專利名稱：一種保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)調(diào)度自動(dòng)化領(lǐng)域，特別是電網(wǎng)繼電保護(hù)及故障信息系統(tǒng)中， 為回放電網(wǎng)故障過(guò)程，迅速定位故障原因提供方法。
背景技術(shù)：
目前復(fù)雜電網(wǎng)故障后，繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作后生成的故障錄波文件C0MTRADE僅能表示繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)事故的判斷結(jié)果或邏輯執(zhí)行結(jié)果，而對(duì)于繼電保護(hù)設(shè)備內(nèi)部如何做出最后的判斷結(jié)果并無(wú)相應(yīng)的信息表示，這無(wú)法滿足電網(wǎng)復(fù)雜故障的分析需求。如果能夠?qū)⒗^電保護(hù)設(shè)備在跳閘前后的內(nèi)部邏輯的中間狀態(tài)，對(duì)模擬量的中間計(jì)算過(guò)程以及對(duì)數(shù)字量的中間判斷過(guò)程通過(guò)可視化的方式展現(xiàn)出來(lái)，并結(jié)合C0MTRADE文件進(jìn)行分析，這將會(huì)使保護(hù)動(dòng)作過(guò)程更加完整和透明，有助于對(duì)故障的定位和分析。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的以上問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種基于繼電保護(hù)裝置中間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)智能保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演的方法。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案一種繼電保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演的方法，所述方法基于繼電保護(hù)裝置中間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程反演，其特征在于，所述方法包括以下步驟a)繼電保護(hù)裝置記錄電網(wǎng)故障保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中事故發(fā)生前到事故結(jié)束時(shí)整個(gè)過(guò)程中間節(jié)點(diǎn)變化信息，生成中間節(jié)點(diǎn)文件；其中所述中間節(jié)點(diǎn)變化信息包括繼電保護(hù)裝置在跳閘前的內(nèi)部邏輯的中間狀態(tài)、中間計(jì)算過(guò)程、事故判斷結(jié)果、邏輯執(zhí)行結(jié)果和電壓、電流、功率等模擬量在內(nèi)的變化時(shí)刻的重要數(shù)據(jù)；b)將所述中間節(jié)點(diǎn)文件采用與其對(duì)應(yīng)故障錄波C0MTRADE文件同名的方式來(lái)保持兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且和C0MTRADE文件存放在相同的目錄中，向故障信息系統(tǒng)后臺(tái)提供對(duì)中間節(jié)點(diǎn)文件以及與其對(duì)應(yīng)錄波C0MTRADE文件的訪問(wèn)和獲取手段；c)用邏輯圖編輯軟件根據(jù)中間節(jié)點(diǎn)文件所包含的保護(hù)元件信息及不同類別的保護(hù)原理繪制保護(hù)運(yùn)行邏輯圖，并生成XML格式邏輯圖文件，并保存在所述繼電保護(hù)裝置中；d)通過(guò)IEC61850-8-1規(guī)約，繼電保護(hù)裝置將所述中間節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波 C0MTRADE文件以及所述邏輯圖文件上送到遠(yuǎn)方故障信息主站；e)在故障信息主站通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)文件的自描述文件“des”實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)文件“mid” 的自解釋，將保護(hù)運(yùn)行邏輯圖和故障錄波波形圖結(jié)合顯示，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng)錄波波形圖上與時(shí)標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的光標(biāo)線，將光標(biāo)所定位時(shí)刻的中間節(jié)點(diǎn)變化信息上送至保護(hù)運(yùn)行邏輯圖中，反映該時(shí)刻中間節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的保護(hù)元件狀態(tài)信息和模擬量有效值及保護(hù)元件間的邏輯關(guān)系，從而演示整個(gè)故障過(guò)程中保護(hù)內(nèi)部邏輯運(yùn)行情況。所述步驟(a)中，繼電保護(hù)裝置在故障發(fā)生前后將內(nèi)部邏輯信息存成一定格式的中間節(jié)點(diǎn)文件，所述中間節(jié)點(diǎn)文件由自描述文件“des”和數(shù)據(jù)文件“mid”組成；自描述文件“des”是以ASCII編碼的文本文件，用于說(shuō)明數(shù)據(jù)文件“mid”的格式，其中自描述文件 “des”包括序號(hào)、模擬量名稱、模擬量數(shù)據(jù)類型、模擬量量綱、開(kāi)關(guān)量名稱和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)類型；“mid”數(shù)據(jù)文件格式內(nèi)容為相對(duì)時(shí)標(biāo)、模擬量通道值和開(kāi)關(guān)量。本發(fā)明具有以下有益效果基于IEC61850技術(shù)的可視化高級(jí)應(yīng)用以中間節(jié)點(diǎn)文件和C0MTRADE文件為數(shù)據(jù)源，為整個(gè)電力系統(tǒng)的事故反演提供了直觀的觀測(cè)手段，并對(duì)事故定位和故障分析提供了快速、準(zhǔn)確、高效的信息化途徑，使繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作過(guò)程透明化，更具直觀性。


