智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法与流程

本发明涉及智能电网领域，特别涉及智能电网中的继电保护运维管理技术领域，具体是指一种智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法。

背景技术：

随着国家电网公司智能电网建设的快速推进，变电站内继电保护设备的智能化程度越来越高，继电保护设备对应的安装、调试及运维方式也随之发生了重大变化。继电保护运维管理系统主要通过远程对变电站内继电保护设备及其回路的全景数据采集，利用大数据、智能诊断等技术，实现对全网继电保护设备的运行状态、二次逻辑链路、设备防误操作、动作跳闸等的可视化监视与诊断，从而为变电站二次系统的异常定位及事故快速应急抢修提供决策依据。

互联网+是利用信息通信技术以及互联网平台，让互联网与传统行业进行深度融合，创造新的发展生态，即充分发挥互联网在社会资源配置中的优化和集成作用，将互联网的创新成果深度融合于经济、社会各域之中，提升全社会的创新力和生产力，形成更广泛的以互联网为基础设施和实现工具的经济发展新形态。

继电保护运维管理系统主要通过远程对变电站内继电保护设备及其回路的全景数据采集，利用大数据、智能诊断等技术，实现对全网继电保护设备的运行状态、二次逻辑链路、设备防误操作、动作跳闸等的可视化监视与诊断，从而为变电站二次系统的异常定位及事故快速应急抢修提供决策依据。

目前已有相关系统针对继电保护运维信息的展示、发布，一般通过在调度中心设立专用工作站，并安排专人值班方式进行监视。此种方式主要存在人工参与度高、发现及处理异常效率低下、相关专业人员不易及时掌握设备运行情况、成本投入高，经济效益低等问题。设备运行中出现异常存在一定的偶然性和随机性，人工需要全天候值班关注，发现问题后逐个通知相关人员，值班人员注意力稍有不集中，则影响通知的及时性，再者，对于复杂问题、异常的处理，涉及多专业运维人员配合执行，容易出现遗漏通知相关专业人员的情况。如果各专业都设立工作站，则值班人员明显增多，运行维护成本增加。随着规模越来越大，二次设备运维工作量急剧增加，此种运行模式已无法满足智能电网快速发展的要求。

同时，在移动通信普遍应用的时代，变电站内继电保护设备在运行过程中出现的各种异常及故障信息尚不能以通用便捷的方式快速推送给不同专业的运维人员,导致在事故发生及处理过程中难以实现各专业间及时有效的配合，而且运检业务尚不支持无纸化作业，这些问题都是亟待解决的。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效解决目前继电保护运维信息发布的局限性问题、实现继电保护的高效运维、提高电网调度运行的管理效率、显著降低运维人员从事专业检修的工作量和技术难度、确保变电站的安全稳定运行、适用范围较为广泛的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法。

为了实现上述的目的，本发明的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法如下：

该智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统，包括依次连接的通用互联网区、移动接入管理区、电力办公管理区和电力生产大区，其主要特点是，所述的电力生产大区中包括：

变电站端子站，用于负责继电保护设备信息的实时采集与上送；

调度端主站，通过电力数据网与所述的变电站端子站相连接，且该调度端主站与所述电力办公管理区相连接，用于负责对收到的各子站数据进行分析、处理及多元发布。

该智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统中的调度端主站包括保护及录波在线分析服务器、值班工作站，所述的保护及录波在线分析服务器通过所述的电力数据网与所述的变电站端子站相连接，且该保护及录波在线分析服务器分别与值班工作站、电力办公管理区相连接。

该基于上述的系统实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)系统进行所述的电力生产大区的数据采集与处理；

(2)系统进行所述的电力生产大区到电力办公管理区的数据单向同步处理操作；

(3)所述的电力办公管理区根据采集到的数据信息进行web发布处理操作；

(4)系统进行所述的电力办公管理区到移动接入管理区的数据加密同步处理操作；

(5)系统在所述的通用互联网区基于采集到的数据信息进行互联网信息发布；

(6)运维人员根据移动终端收到的互联网发布信息提示指导现场完成后续作业。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的系统进行所述的电力生产大区的数据采集与处理，包括以下步骤：

(11)所述的变电站端子站与继电保护设备进行通信，进行对继电保护设备的全数据采集；

(12)所述的调度端主站中的保护及录波在线分析服务器与所述的变电站端子站进行通信，接收该变电站端子站自动上送的突发数据，或者通过该调度端主站中的值班工作站下发命令主动从该变电站端子站获取指定的数据；

