一种继电保护监测系统和方法
【专利摘要】本发明提供了一种继电保护监测系统和方法，该系统包括：通过网络获取继电保护装置的报文信息的网络通信模块；与网络通信模块相连，接收所述报文信息，并对该报文信息进行解析，得到虚回路监测数据的数据处理模块；分别与网络通信模块和数据处理模块相连，接收所述虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并将判断结果发送给网络通信模块的计算模块。本发明通过所述系统实现了对继电保护装置的保护虚回路的在线监测，使得监测人员能够根据判断结果，及时进行相应处理，从而保证了智能变电站设备的安全运行。
【专利说明】一种继电保护监测系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统智能变电站监测领域，更具体的说是涉及一种继电保护监测系统和方法。
【背景技术】
[0002]如今，面对环境、经济、能源和技术等各方面的挑战，以及信息数字化的发展，世界电力工业共同提出了智能电网的概念，且随之发展起来的智能变电站以IEC61850标准的数字化变电站为依托，正在逐渐替代传统变电站，成为今后发展的方向，其中，IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统唯一国际标准。
[0003]在实际应用中，当电力系统中的电气元件发生故障或不正常运行时，继电保护装置将会控制断路器发生跳闸，从而保证了其他电气元件的安全运行。由此可见，继电保护装置能否正常工作，直接关系着整个电力系统是否能够正常运行。所以，在传统的变电站运行中，通常需要维护人员使用一些测试工具，来对该传统变电站中的继电保护装置的保护回路进行监测，使其能够在该保护回路发生异常时进行及时处理，以保证传统变电站的安全运行。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供一种继电保护监测系统和方法，实现了对智能变电站的继电保护装置的保护虚回路的在线监测，从而保证了该智能变电站中设备的安全运行。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种继电保护监测系统，所述系统包括:
[0007]通过网络获取继电保护装置的报文信息的网络通信模块；
[0008]与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信模块发送的所述报文信息，并对所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据的数据处理模块；
[0009]分别与所述网络通信模块和所述数据处理模块相连，接收所述数据处理模块发送的所述虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并将判断结果发送给所述网络通信模块的计算模块。
[0010]优选的，所述报文信息包括:MMS报文和GOOSE报文。
[0011]优选的，所述网络通信模块包括:
[0012]通过网络获取继电保护装置的报文信息的通信接口 ；
[0013]与所述通信接口相连，接收所述通信接口发送的所述报文信息并输出的数据传输单元。
[0014]优选的，所述数据处理模块包括:
[0015]与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信发送的所述报文信息的第一数据接收单元；[0016]与所述第一数据接收单元相连，对接收到的所述第一数据接收单元发送的所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据的数据处理单元；
[0017]与所述数据处理单元相连，接收所述数据处理单元发送的所述虚回路监测数据并输出的第一数据发送单元。
[0018]优选的，所述计算模块包括:
[0019]与所述数据处理模块相连，接收所述数据处理模块发送的所述虚回路监测数据的第二数据接收单元；
[0020]与所述第二数据接收单元相连，接收所述第二数据接收单元发送的所述虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并输出判断结果的计算分析单元；
[0021]分别与所述网络通信模块和所述计算分析单元相连，接收所述计算分析单元发送的判断结果，并将所述判断结果发送到所述网络通信模块的第二数据发送单元。
[0022]优选的，所述保护回路算法是采用IEC61131-3编程语言，根据所述继电保护装置的保护虚回路的电路结构确定的。
[0023]优选的，所述通信接口包括:
[0024]通过丽S网获取所述继电保护装置的所述MMS报文的第一通信接口 ；
[0025]通过GOOS网获取所述继电保护装置的所述GOOSE报文的第二通信接口。
[0026]优选的，所述系统还包括:
[0027]与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信模块发送的所述判断结果，并将所述判断结果转换成对应的监测信息的交换机；