下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明圖1是動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演流程圖；圖2是中間節(jié)點(diǎn)格式文件；圖3是中間節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)；圖4中間文件傳輸流程圖；圖5邏輯視圖實(shí)例存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)；圖6FBD圖形元件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供了一種基于繼電保護(hù)裝置中間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)保護(hù)內(nèi)部動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演的方法，如圖1所示為本發(fā)明方法的流程圖。所述方法包括以下步驟一、繼電保護(hù)裝置記錄電網(wǎng)故障保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中事故發(fā)生前到事故結(jié)束時(shí)整個(gè)過(guò)程中間節(jié)點(diǎn)變化信息，生成中間節(jié)點(diǎn)文件；其中所述中間節(jié)點(diǎn)變化信息包括繼電保護(hù)設(shè)備在跳閘前的內(nèi)部邏輯的中間狀態(tài)、 中間計(jì)算過(guò)程、事故判斷結(jié)果、邏輯執(zhí)行結(jié)果和狀態(tài)變化時(shí)刻重要模擬量；中間節(jié)點(diǎn)文件由自描述文件“des”和數(shù)據(jù)文件“mid”組成，“des”文件是以ASCII編碼的文本文件，用于說(shuō)明數(shù)據(jù)文件“mid”的格式，包括序號(hào)、模擬量名稱、模擬量數(shù)據(jù)類型、模擬量量綱、開(kāi)關(guān)量， 名稱和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)類型；“mid”數(shù)據(jù)文件格式內(nèi)容為相對(duì)時(shí)標(biāo)、模擬量通道值和開(kāi)關(guān)量。如圖2所示為中間節(jié)點(diǎn)文件格式文件示意圖。1、繼電保護(hù)裝置保護(hù)中間節(jié)點(diǎn)描述內(nèi)容繼電保護(hù)裝置記錄電網(wǎng)故障保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中事故發(fā)生前到事故結(jié)束時(shí)整個(gè)過(guò)程中間狀態(tài)變化信息，包括繼電保護(hù)設(shè)備在跳閘前的內(nèi)部邏輯的中間狀態(tài)、中間計(jì)算過(guò)程、 事故判斷結(jié)果或者邏輯執(zhí)行結(jié)果和狀態(tài)變化時(shí)刻重要模擬量信息，生成中間節(jié)點(diǎn)文件。2、繼電保護(hù)裝置保護(hù)中間節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)原則對(duì)于一些動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)、動(dòng)作元件多，保護(hù)分散錄波一般無(wú)法記錄整個(gè)故障過(guò)程的電流電壓量，且保護(hù)含有電流元件、復(fù)壓元件、方向元件等多個(gè)動(dòng)作元件，每個(gè)元件的動(dòng)作特性都會(huì)影響到保護(hù)的最終動(dòng)作行為。為方便現(xiàn)場(chǎng)故障分析，在保護(hù)分散錄波中增加中間節(jié)點(diǎn)，清楚的記錄整個(gè)故障過(guò)程中保護(hù)各個(gè)保護(hù)元件的動(dòng)作行為(在每個(gè)元件的動(dòng)作狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行記錄)。對(duì)于某些以單一電流或電壓量為動(dòng)作判據(jù)的簡(jiǎn)單保護(hù)，因?yàn)榻Y(jié)合保護(hù)分散錄波與集中錄波的電流、電壓特性，即可簡(jiǎn)單的明了其動(dòng)作行為是否正確，不再設(shè)置中間節(jié)點(diǎn)。3、繼電保護(hù)裝置保護(hù)中間節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成中間節(jié)點(diǎn)文件由自描述文件“des”和數(shù)據(jù)文件“mid”組成?！癲es”文件是以ASCII 編碼的文本文件，用于說(shuō)明數(shù)據(jù)文件“mid”的格式，包括序號(hào)、模擬量名稱、模擬量數(shù)據(jù)類型、模擬量量綱、開(kāi)關(guān)量(數(shù)字量)名稱和開(kāi)關(guān)量(數(shù)字量)數(shù)據(jù)類型。“mid”數(shù)據(jù)文件格式內(nèi)容為相對(duì)時(shí)標(biāo)、模擬量通道值(按照“des”文件中的順序排列)和開(kāi)關(guān)量(按照“des” 文件中的順序排列)(如附圖2)。