(13)所述的调度端主站对所收到的各类数据进行过滤与智能分析处理，并形成能表征设备异常、二次回路异常、现场误操作、电网故障的四类结果。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的变电站端子站对继电保护设备所采集的数据包括突发数据和召唤数据，所述的突发数据包括继电保护设备的异常告警、跳闸动作及变位告知类数据，所述的召唤数据包括继电保护设备的运行参数、压板状态、采样值及录波文件数据。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的电力生产大区与电力办公管理区之间设置有单向隔离设备，所述的系统进行所述的电力生产大区到电力办公管理区的数据单向同步处理操作，包括以下步骤：

(21)所述的电力生产大区的数据通过所述的单向隔离设备向所述的电力办公管理区进行单向同步发布，且禁止任何反向访问；

(22)所述的电力生产大区在任何数据发生变化或增加时，将变化或增加信息进行编码，并以字符流方式实时同步到所述的电力办公管理区；

(23)所述的电力办公管理区将收到的字符流信息进行解码，并保存到所述的电力办公管理区的数据库中。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的单向同步的数据包括系统各类模型、图形、实时信息及分析处理结果。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的web发布的信息内容包括全网运行概括、实时监视、设备异常预警、电网故障、分析统计报表和运维作业管理。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的电力办公管理区与移动接入管理区之间设置有信息网络隔离装置，所述的系统进行所述的电力办公管理区到移动接入管理区的数据加密同步处理操作，包括以下步骤：

(41)所述的电力办公管理区将内网数据库虚拟映射到移动接入管理区的外网发布服务器上；

(42)将关键的分析结果数据和运维作业信息进行映射处理；

(43)所述的外网发布服务器上的分析结果数据在经微信、短信推送到相关人员的移动终端后，于系统预设的时间间隔后从所述的外网发布服务器上删除。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的系统在所述的通用互联网区基于采集到的数据信息进行互联网信息发布，包括以下步骤：

(51)系统将故障概括、异常结果以微信或短信的方式推送到按人员专业岗位预设定制的相关运维人员的手机终端；

(52)系统直接下发运维作业任务单，并将该新任务作业单通知推送至运维人员；

(53)各运维人员收到推送通知，通过接入互联网的计算机安全登录公网web系统并查阅相关的详细运维信息，或者通过平板电脑、智能手机方式登录专用手机应用app查阅相关详细运维信息。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的详细运维信息内容包括24小时内发生的设备异常、回路异常、现场误操作结果及电网故障报告信息，电网运行概括、统计分析报表、调度下发的现场运维作业单，设备历史运维记录。

该实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法中的运维人员根据移动终端收到的互联网发布信息提示指导现场完成后续作业，包括以下步骤：

(61)运维人员到达现场后，根据智能移动终端推送的作业任务单的向导提示，一步步进行处理操作；

(62)每一步完成后专用手机应用app根据运维人员输入的处理信息自动检查结果并提示是否正确；

(63)全部任务完成后，专用手机应用app自动向调度中心的下达任务人员推送作业完成结果。

采用了该发明的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法，由于其基于互联网+技术研究集手机短信、微信、移动app及web网站方式于一体，通过引入移动互联网和智能终端方式，巧妙解决了现有相关技术存在的缺陷，确保了继电保护运维信息能够在第一时间准确的推送给相关专业人员，且不受时间和空间位置影响，实现信息终端的多样化和信息发布的岗位差异化，并解决了继电保护信息发布及运检作业效率低下等局限性问题，从而大幅度提高了电网调度运行的管理效率，降低了运维人员从事专业检修的工作量和技术难度，有效确保了变电站的安全稳定运行，较现有技术在效率、实用性及经济效益方面均具有明显的优势，为继电保护的高效运维奠定了坚实的基础。

附图说明

图1为本发明的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统整体架构示意图。

图2为本发明的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统的岗位化定制要求图表。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参阅图1所示，该智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统，包括依次连接的通用互联网区、移动接入管理区、电力办公管理区和电力生产大区，其中所述的电力生产大区中包括：

变电站端子站，用于负责继电保护设备信息的实时采集与上送；

调度端主站，通过电力数据网与所述的变电站端子站相连接，且该调度端主站与所述电力办公管理区相连接，用于负责对收到的各子站数据进行分析、处理及多元发布，其中包括保护及录波在线分析服务器、值班工作站，所述的保护及录波在线分析服务器通过所述的电力数据网与所述的变电站端子站相连接，且该保护及录波在线分析服务器分别与值班工作站、电力办公管理区相连接。

该基于上述的系统实现智能电网中继电保护运维信息多维发布的方法，其中包括以下步骤：

(1)系统进行所述的电力生产大区的数据采集与处理；包括以下步骤：

(11)所述的变电站端子站与继电保护设备进行通信，进行对继电保护设备的全数据采集；该变电站端子站对继电保护设备所采集的数据包括突发数据和召唤数据，所述的突发数据包括继电保护设备的异常告警、跳闸动作及变位告知类数据，所述的召唤数据包括继电保护设备的运行参数、压板状态、采样值及录波文件数据；