[0028]与所述交换机相连，对接收的所述交换机发送的所述监测信息进行显示的显示装置。
[0029]一种继电保护监测方法，所述方法包括:
[0030]通过网络获取继电保护装置输出的报文信息；
[0031]对所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据；
[0032]根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，并根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常。
[0033]优选的，所述方法还包括:
[0034]将所述判断得到的判断结果转换成对应的监测信息；
[0035]显示所述监测信息。
[0036]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种继电保护监测系统和方法，所述系统包括依次相连的网络通信模块、数据处理模块和计算模块，且所述网络通信模块还与所述计算模块相连。本发明由所述网络通信模块通过网络获取所述继电保护装置的报文信息，并将其发送数据处理模块进行解析，得到虚回路监测数据，之后，再由所述计算模块根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，得到计算结果，并根据所述计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，以便维护人员根据该判断结果，对该保护虚回路进行检修，从而保证智能变电站的设备的安全运行。
【专利附图】
【附图说明】[0037]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0038]图1为本发明一种继电保护监测系统的实施例1的结构示意图；
[0039]图2为本发明一种继电保护监测系统的实施例2的结构示意图；
[0040]图3为本发明一种继电保护监测方法的实施例1的流程图。
【具体实施方式】
[0041]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]本发明实施例公开了一种继电保护监测系统，可以包括依次相连的网络通信模块、数据处理模块和计算模块，且网络通信模块还与计算模块相连。本发明通过网络通信模块获取继电保护装置的报文信息，并将其发送数据处理模块进行解析，得到虚回路监测数据，之后，再由计算模块根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，得到计算结果，并根据计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，以便维护人员根据该判断结果，对该保护虚回路进行检修，从而保证智能变电站的设备的安全运行。
[0043]其中，本发明中的智能变电站通过设置虚端子来替代传统变电站中与继电保护装置的各开关量、跳合闸出口一一对应的物理端子，用数字信号光纤连接方式替代了传统变电站中模拟信号电缆连接方式，从而形成替代传统变电站中的硬件回路的虚回路。所以，在实际应用中，可通过对虚回路进行监测，来实现对继电保护装置的保护虚回路的监测，从而保证在智能变电站出现故障时，继电继电保护装置能够正确快速地切除故障，进而保证智能变电站中的其他设备的安全运行。
[0044]如图1所示，为本发明一种继电保护监测系统的实施例1的结构示意图，该系统可以包括:网络通信模块101，与网络通信模块101相连的数据处理模块102，分别与网络通信模块101和数据处理模块相连的计算模块103，其中，网络通信模块101用于通过网络获取继电保护装置的报文信息，在本发明实施例的实际应用中，网络通信模块101可以通过网络实时或周期性地获取报文信息。
[0045]目前，智能变电站中设备的配置信息通常都是采用通过IEC61850标准定义的变电站配置描述语言(Substation Configuration Description Language, SCL),描述在系统配置描述文件(SCD, Substation Configuration Description)中，通过该SCD文件来管理智能变电站中各设备运行。由此可见，当对智能变电站的某设备配置信息进行修改时，将会导致整个S⑶文件的变化，从而影响智能变电站中其他设备的安全运行，所以，为了得知此时智能变电站中其他设备是否正常运行，并在某设备发生故障时，监测人员能够及时对其进行相应处理，本发明实施例由网络通信模块通过网络获取继电保护装置的报文信息，以便系统根据该报文信息判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，从而保证智能变电站中其他设备的安全。[0046]其中，报文信息包括MMS (Manufacturing Message Specif ication,制造报文规范)报文和 GOOSE (Generic Object Oriented Substation Event,通用面向变电站对象时间)报文。
