智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用

随着计算机技术和通信技术的发展,继电保护在线监测相关研究已经取得进展,可避免当前人工定期检验所带来的过剩维修的问题.提出了智能变电站继电保护及相关设备的在线监测系统级解决方案,定义了保护设备状态监测信息和传输方式,设计了智能变电站继电保护二次回路的物理链路和逻辑链路的在线监测方案.该方案在投运的新一代智能变电站进行了继电保护在线监测系统的工程化应用,实现了智能变电站继电保护装置以及二次回路在线监测,提高了智能变电站继电保护的运维水平.     

智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现

随着智能变电站的快速推广,对站内继电保护设备的运维要求越来越高。传统的定期检修的运维模式已经无法满足供电高可靠性的要求,基于在线运维系统实现状态监测与检修是提高运维水平的关键。在此背景下,重点介绍了如何在智能变电站技术条件下构建和实现继电保护在线运维系统,并对与继电保护密切相关的保护设备状态监测、二次回路状态监测、辅助检修操作等关键技术进行了深入的介绍和探讨。工程应用实例结果说明了所提在线运维系统的实现方法是可行的。     

智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

为了提高智能变电站继电保护装置相关二次回路的可靠性,提出一种基于多参信息量的继电保护二次回路在线监测及故障诊断方法。通过对SV、GOOSE、MMS报文的监测及分析,研究了过程层和站控层链路异常信息的特征,并提出了SV、GOOSE网络的断链、数据异常和同步性分析与预警策略。对于继电保护装置,提出二次回路在线状态监测方法、采样值异常、开关量监视及异常预警策略。通过网络报文记录分析装置或保护状态监测及诊断装置,将保护设备及二次回路各环节发生故障时的典型告警信息收集、分析、上传,构建一套继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统。     

一种智能变电站保护装置寿命预测方法

继电保护设备剩余有效寿命预测是智能变电站二次设备状态检修的技术关键.文中提出了一种基于马尔科夫链的智能变电站继电保护设备寿命预测方法,该方法基于马尔科夫链,利用设备在线监测信息和历史运行数据获得其状态分布向量以及状态转移矩阵,进而根据可靠性原理预测其剩余有效寿命.算例分析结果表明该方法可以对保护装置未来运行状态分布和剩余寿命进行有效预测,其预测结果可以为运行人员提供参考.目前该方法已应用在实际智能变电站的二次设备在线监测系统中,有助于提高智能变电站的安全运行水平.     

面向状态检修的智能变电站二次设备公共信息模型扩展研究

智能变电站的新特点和新变化对智能站继电保护状态检修提出了新要求,智能变电站二次设备公共信息模型是建设新型智能变电站继电保护状态检修的基础。IEC 61970和IEC 61968公共信息模型(CIM)不能为智能变电站继电保护状态检修提供全面的公共信息模型支撑。基于IEC 61970和IEC 61968的CIM基本扩展原则,通过分析继电保护装置物理结构分层以及智能变电站保护控制系统通过网络化二次回路进行信息交互的新架构,扩展了智能变电站继电保护二次设备资源公共信息模型和继电保护二次设备资产公共信息模型。提出了基于IEC 61850的变电站二次设备状态信息模型到智能变电站继电保护二次设备量测模型的模型映射方案,构建了完整的智能变电站继电保护二次设备公共信息模型架构,为智能变电站继电保护状态检修的应用和二次运维管理系统信息的集成和交互奠定了基础。     

基于状态信息关联关系的智能变电站继电保护在线监测方法

智能变电站技术的推广为继电保护的运维提供了新的思路和技术手段。基于状态信息的在线监测将有利于提高智能变电站继电保护系统的可靠性,减少运维的工作量。从智能变电站继电保护组成的角度出发梳理了继电保护的状态信息,分析了状态信息之间的关联关系,通过对继电保护实时采集和上传的状态信息增加逻辑运算和判断比较,提出了基于状态信息各种关联关系的继电保护在线监测方法。算例表明本文方法能够发现继电保护的某些异常,从而提高智能变电站继电保护运维的有效性。     

