调度端保护元件动作行为的远程诊断方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种调度端保护元件动作行为的远程诊断方法。
【背景技术】
[0002]国家电网公司开始实行“调控一体、运维一体”建设方针，继电保护管理模式发生了根本性的转变，现有调度系统较重视调控功能，对远程运维急需的继电保护二次设备运行和维护的信息涉及较少。在智能电网调度系统中二次设备在线监测与分析模块提供了电源电压、温湿度、光强采集等功能，还不能很好的满足远程运维和在调度端实现对继电保护，尤其是装置内部保护元件动作行为诊断与分析的需求。
[0003]另一方面，随着调度智能化程度进一步提高，集控能力进一步增强，电网规模进一步扩大，接入电网区域调度的数据越来越多，在故障发生后调度端获得数据成倍增加，系统在极短时间会产生很多信息，包括动作信息、告警信息和变位信息等，此时还可能收到一些重复信息和无关信息。而在故障发生后需要运行人员快速定位故障，为恢复供电争取时间，降低故障造成的损失，但数据激增和无关数据使得从调度端对电网发生故障的分析，尤其是多重故障、穿越故障时对继电保护装置动作分析工作量大大增加。如果需要进一步深入分析保护装置内部的保护元件动作行为，将更加难以实现。
[0004]近年来，国内一些研宄提出了利用故障录波数据对继电保护动作行为进行分析和验证的方法，主要解决故障录波数据采样频率不同、数据同步的问题，通过区域差流计算，完成保护装置动作行为进行分析和一次系统的故障定位。国外ABB公司推出的PSM系统和美国KJT公司研制的OPEN系统也做了一些事故判断和快速恢复供电等应用模块。该类研宄主要侧重于一次系统故障元件的查找和定位、保护定值的诊断和分析以及故障发生后对继电保护性能的影响等。如果根据故障电气量录波分析继电保护装置的动作行为，需要在继电保护装置之外建立一套继电保护仿真算法、判据和逻辑，以作为判断依据，研宄和开发的工作量巨大，难以进行推广使用。随着继电保护算法、判据和逻辑的不断改进完善，后续的维护工作也很难持续跟进。
[0005]实现自动诊断具有代表性的方法有专家系统、人工神经网络、模糊理论、优化技术、Petri网络等。初期主要利用SOE(事件记录)信号和保护动作信号作为数据源，由于缺少保护逻辑功能的相关信息，无法对装置内部的保护元件进行分析，只能粗略地评估装置整体表现，无法确认装置内保护元件薄弱环节。随着调度中心的数据源不断丰富和完善，2013年国家电网公司《智能变电站继电保护信息规范》中对继电保护中间节点信息的输出内容和格式进行了规范。继电保护中间节点信息是记录继电保护在故障发生前到故障结束后整个过程中中间状态的变化信息，这类信息包括继电保护设备在故障过程中内部逻辑的中间状态、模拟量中间计算值、数字量中间采集值和计算值。在国家电力调度通信中心组织的继电保护“六统一”测试中，继电保护装置普遍采用了中间节点数据的技术记录继电保护动作的中间过程，为继电保护动作行为的远程自动诊断和分析创造了一种新的方法。
【发明内容】
[0006]针对上述问题，本发明提供一种调度端保护元件动作行为的远程诊断方法，根据保护元件的自洽性和一致性，对照动作策略对保护元件进行远程诊断和分析，提前发现保护元件存在的隐性问题，为继电保护远程运维提供必要数据。
[0007]为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现:
[0008]调度端保护元件动作行为的远程诊断方法，其特征在于，包括如下步骤:
[0009]SOl:建立一次设备和继电保护的关联模型；
[0010]S02:将继电保护中间逻辑节点信息、SOE信息、保护动作信息、遥信变位信息、故障录波文件从变电站端传输、汇集到调度端；
[0011]S03:判断电网中是否有故障；
[0012]S04:如果电网有故障发生，系统通过保护动作信息、断路器变位和保护故障测距信息确定故障点，并获取关联继电保护；
[0013]S05:提取关联继电保护的中间逻辑节点文件；
[0014]S06:对于各个保护元件按照自洽性和一致性，对照动作策略，逐个对各保护元件进行比对和分析；
[0015]S07:判断所有保护元件动作是否正确。
[0016]优选，步骤SOl具体包括如下步骤:
[0017]01A)建立电网一次设备拓扑网络模型；
[0018]01B)建立继电保护二次回路逻辑模型；
[0019]01C)将步骤OlA和OlB获得的模型整合，形成一次设备和继电保护的统一建模关系;
[0020]01D)关联并细化保护装置内部保护元件，确定保护元件属性，属性包括主保护和后备保护两类。