[0047]现有技术中，丽S和GOOSE都是一种实时通信机制，丽S的目的是为了规范智能变电站中具有通信能力的智能传感器、智能电力设备(Intelligent Electronic Devices,IED)、智能控制设备的通信行为，使出自不同制造商的设备之间具有互操作性，从而使系统集成变得简单、方便，而G00SE用于快速传输智能变电站事件，如命令、告警、指示和跳闸信息等。所以，本发明实施例可以通过对MMS报文和G00SE报文进行分析，从而确定继电保护装置的保护虚回路的运行情况。
[0048]其中，在本发明实施例1的基础上，作为本发明实施例a，网络通信模块101可以包括:通信接口和数据传输单元，分别用于获取继电保护装置的报文信息，以及对报文信息进行传输。
[0049]数据处理模块102用于接收网络通信模块101发送的报文信息，并对报文信息进行解析，得到虚回路监测数据。
[0050]在本发明实施例1或本发明实施例a的基础上，作为本发明实施例b，数据处理模块102可以包括:第一数据接收单元、数据处理单元和第一数据发送单元，其中，
[0051]第一数据接收单元与网络通信模块相连，用于接收网络通信发送的报文信息。
[0052]数据处理单元与第一数据接收单元相连，用于对接收到的第一数据接收单元发送的报文信息进行解析，得到虚回路监测数据。
[0053]第一数据发送单元分别与数据处理单元和计算模块相连，用于接收数据处理单元发送的虚回路监测数据，并将虚回路监测数据发送给计算模块。
[0054]计算模块103，用于接收数据处理模块发送的虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，并根据计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并将判断结果发送给网络通信模块。
[0055]在本发明实施例1或本发明实施例a或本发明实施例b的基础上，作为本发明实施例C，计算模块103可以包括:依次相连的第二数据接收单元、计算分析单元和第二数据发送单元，其中，
[0056]第二数据接收单元与数据处理模块102相连，用于接收该数据处理模块102发送的虚回路监测数据。
[0057]计算分析单元，用于接收第二数据接收单元发送的虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并输出判断结果。
[0058]其中，保护回路算法，是技术人员根据保护虚回路的电路结果集发明目的，采用IEC61131-3编程语言预先编写好，并加载到计算模块中的，从而使得该计算模块一旦接收到数据处理模块发送的虚回路监测数据，即可执行该保护回路算法，完成对继电保护装置的保护虚回路的是否发生异常的判断。需要说明的是，本发明对该保护回路算法的具体代码并没有具体限定，只要采用IEC61131-3编程语言，能够完成计算模块的目的的算法，均属于本发明的保护范围。
[0059]另外，需要说明的是，IEC61131是国际电工委员会制定的可编程逻辑控制器标准，该标准通常被分为8部分，而IEC61131-3属于该IEC61131标准的编程语言。
[0060]第二数据发送单元与网络通信模块101相连，用于接收计算分析单元发送的判断结果，并将判断结果发送到网络通信模块。
[0061]在本发明实施例中，继电保护监测系统还可以包括:交换机和显示装置，其中，
[0062]交换机与网络通信模块101相连，用于接收网络通信模块101发送的判断结果，并将其转换成对应的监测信息发送给显示装置进行显示，以便监测人员根据显示内容，对智能变电站的设备进行相应处理，从而保证该智能变电站的安全运行。其中，在实际应用中，所示显示装置具体可以为显示器。监测信息可以包括保护虚回路发生异常的具体情况。
[0063]当然，本发明实施例中所述的继电保护监测系统还可以包括:与交换机相连的控制装置，用于向交换机发送控制指令，以及用于连接各模块的连接线或器件，此处将不再
列举。
[0064]本发明实施例提供了一种继电保护监测系统，包括依次相连的网络通信模块、数据处理模块和计算模块，且网络通信模块与计算模块相连。本发明所述系统由网络通信模块通过网络获取继电保护装置的报文信息，并将其发送数据处理模块进行解析，得到虚回路监测数据，之后，再由计算模块根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，得到计算结果，并根据计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，以便维护人员根据该判断结果，对该保护虚回路进行检修，从而保证智能变电站的设备的安全运行。
[0065]如图2所示，为本发明一种继电保护监测系统实施例2的结构示意图，该系统可以包括:依次相连的通信接口 201、数据传输单元202、第一数据接口单元203、数据分析单元204、第一数据发送单元205、第二数据接收单元206、计算分析单元207、第二数据发送单元208，以及与通信接口相连的交换机209，与该交换机209相连的显示装置210，且，通信接口201还与第二数据发送单元208相连，其中，