智能变电站继电保护状态监测的一种模糊评估算法

为了改变智能变电站继电保护定期检修的模式,根据继电保护装置故障情况选取了监测信息,提出了继电保护监测信息的采集方案和分析方法。引入模糊数学理论,基于模糊综合评判思想建立继电保护状态评估模型;将状态参量信息用隶属函数表示,对继电保护装置的在线监测信息和历史记录信息开展量化评估,并综合得出继电保护的运行状态。实例证明,该评判方法是合理和有效的。状态评估的应用将以往变电站定期检修策略转换为状态检修策略,可有效地减少继电保护检修费用,提高变电站系统运行的可靠性。     

基于智能变电站的继电保护二次回路故障诊断研究

为了能够进一步提高智能变电站中继电保护装置二次回路的安全性,本文提出了一种继电保护二次回路的故障检测以及诊断的方法。首先对SV、GOOSE、MMS报文监测进行了简要的分析,对过程层以及站控层链路异常信息的特征进行了详细的研究。针对智能变电站中继电保护装置的二次回路,提出了在线监测以及故障诊断方法,利用网络报文记录来对保护状态进行相应的检测,从而构建一个较为完整的二次回路在线监测系统。     

智能变电站二次设备在线运维管控系统的研究

为了解决智能变电站智能化运维程度较低的问题,借助智能设备及运维系统自身的状态采集及评估能力,依靠智能变电站信息共享以及设备之间的可互操作性,研究了智能变电站的二次设备在线运维管控系统。本系统建立了二次设备状态监测和二次回路的状态监测功能模块,不仅可以实现二次设备的实时在线监测和二次回路的在线可视化及智能预警,而且对二次设备和光纤链路的隐患得到有效预警,提前研判光纤链路及二次设备运行状态,同时能够准确定位故障,缩短停电检修时间,提高供电可靠性,为变电站二次设备智能化运维提供一定的检修决策依据。     

智能变电站光纤虚实回路映射及故障诊断技术

现阶段智能变电站通信大多采用光纤链接各二次设备，由于装置之间的链接关系不直观，造成监测、诊断困难。为了解决智能变电站运维和检修中存在的二次虚回路可视化、回路状态监测、故障定位及故障类型识别困难等问题，提出基于广度优先搜索算法进行二次设备之间物理链接关系的梳理，实现二次虚回路可视化展示。同时基于广度优先搜索算法进行故障推理，划定故障区域，利用智能变电站海量数据源，进行多信息融合，应用D-S证据理论进行故障精确定位，最后采用举证表法确定故障类型，实现智能变电站二次设备运维的实际应用需求。     

基于Markov模型与GO法的智能变电站继电保护系统实时可靠性分析

智能变电站的全站信息数字化为继电保护信息的实时采集提供了基础,但是智能变电站继电保护系统可靠性的分析还停留在滞后于实时运行状态的估算阶段。以智能变电站采集实时报文数据作为继电保护系统在线监测数据,研究了继电保护装置的实时可靠性。首先从智能变电站在线监测出发,对智能变电站报文进行分类,确定继电保护装置的状态划分。然后通过Markov模型对继电保护装置的可靠性进行分析,并根据多状态的特点,使用GO法对继电保护系统可靠性进行分析,实现了继电保护装置和系统的实时可靠性分析功能。最后以某变电站线路保护系统为算例,证明了该方法为智能变电站保护系统实时可靠性的分析提供了有效手段。     