(12)所述的调度端主站中的保护及录波在线分析服务器与所述的变电站端子站进行通信，接收该变电站端子站自动上送的突发数据，或者通过该调度端主站中的值班工作站下发命令主动从该变电站端子站获取指定的数据；

(13)所述的调度端主站对所收到的各类数据进行过滤与智能分析处理，并形成能表征设备异常、二次回路异常、现场误操作、电网故障的四类结果；

(2)系统进行所述的电力生产大区到电力办公管理区的数据单向同步处理操作；该电力生产大区与电力办公管理区之间设置有单向隔离设备，所述数据单向同步处理操作，包括以下步骤：

(21)所述的电力生产大区的数据通过所述的单向隔离设备向所述的电力办公管理区进行单向同步发布，且禁止任何反向访问；该单向同步的数据包括系统各类模型、图形、实时信息及分析处理结果；

(22)所述的电力生产大区在任何数据发生变化或增加时，将变化或增加信息进行编码，并以字符流方式实时同步到所述的电力办公管理区；

(23)所述的电力办公管理区将收到的字符流信息进行解码，并保存到所述的电力办公管理区的数据库中；

(3)所述的电力办公管理区根据采集到的数据信息进行web发布处理操作；该web发布的信息内容包括全网运行概括、实时监视、设备异常预警、电网故障、分析统计报表和运维作业管理；

(4)系统进行所述的电力办公管理区到移动接入管理区的数据加密同步处理操作；该电力办公管理区与移动接入管理区之间设置有信息网络隔离装置，所述的数据加密同步处理操作，包括以下步骤：

(41)所述的电力办公管理区将内网数据库虚拟映射到移动接入管理区的外网发布服务器上；

(42)将关键的分析结果数据和运维作业信息进行映射处理；

(43)所述的外网发布服务器上的分析结果数据在经微信、短信推送到相关人员的移动终端后，于系统预设的时间间隔后从所述的外网发布服务器上删除；

(5)系统在所述的通用互联网区基于采集到的数据信息进行互联网信息发布；包括以下步骤：

(51)系统将故障概括、异常结果以微信或短信的方式推送到按人员专业岗位预设定制的相关运维人员的手机终端；

(52)系统直接下发运维作业任务单，并将该新任务作业单通知推送至运维人员；

(53)各运维人员收到推送通知，通过接入互联网的计算机安全登录公网web系统并查阅相关的详细运维信息，或者通过平板电脑、智能手机方式登录专用手机应用app查阅相关详细运维信息；该详细运维信息内容包括24小时内发生的设备异常、回路异常、现场误操作结果及电网故障报告信息，电网运行概括、统计分析报表、调度下发的现场运维作业单，设备历史运维记录；

(6)运维人员根据移动终端收到的互联网发布信息提示指导现场完成后续作业，包括以下步骤：

(61)运维人员到达现场后，根据智能移动终端推送的作业任务单的向导提示，一步步进行处理操作；

(62)每一步完成后专用手机应用app根据运维人员输入的处理信息自动检查结果并提示是否正确；

(63)全部任务完成后，专用手机应用app自动向调度中心的下达任务人员推送作业完成结果。

在实际应用当中，请参阅图1所示，其给出了本发明的系统总体架构图。本发明的继电保护运维信息多元发布系统由部署在变电站端的子站和调度端的主站两部分组成。子站负责继电保护设备信息的实时采集与上送，主站负责对收到的各子站数据进行分析、处理及多元发布。

同时，实现本发明的方法的具体步骤如下：

1、生产大区(安全ii区)数据采集与处理

(1)数据采集：由位于变电站端安全ii区的子站负责与继电保护设备进行通信，完成对继电保护设备的全数据采集。子站采集数据分为突发数据和召唤数据两类。突发数据主要包括继电保护设备的异常告警、跳闸动作及变位告知类数据,召唤数据主要包括继电保护设备的运行参数、压板状态、采样值及录波文件等数据；

(2)子主站数据交互：主站端位于安全ii区的保护及录波在线分析服务器负责与变电站端的子站进行通信，一方面接收子站自动上送的突发数据，另一方面也支持通过主站端的值班工作站下发命令方式主动从子站获取指定的数据；

(3)主站数据分析处理：主站对收到的各类数据进行过滤与智能分析处理，最终形成能表征设备异常、二次回路异常、现场误操作、电网故障等四类结果,为后续的岗位化推送和浏览查询奠定基础。