[0066]通信接口 201，用于通过网络获取继电保护装置的报文信息。其中，报文信息可以包括MMS报文和GOOSE报文，则在本发明实施例中，通信接口 201可以包括:
[0067]与数据传输单元202相连，通过MMS网获取继电保护装置的丽S报文，并将丽S报文发送到数据传输单元202的第一通信接口。
[0068]与数据传输单元202相连，通过GOOS网获取继电保护装置的GOOSE报文，并将GOOSE报文发送到数据传输单元202的第二通信接口。
[0069]数据传输单元202，用于接收通信接口 201发送的报文信息，并将报文信息发送给第一数据接收模块203。
[0070]第一数据接收单元203，用于接收数据传输单元202发送的报文信息。
[0071]数据处理单元204，用于接收第一数据接收单元203发送的报文信息，并对该报文信息进行解析，得到虚回路监测数据。
[0072]第一数据发送单元205，用于接收数据处理单元204发送的虚回路监测数据，并将该虚回路监测数据发送给第二数据接收单元206。
[0073]第二数据接收单元206，用于接收第一数据发送单元205发送的虚回路监测数据，并将该虚回路监测数据发送给计算分析单元207。
[0074]计算分析单元207，用于接收第二数据接收单元206发送的虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对虚回路监测数据进行计算，并根据计算结果判断继电保护装置的保护虚回路是否发生异常。
[0075]其中，保护回路算法是技术人员根据保护虚回路的电路结构，以及本发明的目的，采用IEC61131-3编程语言预先编写好，并加载到计算分析单元中的，从而使得该计算分析单元一旦接收到虚回路监测数据，即可执行该保护回路算法，完成对继电保护装置的保护虚回路的是否发生异常的判断。
[0076]第二数据发送单元208，用于接收计算分析单元发送的判断结果，并将该判断结果发送到数据传输单元202，以便该数据传输单元将该判断结果发送到通信接口 201。
[0077]交换机209，用于接收通信接口 201发送的判断结果并将其转换成对应的监测信息，其中，在本实施例的实际应用中，交换机209具体是从第一通信接口得到的判断结果。
[0078]显示装置210，用于对接收到的交换机209发送的监测信息进行显示，以便监测人员根据显示内容，对智能变电站设备进行相应处理。
[0079]在实际应用中，显示装置具体可以为显示器，监测信息可以为保护虚回路发生异常的具体情况。
[0080]其中，需要说明的是，在本发明实施例中，继电保护监测系统还可以包括，与交换机相连的控制装置，用于向该交换机发送控制指令，以便该系统根据该控制指令执行相应的操作，以及用于对系统中的各模块或单元连接的连接线路或设备等等，其均属于本发明的保护范围，此处不再一一列举。
[0081]本发明实施例提供的继电保护监测系统，通过通信接口实时获取继电保护装置的报文信息，再通过与其相连的数据传输单元将其发送到第一数据接口单元，由该第一数据接口单元将报文信息发送到数据处理单元进行解析，得到虚回路监测数据，之后，依次通过第一数据发送单元和第二数据接收单元，将虚回路监测数据发送到计算分析单元进行计算，并根据该计算结果判断继电保护的保护虚回路是否发生异常，再依次通过第二数据发送单元、数据传输单元、通信接口和交换机，将判断结果发送至显示装置进行显示，以便监测人员根据显示内容进行相应处理，从而保证智能变电站的安全运行。
[0082]如图3所示，为本发明一种继电保护监测方法的实施例1的流程图，所述方法可以应用于本发明上述实施例1或实施例2所述的继电保护监测系统中，则所述方法可以包括:
[0083]步骤301:通过网络获取继电保护装置输出的报文信息。
[0084]其中，报文信息可以包括:MMS报文和GOOS报文。在实际应用中，系统可实时或周期性地获取继电保护装置输出的报文信息。
[0085]步骤302:对所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据。
[0086]本发明实施例中，当系统得到报文信息后，将会立刻对其进行解析，得到虚回路监测数据，以用于后续分析。
[0087]步骤303:根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，并根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常。
[0088]其中，保护回路算法是在该方法执行前，技术人员根据保护虚回路的电路结构，以及本发明所述方法的目的，采用IEC61131-3编程语言进行预先编写好，并加载到所述系统中的计算模块中的，所以，当计算模块接收到虚回路监测数据后，即可执行该保护回路算法，得到所需的判断结果。[0089]步骤304:将所述判断得到的判断结果转换成对应的监测信息。
[0090]其中，监测信息可以包括保护虚回路发生异常的具体情况。
[0091]步骤305:显示所述监测信息。
[0092]在实际应用中，监测人员根据显示装置上的显示内容，即可完成对智能变电站设备的相应处理，从而保证智能变电站的安全运行。