[0021]优选，如果电网有故障发生，调度系统首先确定故障点，根据建立的继电保护二次回路逻辑模型自动获取关联继电保护的中间逻辑节点信息，所述的关联继电保护既包括故障点两侧继电保护，也包括与故障点两侧继电保护有电气联系上下级关系的继电保护。
[0022]上述方法可以作为智能调度系统中的一个应用模块，对继电保护装置内部保护元件进行远程诊断和分析，加快供电恢复时间，发掘保护隐性问题，也可以为继电保护二次设备远方运维提供必要的技术支撑。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]I)在调度端实现对保护元件远程分析诊断，有利于运行人员迅速查明故障原因，从而快速恢复供电。
[0025]2)对调度端网络建模要求不高、数据运算量较小，在调度系统中进行实施和部署比较方便。
[0026]3)充分利用对侧保护装置、双重化保护装置以及保护元件之间的逻辑配合关系，便于保护元件的分析和查找隐性问题。
[0027]4)动作策略易于理解和设定，不需要运行人员透彻理解保护元件内部特性。
[0028]5)每一次故障相当于对相关保护装置进行一次实际检修，可以发现保护元件是否含有隐性故障、保护配合是否合理等问题。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的网络通讯传输结构示意图；
[0030]图2是本发明关联模型建立的流程图；
[0031]图3是本发明调度端保护元件动作行为的远程诊断流程图；
[0032]图4是本发明线路保护装置在线路区内故障的动作策略；
[0033]图5是本发明线路保护装置在线路正向区外故障的动作策略；
[0034]图6是本发明线路保护装置在线路反向区外故障的动作策略；
[0035]图7是本发明主变保护装置在线路区内故障的动作策略；
[0036]图8是本发明主变保护装置在线路正向区外故障的动作策略；
[0037]图9是本发明主变保护装置在线路反向区外故障的动作策略；
[0038]图10是本发明母差保护装置在线路区内故障的动作策略；
[0039]图11是本发明母差保护装置在线路区外故障的动作策略；
[0040]图12是本发明一条线路故障实例示意图。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0042]如图1所示，各变电站的测控装置、保护装置、保护测控一体化装置、故障录波器等二次设备的信息通过通讯网络传输到调度主站。本方法可以作为智能调度系统中一个高级应用模块，建议放置在调度系统II区(图1中的左上角部分)综合服务器，对保护元件动作行为进行远程分析，主要为继电保护专业人员使用。可以通过I区(图1中的右上角部分)监控服务器获得所需保护动作、告警和开关变位信号，中间节点文件、故障录波等信息优选存储于II区服务器，I区和II区使用防火墙进行隔离。
[0043]一种调度端保护元件动作行为的远程诊断方法，包括如下步骤:
[0044]SOl:建立一次设备和继电保护的关联模型；
[0045]需要在调度主站端建立必要的模型数据库，为后期的动作行为分析和诊断打好基础，优选，具体步骤如图2所示:
[0046]01A)建立电网一次设备拓扑网络模型；
[0047]01B)建立继电保护二次回路逻辑模型；
[0048]01C)将步骤OlA和OlB获得的模型整合，形成一次设备和继电保护的统一建模关系;
[0049]优选，在实现继电保护二次回路逻辑模型的基础上，通过规范一次设备和继电保护二次设备的命名基础上，通过命名匹配的方式进行模型的自动关联，从而自动实现关联模型的建立。
[0050]01D)关联并细化保护装置内部保护元件，确定保护元件属性，其中，可以自动关联或者人工修正，在关联模型中，需要预先定义好继电保护装置中所包含的保护元件以及各保护元件的属性。属性分为主保护和后备保护两类，所述主保护定义为不需要与其它保护元件配合，可以独立工作的元件；所述后备保护定义为需要与其它元件协同工作，并带时延的保护元件。
[0051]S02:将继电保护中间逻辑节点信息、SOE信息、保护动作信息、遥信变位信息、故障录波文件从变电站端传输、汇集到调度端；
[0052]如图3所示，S03:系统根据采集的信息(比如断路器变位、保护信息等)判断电网中是否有故障；如果没有发生故障，则不进行继电保护元件动作行为的判别。
[0053]S04:如果电网有故障发生，系统通过保护动作信息、断路器变位和保护故障测距信息确定故障点，并获取关联继电保护；
[0054]优选，如果电网有故障发生，调度系统首先确定故障点，根据建立的继电保护二次回路逻辑模型自动获取关联继电保护的中间逻辑节点信息，所述的关联继电保护