。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法，能够有效解决变电站内保护装置、故障录波器的设备时间的不准确，保信主站在故障数据整理时，无法根据设备信息的时间准备，判断信息的准确性，导致用户无法直接获取故障数据的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法，依次包括以下步骤：

步骤一：保信主站主动发起各个保信子站的网络对时，记录保信子站与保信主站的时间差Δt1；

步骤二：保信主站主动通知保信子站对站内的二次设备进行网络对时，保信子站记录与二次设备的时间差Δt2；

步骤三：保信子站将与站内各个二次设备的时间差Δt2上送至保信主站，保信主站保存各个二次设备与保信子站待时间差Δt2，以及与保信子站的时间差Δt1，这样保信主站就具备了与每个二次设备的时间差Δt3，且Δt3＝Δt1+Δt2；将步骤一、步骤二重复操作多次，计算多次的Δt3，并将三次的平均值，作为该二次设备与保信主站的时间校正数值ΔT；

步骤四：在电网发生故障时，二次设备会通过保信子站给保信主站上送带有本二次设备时间的动作、告警、录波简报消息等报文，并传输相应的录波文件；保信主站对收到的每个二次设备的信息的发生时间T，进行时间修正，修改后的时间记为：T’＝T+ΔT，并按照校正后的时间T’，进行故障数据整理以及多源的故障分析；

步骤五：保信主站对校正后的保护设备的动作、告警信息，以及保护的录波文件，故障录波器的录波文件，进行校正后的电网故障数据整理与分析；在针对同一次故障的同一变电站内的保护装置录波文件，故障录波器录波文件，进行多源分析，使用不同录波文件中的相同通道的数据进行时间对齐；保信主站，针对同一次故障的不同变电站内的保护装置录波文件，故障录波器录波文件，进行多源分析并进行时间对齐。

优选的，所述步骤一中，由保信主站主动发起与各个保信子站的网络对时，使用的网络时间协议，由保信主站，发送带有本设备时标的报文给保信子站，保信子站在收到发起端的报文时，加上保信子站的接收时标，并且在返回给保信主站报文时，再加上报文离开保信子站的时标，保信主站接收到对应的报文时标，并计算出保信主站和保信子站之间的时间差。

优选的，所述步骤二中，保信子站在收到保信主站主动通知的网络对时消息后，保信子站根据变电站内与保护装置、故障录波器的接入网络，进行网络对时，保信子站只通过网络对时的报文，计算保信子站时间与保护设备、故障录波器设备时间的时间差，不能对保护设备、故障录波器设备的时间进行修改。

优选的，所述步骤三中，保信主站保存各个二次设备与保信子站待时间差，以及与保信子站的时间差，这样保信主站就计算出了与每个二次设备的时间校正单次偏差；计算保信主站与保护装置、故障录波器的偏差，需要进行多次的计算求取平均值，作为每个设备时间修正值，并且还需对每个设备时间修正值进行修正。

优选的，所述步骤四中，在电网发生故障时，二次设备会通过保信子站给保信主站上送带有本设备时间的动作、告警、录波简报等报文，并生成相应的录波文件；保信主站对收到的每个二次设备的信息的发生时间，进行时间修正，修正时间达到秒级即可，并按照校正后的时间，进行故障数据整理以及多源的故障分析。

优选的，所述步骤五中，保信主站根据电网一二次设备连接关系，以及信息的时间时序进行电网故障数据的整理，对校正后的保护设备的动作、告警信息，以及保护的录波文件，故障录波器的录波文件，进行校正后的电网故障数据整理与分析；当使用同一变电站内的波形进行故障分析时，由于在同一次故障中，一个变电站内发生动作的保护装置，以及记录此次故障的故障录波器的不同录波文件中，必然会包含相同设备的一些通道信息；使用相同数字通道的开关变位信息，以及相同模拟量通道的差值，进行处理，实现不同采样频率下录波文件的合并显示，供用户的使用。

优选的，所述步骤五中，保信主站根据电网一二次设备连接关系，以及信息的时间时序进行电网故障数据的整理，对校正后的保护设备的动作、告警信息，以及保护的录波文件，故障录波器的录波文件，进行校正后的电网故障数据整理与分析；对于发生线路故障时，使用两个变电站内的波形进行故障分析时，由于涉及两个变电站，无法使用同一设备相同通道的数据进行对齐，此时需要根据保信主站保存的线路的参数，计算线路两端电压的角度差，以该角度差对两端的波形数据进行偏移，使两端的波形数据实现时间对齐，供用户的使用。

与现有技术相比，本发明的优点是：本发明基于主动时间校正机制，由保信主站主动发起与保护装置、故障录波器的网络对时，并保存各个设备与保信主站的时间偏差。在故障发生时，实现自动校正存在时间偏差的保护装置、故障录波器上送的信息，实现保信主站对接入的含有不准确时标的现有设备的故障数据的兼容整理，快速准确地获取电网故障数据，大大提高对电网故障的分析处理能力，为调度决策提供参考依据，有助于快速恢复供电，减轻故障损失，为电网运行监控提供有力保障。

