一种继电保护外部运行信息智能管理系统及方法与流程

本发明涉及电网数据智能管理，具体为一种继电保护外部运行信息智能管理系统。

背景技术：

1、继电保护是保障电力系统安全稳定运行的重要组成部分，也是第一道防线。继电保护系统可以对电力系统进行全面的监测和控制并对电力系统中的故障进行分析和判断，当发生故障时，根据一定的逻辑和方法采取对应的措施，避免电力系统因故障而出现更大的损失，确保电力系统的稳定运行。

2、现有的继电保护专业系统主要依托于电网继电保护及故障信息系统（简称保信系统），保信系统做为保护装置、故障录波器和主站监控系统的纽带，具有上送电流、电压、定值、录波等继电保护信息的功能，在发生保护动作后，保信系统可以传送继电保护信息，为调度值班员进一步恢复电网提供有效支撑。

3、区分于电流、电压、定值、录波等继电保护信息，继电保护装置关联设备的运行状态信息，如直流系统、站内的设备状态（如断路器位置、端子箱的柜门的开关状态）等信息，和继电保护装置现场作业人员的行为信息均可能导致继电保护装置拒动或误动，因此上述继电保护装置关联设备的运行状态信息及继电保护装置现场作业人员的行为信息统称为继电保护外部运行信息。

4、继电保护外部运行信息较为特殊具有如下特点：

5、1.继电保护外部运行信息来源渠道多，影响因素广泛，采集对象、手段、要求各异，如站内交、直流系统通过有线方式进行传输，端子箱柜门等开关场内的数据需要进行无线数据格式的转换后采用无线传输方式采集上送，而现场作业人员行为信息通过现场作业视频管控系统和站内视频图像监控系统完成截取等，上述传输方式和系统相互之间数据传输存在瓶颈，数据通信和交互无法直接进行。这些独立运行的数据采集与应用系统信息之间无法有效共享，系统间缺乏协同运作机制，难以实现对信息的统一处理与分析。

6、2.继电保护外部运行信息包含的信息种类多，容量大，尤其是作业人员的视频，作业时间较长导致视频时长长，占用内存空间大，传输时占用网络负荷较高。

7、目前传统的继电保护信息传递方式，具有较多不足，首先，传统继电保护数据传输方式仅支持网线和串口数据等有线通信方式，无法与站内设备进行无线通信或访问其他系统调取数据，数据通信和交互无法直接进行。

8、其次，继电保护外部运行信息占用大量网络容量，发生事故时大量信息数据上送导致网络负荷率超过50%，高于行业标准值30%。

9、最后，继电保护外部运行信息和传统继电保护信息采集与应用系统信息之间无法有效共享，系统间缺乏协同运作机制，难以实现对信息的统一处理与分析。如目前传统继电保护故障判断方法为仅根据保信系统上送的继电保护信息对故障进行判断，缺少对继电保护外部运行信息的采集、处理及分析，可能导致继电保护故障判断错误。如直流接地可能导致继电保护装置拒动，仅凭借保信系统上送的继电保护信息会导致继电保护故障判断错误，从而影响了调度员的判断，进而影响了电网的快速复电和稳定运行。

10、因此，亟需一种继电保护外部运行信息智能管理系统，继电保护外部运行信息来源渠道多，影响因素广泛，采集对象、手段、要求各异，如站内交、直流系统通过有线方式进行传输，端子箱柜门等开关场内的数据需要进行无线数据格式的转换后采用无线传输方式采集上送，而现场作业人员行为信息通过现场作业视频管控系统和站内视频图像监控系统完成截取等，上述传输方式和系统相互之间数据传输存在瓶颈，数据通信和交互无法直接进行。这些独立运行的数据采集与应用系统信息之间无法有效共享，系统间缺乏协同运作机制，难以实现对信息的统一处理与分析。

技术实现思路

1、鉴于上述存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明解决的技术问题是：现有的继电保护信息传递系统存在适用性差，占用网络容量高，以及如何增强系统间协同运作机制的优化问题。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种继电保护外部运行信息智能管理系统，包括：开入模块、数据快照模块、数据采集模块、数据转换模块、数据存储模块、故障分析模块、报告生成模块、发信告警模块、实时数据分析模块以及实时数据召唤模块。