[0093]本发明实施例中，通过上述步骤301?步骤304所述的方法，实现了对继电保护装置的保护虚回路的在线监测，使得监测人员对该保护虚回路的故障及时发现即可解决，保证了智能变电站中设备的安全运行。
[0094]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的系统相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见系统部分说明即可。
[0095]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种继电保护监测系统，其特征在于，所述系统包括: 通过网络获取继电保护装置的报文信息的网络通信模块； 与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信模块发送的所述报文信息，并对所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据的数据处理模块； 分别与所述网络通信模块和所述数据处理模块相连，接收所述数据处理模块发送的所述虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并将判断结果发送给所述网络通信模块的计算模块。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述报文信息包括:MMS报文和GOOSE报文。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述网络通信模块包括: 通过网络获取继电保护装置的报文信息的通信接口； 与所述通信接口相连，接收所述通信接口发送的所述报文信息并输出的数据传输单元；
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述数据处理模块包括: 与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信发送的所述报文信息的第一数据接收单元; 与所述第一数据接收单元相连，对接收到的所述第一数据接收单元发送的所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据的数据处理单元； 与所述数据处理单元相连，接收所述数据处理单元发送的所述虚回路监测数据并输出的第一数据发送单元。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述计算模块包括: 与所述数据处理模块相连，接收所述数据处理模块发送的所述虚回路监测数据的第二数据接收单元； 与所述第二数据接收单元相连，接收所述第二数据接收单元发送的所述虚回路监测数据，根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常，并输出判断结果的计算分析单元； 分别与所述网络通信模块和所述计算分析单元相连，接收所述计算分析单元发送的判断结果，并将所述判断结果发送到所述网络通信模块的第二数据发送单元。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保护回路算法是采用IEC61131-3编程语言，根据所述继电保护装置的保护虚回路的电路结构确定的。
7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述通信接口包括: 通过MMS网获取所述继电保护装置的所述MMS报文的第一通信接口 ； 通过GOOS网获取所述继电保护装置的所述GOOSE报文的第二通信接口。
8.根据权利要求1-7任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括: 与所述网络通信模块相连，接收所述网络通信模块发送的所述判断结果，并将所述判断结果转换成对应的监测信息的交换机； 与所述交换机相连，对接收的所述交换机发送的所述监测信息进行显示的显示装置。
9.一种继电保护监测方法，其特征在于，所述方法包括:通过网络获取继电保护装置输出的报文信息； 对所述报文信息进行解析，得到虚回路监测数据； 根据预设的保护回路算法，对所述虚回路监测数据进行计算，并根据计算结果判断所述继电保护装置的保护虚回路是否发生异常。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 将所述判断得到的判断结果转换成对应的监测信息； 显示所述监测信息。
【文档编号】H02J13/00GK103607044SQ201310544498
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年11月5日 优先权日:2013年11月5日
【发明者】姜健宁, 杨漪俊, 裘愉涛, 刘韶俊, 吴振杰, 王坚俊, 张辉, 陈晓刚, 周芳, 张魁 申请人:国家电网公司, 国网浙江省电力公司, 国网浙江省电力公司杭州供电公司, 上海毅昊自动化有限公司