2、安全ii区(生产大区)到iii区(办公管理区)数据单向同步

生产大区安全性至关重要，为严格禁止非生产区用户访问生产大区，在生产大区与办公管理区间增加单向隔离设备，即数据只允许从安全ii区向安全iii区单向发布，不允许任何反向访问。单向同步的数据涵盖系统各类模型、图形、实时信息及分析处理结果等全数据。系统确保安全ii区任何数据发生变化或增加时，都将变化或增加信息进行编码，以字符流方式实时同步到安全iii区，安全iii区收到后，将字符流信息进行解码，然后再保存到iii区数据库中。

3、办公管理区(安全iii区)web发布

办公管理区属于电力系统工作内网，不支持访问互联网。为方便用户在个人办公电脑上可以快速了解继电保护设备运维信息的详细情况，本系统在安全iii区部署了内网web服务器，并在服务器上部署web服务端，所有工作、管理人员根据各自权限、岗位，直接通过个人工作电脑的浏览器即可查阅系统信息，较原先的必须到指定值班工作站查阅信息方式大大提高了便捷性。

web发布的内容包括全网运行概括、实时监视、设备异常预警、电网故障、分析统计报表、运维作业管理等几大类。

4、安全iii区(办公管理区)到移动接入管理区数据加密同步

为便于运维人员随时随地可以了解系统信息，必须将内网信息发布到外网。本系统在安全iii区与移动接入管理区间加设一台电力专用二代信息网络隔离装置，实现将iii区内网数据库虚拟映射到移动接入管理区的外网发布服务器。

安全策略上，考虑到数据安全性和保密性，映射到外网服务器上的数据信息经过如下处理：

(1)映射信息支持定制。通常映射关键的分析结果数据和运维作业信息，如设备异常、现场误操作及电网故障概括等。

(2)所有外网服务器上的分析结果数据经微信、短信推送到相关人员的移动终端后，24小时后从外网服务器上自动删除。

5、移动接入管理区与互联网访问区安全防护

移动接入管理区的外网发布服务器经防火墙接入internet公网，外网发布服务器在应用软件和硬件两个层面，设置访问人员白名单，对于未经允许的用户一律禁止访问。

6、互联网信息发布

(1)移动终端微信、短信岗位化推送

当电网发生故障或现场设备出现异常时，通过系统的应用软件第一时间将故障概括、异常结果以微信或短信(可配置)方式推送到相关专业人员的手机终端。信息推送支持按人员专业岗位定制，无关人员不予推送。岗位化定制要求如图2所示；

当调度中心有新的运维作业任务时，可直接通过系统下单运维作业任务单，运维人员会在第一时间收到新任务作业单推送通知，即方便快捷，同时也实现了无纸化办公。

(2)公网web发布

各专业人员收到推送通知后，可通过接入互联网的任意计算机安全登录公网web系统，查阅相关详细信息。信息内容包括：24小时内发生的设备异常、回路异常、现场误操作结果及电网故障报告信息，电网运行概括、统计分析报表、调度下发的现场运维作业单及设备历史运维记录等。

(3)移动终端app访问

各专业人员收到推送通知后，也可通过平板电脑、智能手机方式登录专用app查阅相关详细信息。信息内容包括：24小时内发生的设备异常、回路异常、现场误操作结果及电网故障报告信息，电网运行概括、统计分析报表、调度下发的现场运维作业单及设备历史运维记录等。

7、根据移动终端提示指导现场完成作业

运维人员到达现场后，处理现场设备异常或故障时，可根据智能移动终端推送的问题进行针对性解决，同时也可方便查阅设备的历史运维记录及解决方法，为提高设备异常处理效率提供有效帮助。

智能终端上作业任务单采用向导式开发，当有新的运检作业任务时，运维人员可根据作业任务单的向导提示，一步步进行，每一步完成后app会自动检查结果并提示是否正确，全部任务完成后，自动向调度中心下达任务人员推送作业完成结果，确保了现场运维作业的安全、有序、可靠执行。

采用了上述的智能电网中实现继电保护运维信息多维发布的系统及方法，由于其基于互联网+技术研究集手机短信、微信、移动app及web网站方式于一体，通过引入移动互联网和智能终端方式，巧妙解决了现有相关技术存在的缺陷，确保了继电保护运维信息能够在第一时间准确的推送给相关专业人员，且不受时间和空间位置影响，实现信息终端的多样化和信息发布的岗位差异化，并解决了继电保护信息发布及运检作业效率低下等局限性问题，从而大幅度提高了电网调度运行的管理效率，降低了运维人员从事专业检修的工作量和技术难度，有效确保了变电站的安全稳定运行，较现有技术在效率、实用性及经济效益方面均具有明显的优势，为继电保护的高效运维奠定了坚实的基础。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。