附图说明

图1是本发明的流程图

图2是计算单次时间偏差的示意图。

图3是保信主站进行故障数据分析的示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

参阅图1为本发明一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法的实施例，该方法通过保信主站主动发起与保信子站的网络对时，记录保信主站与保信子站的时间差；保信子站发起与站内二次设备的网络对时，记录保信子站与站内二次设备的时间差；保信主站根据与保信子站的时间差，保信子站与站内设备的时间差，生成每个二次设备的时间校正单次偏差，并进行多次校正取平均值，形成每个二次设备时间修正值；在电网发生故障时，保信主站对收到的每个二次设备的信息，按照设备时间修正值进行校正；保信主站通过校正后的保护设备的动作、告警信息，结合保护装置的录波文件，以及故障录波器的录波文件，进行多源的故障分析。

具体的，一种基于主动时间校正的多源故障数据分析方法，依次包括以下步骤：

步骤一：保信主站主动发起各个保信子站的网络对时，记录保信子站与保信主站的时间差Δt1；

由保信主站主动发起与各个保信子站的网络对时，网络对时的流程如图2所示，使用的网络时间协议，由保信主站，发送带有本设备时标T1的报文给保信子站，保信子站在收到发起端的报文时，加上保信子站的接收时标T2，并且在返回给保信主站报文时，再加上报文离开保信子站的时标T3，保信主站接收到对应的报文时标T4，并计算出保信主站和保信子站之间的时间差Δt1：((T2-T1)+(T3-T4))/2。

步骤二：保信主站主动通知保信子站对站内的二次设备进行网络对时，保信子站记录与二次设备的时间差Δt2；

保信子站在收到保信主站主动通知的网络对时消息后，保信子站根据变电站内与保护装置、故障录波器的接入网络，进行网络对时，保信子站只通过网络对时的报文，计算保信子站时间与保护设备、故障录波器设备时间的时间差，不能对保护设备、故障录波器设备的时间进行修改。

步骤三：保信主站根据与保信子站的时间差，保信子站与站内设备的时间差，生成时间校正单次偏差，并进行多次取均值，形成每个设备时间修正值；

其中，保信子站将与站内各个二次设备的时间差Δt2上送至保信主站，保信主站保存各个二次设备与保信子站待时间差Δt2，以及与保信子站的时间差Δt1，这样保信主站就具备了与每个二次设备的时间差Δt3，且Δt3＝Δt1+Δt2；将步骤一、步骤二重复操作多次，计算多次的Δt3，并将三次的平均值，作为该二次设备与保信主站的时间校正数值ΔT；

由于现在的变电站内都已经部署了时间同步系统，时间同步系统出现问题后，经过维修处理恢复后，变电站内的设备即可完成时间同步保证时间的一致，即保护设备，故障录波器设备的时钟偏差，可能会发生变化；同时，保护装置，故障录波器设备还可能存在自身时间固有的一些运行偏差，及可能存在设备时钟运行的越来越慢或越来越快，因此，计算保信主站与保护装置、故障录波器的偏差，需要进行多次的计算求取平均值，作为每个设备时间修正值，并且还需要按照一定的规则和时间间隔，对每个设备时间修正值进行修正。

步骤四：在电网发生故障时，保信主站对收到的每个二次设备的信息，按照设备时间修正值进行校正；

在电网发生故障时，二次设备会通过保信子站给保信主站上送带有本二次设备时间的动作、告警、录波简报消息等报文，并传输相应的录波文件；保信主站对收到的每个二次设备的信息的发生时间T，进行时间修正，修改后的时间记为：T’＝T+ΔT，并按照校正后的时间T’，进行故障数据整理以及多源的故障分析；

保信主站对收到的每个二次设备的信息，按照设备时间修正值进行校正。由于网络对时规约的局限性以及网络传输固有的网络延时特性，导致保信主站的保存的设备时间修正值只能保证到秒级的准确性，同时保信主站的电网故障数据整理时，根据电网一二次设备连接关系，以及信息的时间时序进行的，需要的数据时间准确达到秒级以上即可。

步骤五：保信主站通过校正后的保护设备的动作、告警信息，结合保护的录波文件，以及故障录波器的录波文件，进行多源的故障分析；

保信主站对校正后的保护设备的动作、告警信息，以及保护的录波文件，故障录波器的录波文件，进行校正后的电网故障数据整理与分析；在针对同一次故障的同一变电站内的保护装置录波文件，故障录波器录波文件，进行多源分析，使用不同录波文件中的相同通道的数据进行时间对齐；保信主站，针对同一次故障的不同变电站内的保护装置录波文件，故障录波器录波文件，进行多源分析并进行时间对齐。

保信主站根据电网一二次设备连接关系，以及信息的时间时序进行电网故障数据的整理，对校正后的保护设备的动作、告警信息，以及保护的录波文件，故障录波器的录波文件，进行校正后的电网故障数据整理与分析。中针对同一故障的波形文件分析，需要对不同录波文件的时间进行对齐后，才能方便用户对故障的准确分析和掌握如图3所示。

当使用同一变电站内的波形进行故障分析时，由于在同一次故障中，一个变电站内发生动作的保护装置，以及记录此次故障的故障录波器的不同录波文件中，必然会包含相同设备的一些通道信息；使用相同数字通道的开关变位信息，以及相同模拟量通道的差值，进行处理，实现不同采样频率下录波文件的合并显示，供用户的使用。

对于发生线路故障时，使用两个变电站内的波形进行故障分析时，由于涉及两个变电站，无法使用同一设备相同通道的数据进行对齐，此时需要根据保信主站保存的线路的参数，计算线路两端电压的角度差，以该角度差对两端的波形数据进行偏移，使两端的波形数据实现时间对齐，供用户的使用。

以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。