4、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述开入模块包括所述开入模块与数据快照模块相连，当收到全站事故总开入时，开入模块发送时标信号t1至数据快照模块；其中，t1表示开入模块收到事故总开入的时间。

5、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述数据快照模块快照t1-t2至t1+t2时间段的数据采集模块的继电保护外部运行信息数据；其中，t2表示数据快照延时，t2=tmax进行整定，tmax为站内保护动作的最长整定时间。

6、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述数据采集模块包括数据采集模块与数据快照模块相连，数据采集模块为数据快照模块提供实时的继电保护外部运行信息数据；所述数据采集模块包括有线数据采集模块、无线数据采集模块、视频图像数据调用模块以及模拟量采集模块；所述有线数据采集模块采集站内通过61850通讯协议传输数据的继电保护外部运行信息，包括站用直流系统和交流系统状态数据；所述无线数据采集模块采集开关场内无法直接通过有线传输的继电保护外部运行信息，包括端子箱柜门、油温表、绕温表、sf6密度继电器的状态数据，断路器实际位置、储能弹簧实际位置，端子箱、机构箱内温湿度的状态；所述视频图像数据调用模块连接现场作业可视化监督系统和站内视频图像监控系统，调用现场作业视频和站内的日常视频图像监控，模拟量采集模块用于采集站内的运行电流和接地电流。

7、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述数据转换模块包括所述数据转换模块与数据快照模块相连，将数据快照模块快照的t1-t2至t1+t2时间段的特定格式的继电保护外部运行信息数据转换成常规的继电保护外部运行信息数据并进行压缩；所述数据转换模块与实时数据召唤模块相连，将实时的特定格式的继电保护外部运行信息数据转换成常规的继电保护外部运行信息数据；所述数据转换模块与数据存储模块连接，将t1-t2至t1+t2时间段的继电保护外部运行信息存储至数据存储模块；所述数据转换模块与实时数据分析模块连接，将转化为常规格式的实时继电保护外部运行信息数据传递至实时数据分析模块；所述数据转换模块包括无线数据转换模块和视频图像数据压缩模块；所述无线数据转换模块用于将特定格式的数据根据转换规则转换为常规数据；所述视频图像数据压缩模块用于压缩视频和图片；所述转换规则为柜门状态的特定格式0转换为关闭，特定格式1转换为打开，sf6密度继电器的特定格式1转换为sf6气压正常，特定格式0转换为sf6气压告警，特定格式-1转换为sf6气压闭锁，断路器实际位置的特定格式1转换为合位，特定格式0转化为分位，断路器弹簧储能行程的特定格式1转换为已储能，特定格式0转换为未储能，温湿度状态的特定格式1转换为正常，特定格式0转换为异常，油温表和绕温表的特定格式4ma＜i1＜20ma转换为温度，表示为：

8、；

9、其中，为油温表或绕温表的最大温度量程，为油温表或绕温表通过rtu上送的电流模拟量。

10、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述数据存储模块包括所述数据存储模块与实时数据分析模块相连，接收并存储分析结果为异常的数据；所述数据存储模块与故障分析模块相连，将t1-t2至t1+t2时间段的继电保护外部运行信息数据发送至故障分析模块进行故障分析。