新一代智能变电站保信子站设计模式探讨

随着智能电网建设的快速发展,变电站内独立配置的保信子站功能集成到站控层的一体化监控系统中。本文基于新一代智能变电站的站控层设备配置提出了新一代智能变电站中保信子站功能模块常用的3种部署及实现模式,详细分析了3种模式的实现机制、信息流向及每种模式的优缺点。主要分析介绍了综合应用服务器、数据服务器、数据通信网关机协同工作模式,该模式充分利用了新一代智能变电站站控层设备资源,实现了站控层信息的统一存储、统一管理,充分体现了监控系统的一体化协同工作的特点。     

基于综合评价识别法的智能变电站虚回路在线状态监测技术研究

为了建设全过程模块化的智能变电站,实时地监测继电保护装置,提出了一种智能变电站虚回路的在线状态监测技术。在智能变电站全过程模块化管控策略的基础上,研究了SCD文件的图形化展示技术,提供了装置自身运行状态、软压板投运状态、逻辑链路状态等综合信息。同时在线状态监测系统中将熵权法和灰色关联分析法相结合,用于综合评价识别智能变电站虚回路中的故障类型,及时消除故障隐患,提高现场运维人员的工作效率,进而推进变电站智能化的发展。     

面向智能变电站二次设备的故障诊断方法研究

针对智能变电站二次设备检修和故障隔离工作的高安全风险,通过对智能变电站二次设备故障状态的分析,提出了一种智能变电站故障诊断新方法用于继电保护测量回路。在变压器阻抗测量的基础上,利用广义变比建立了故障诊断模型,对极性故障进行分析。并通过仿真对该方法的有效性进行验证。结果表明,该方法可以很好地评估电流电压测量回路的故障状况。该研究为智能变电站设备故障诊断的发展提供了参考和借鉴。     

基于虚拟连接割集的智能变电站继电保护安全隔离策略

为提高继电保护系统在检修过程中对检修设备进行安全隔离的可靠性,提出了基于虚拟连接割集的智能变电站继电保护安全隔离策略自动生成方法。首先分析了智能变电站技术下继电保护安全隔离的必要性;然后构建了继电保护安全隔离模型,包括设备与信息的关联关系模型,设备间虚拟连接的割集模型和支路与软压板的关联关系模型。基于安全隔离模型阐述了隔离策略自动生成的实现方法。最后以某110 kV变电站110 kV侧的继电保护系统为例进行了案例分析,分析结果表明,该方法能够有效利用SCD解析出来的虚拟连接关系生成最终的软压板退出策略。     

继电保护系统故障的智能定位方法研究

为了解决传统继电保护系统故障定位依赖人工且耗时耗力的问题,开展了继电保护智能定位方法研究工作。首先分析了智能变电站继电保护系统故障的主要类型,为模拟故障实验提供理论支撑。随即使用PCS-978装置模拟继电保护故障,采集故障实验数据组成数据库,为继电保护智能定位方法提供数据支撑。然后根据故障实验设计了继电保护故障定位矩阵和故障定位表。最后提出了一种基于深度神经网络,并结合合成少数类过采样技术和随机森林算法的智能定位方法。验证结果表明,智能定位方法可以提高智能变电站保护系统故障的诊断效率,帮助继电保护人员快速准确定位故障,具有较好的实用性。     

基于信息触发的智能变电站保护功能判定方法研究

目前智能变电站继电保护功能正确性判定方面的研究着重于保护系统整体评价或保护执行过程正确性判断,缺乏各种类型保护功能的实时状态评估以及保护功能触发的逻辑正确性判断。文中通过分析各类型保护功能的影响因素和影响逻辑,将各保护功能所处状态进行分类与评价,通过对采样值、设备状态的获取与分析,进行保护功能触发的正确性判断。梳理了保护功能触发时二次系统产生的信息序列,采用理论序列和实际序列对比的方式进行保护功能执行过程正确性判断,同时,增加前置条件解决同类型保护功能触发时不同信息序列选取和匹配的问题。通过现场实例分析,验证了所提出的保护功能状态与行为判定方法能够在智能变电站保护功能状态监测以及故障分析方面提供理论基础。