11、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述故障分析模块包括根据t1-t2至t1+t2时间段的继电保护外部运行信息数据进行分析，对t1-t2至t1+t2时刻的数据进行解码分析，判断断路器的位置信息，合位为正常状态，断路器的储能弹簧信息，已储能为正常状态，断路器的sf6密度继电器的状态信息，sf6压力正常为正常状态，检查端子箱、机构箱以及保护屏柜门的状态信息，关闭为正常状态，当判断设备信息均为正常时，则判断为非设备原因导致跳闸，当存在设备信息不正常，则判断为故障前设备存在异常；当故障前设备存在异常时，通过站内日常监控视频，对设备的异常项进行检查，并通过视频识别判断是否有人出现，若有人出现则进行人的行为判断，若视频内无人出现，则进行环境判断；当非设备原因导致跳闸或故障前设备存在异常且识别有人，则通过现场作业视频监控系统内是否有与跳闸设备接触的人员，若存在人员接触设备通过视频识别判断误操作和误碰，若存在误操作和误碰现象则视为人员行为导致跳闸，由故障分析模块发出设备跳闸前有人对跳闸设备进行工作的信息并发送工作内容，若不存在误操作和误碰现象则排除人为因素导致故障跳闸的发生；当非设备原因导致跳闸或故障前设备存在异常且识别无人则进行环境因素分析，对跳闸设备的保护电源支路对地电阻进行判断，检测控制电源支路对地电阻以及直流系统对地电阻，若对地电阻小于20kω，则判断存在直流接地，故障前直流系统存在异常，若对地电阻大于20kω，则判断不存在直流接地，非设备运行环境导致故障发生。

12、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述报告生成模块包括所述报告生成模块与实时数据分析模块相连，获取实时数据分析模块的分析数据；所述报告生成模块根据调度员选择的时间胜场分析报告。

13、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述实时数据分析模块包括所述实时数据分析模块与报告生成模块和发信告警模块相连，实时数据分析模块将分析出的异常变位信息发送给报告生成模块，生成分析报告，同时实时数据分析模块将分析出的异常变位信息发送至发信告警模块，提示调度员存在继电保护外部运行信息的异常变位的信息；所述实时数据分析模块与数据转换模块相连，接收经过转换后的正常的继电保护外部运行信息数据，同时进行分析，分析时按照异常变位信息结合图像的原则，当继电保护关联设备状态异常变位时，结合对应变电站的视频信息判断是否有对应的工作和是否存在扩大工作范围的情况。

14、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理系统的一种优选方案，其中：所述实时数据召唤模块包括所述实时数据召唤模块连接数据采集模块，接收数据采集模块传递的有线传输数据、无线传输数据以及视频图像数据；实时数据召唤模块连接数据转换模块，将数据采集模块传递的无线传输数据进行解码和视频图像数据压缩。

15、本发明的另外一个目的是提供一种继电保护外部运行信息智能管理方法，其能通过模块之间的紧密互动联系，解决了目前的继电保护外部运行信息智能管理系统间缺乏协同运作机制的问题。

16、作为本发明所述的继电保护外部运行信息智能管理方法的一种优选方案，其中：包括当t1时刻发生故障时，开入模块（100）收到全站事故总开入，数据快照模块（200）快照t1-t2至t1+t2时间段数据采集模块（300）采集的继电保护外部运行信息数据，数据采集模块（300）同时将设备的实时运行数据传递至实时数据召唤模块（1000），数据快照模块（200）和实时数据召唤模块（1000）将数据发送至数据转换模块（400）将特定格式的数据根据转换规则转换为常规数据发送至数据存储模块（500）和实时数据分析模块（900），数据存储模块（500）接收并存储分析结果为异常的数据和t1-t2至t1+t2时间段的继电保护外部运行信息数据，完成存储后将t1-t2至t1+t2时间段的继电保护外部运行信息数据转发至故障分析模块（600）进行故障原因分析，实时数据分析模块（900）将异常变位信息发送至报告生成模块（700）和发信告警模块（800）生成故障报告发送至调度员，发出故障警报。

17、本发明的有益效果：本发明提供的继电保护外部运行信息智能管理系统为继电保护外部运行信息提供了包括有线传输、无线传输和调用其他系统等多种可靠的数据交互方式，通过对事故前继电保护外部运行信息的收集和分析，为调度员及二次人员故障分析提供强有力的支撑，避免对故障进行错误的分析和判断，通过对日常的继电保护外部运行信息的巡视和分析，为现有的继电保护远方巡视提供补充，确保继电保护装置处于正常运行状态，为继电保护装置的正确动作提供了坚实的基础。本发明在适用性、网络占用和系统协作方面都取得更加良好的效果。