二、將所述中間節(jié)點(diǎn)文件采用與其對(duì)應(yīng)故障錄波C0MTRADE文件同名的方式來(lái)保持兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并存放在繼電保護(hù)設(shè)備krver的邏輯根目錄下的錄波文件存儲(chǔ)C0MTRADE子目錄中，向故障信息系統(tǒng)后臺(tái)提供對(duì)中間節(jié)點(diǎn)文件以及與其對(duì)應(yīng)錄波 C0MTRADE文件的訪問(wèn)和獲取手段。如圖3所示為中間節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)目錄結(jié)構(gòu)。中間節(jié)點(diǎn)文件和故障錄波文件存儲(chǔ)于磁盤Root根目錄下的C0MTRADE子目錄中， 具體文件如下1. Template_RCD_4633_20110111_14224_438. hdr 為故障簡(jiǎn)報(bào)文件，包含保護(hù)動(dòng)作信息的描述；2. Template_RCD_4633_20110111_14224_438. cfg 為故障錄波配置文件；3. Template_RCD_4633_20110111_14224_438. dat 為故障錄波數(shù)據(jù)文件；4. Template_RCD_4633_20110111_14224_438. des 為中間節(jié)點(diǎn)描述文件；5. Template_RCD_4633_20110111_14224_438. mid 為中間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)文件。三、用邏輯圖編輯軟件根據(jù)中間節(jié)點(diǎn)所包含的保護(hù)元件信息及不同類別的保護(hù)原理繪制保護(hù)運(yùn)行邏輯圖，并生成格式邏輯圖文件，并保存在所述繼電保護(hù)設(shè)備中；如圖5所示邏輯視圖實(shí)例存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。1、邏輯圖設(shè)計(jì)原則遵循IEC61131-3工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。文件中的各元素的具體意義如下. Workspace組工作區(qū)，用于記錄圖形元件間的關(guān)系及其在邏輯圖形中的位置；WaveTable組記錄邏輯圖中出現(xiàn)的中間節(jié)點(diǎn)開(kāi)關(guān)量和模擬量資源信息；Content組ID為工作區(qū)Id，name工作區(qū)名稱。2、邏輯圖元采用IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)的FBD功能塊圖來(lái)描述功能塊和程序的行為特征，如圖6FBD圖形元件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)。Group 元件組，sID為組編號(hào)(不重復(fù))，name為組名稱；Content 元件，sID為元件編號(hào)(不重復(fù))，group等于組編號(hào)，name為元件名稱， Input為元件左側(cè)輸入?yún)?shù)數(shù)目，Output為元件右側(cè)輸出參數(shù)數(shù)目(首個(gè)輸出類型必須為狀態(tài))，Pravite為參數(shù)表方式輸入的參數(shù)數(shù)目。四、通過(guò)IEC61850-8-1規(guī)約，繼電保護(hù)裝置將所述中間節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波 C0MTRADE文件以及所述邏輯圖文件上送到遠(yuǎn)方故障信息主站。中間節(jié)點(diǎn)文件和保護(hù)邏輯圖文件的傳輸是通過(guò)IEC61850規(guī)約中的目錄獲取服務(wù)(GeUerverDirectoryFile)、文件讀取服務(wù)(GetFile)；中間文件傳輸流程如附圖4所示。
繼電保護(hù)設(shè)備在生成C0MTRADE錄波文件同時(shí)生成中間節(jié)點(diǎn)文件，文件全部生成后再發(fā)送RcdMade (錄波文件完成)信號(hào)，信息后臺(tái)收到RcdMade信號(hào)后召喚指定目錄 (C0MTRADE子目錄)中的C0MTRADE錄波文件和中間節(jié)點(diǎn)文件。五、可視化應(yīng)用模塊加載中間節(jié)點(diǎn)文件、C0MTRADE錄波文件、保護(hù)邏輯圖文件，以邏輯圖的形式直觀形象的反演保護(hù)動(dòng)作過(guò)程?？梢暬瘧?yīng)用模塊將保護(hù)邏輯圖和故障錄波波形圖結(jié)合顯示，通過(guò)手動(dòng)移動(dòng)錄波波形圖上與時(shí)標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的光標(biāo)線，將該時(shí)刻中間節(jié)點(diǎn)狀態(tài)送至邏輯圖中，邏輯圖中各保護(hù)元件狀態(tài)根據(jù)中間節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)變化，同時(shí)顯示該時(shí)刻的模擬量有效值、保護(hù)動(dòng)作列表。動(dòng)作前開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、動(dòng)作后開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、動(dòng)作相關(guān)定值。可視化應(yīng)用同時(shí)提供自動(dòng)播放功能，在保護(hù)邏輯圖上形象直觀的展示繼電保護(hù)設(shè)備的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程，以及繼電保護(hù)設(shè)備事故前后的開(kāi)關(guān)量狀態(tài)、相關(guān)定值信息。通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)文件的數(shù)據(jù)支持，可視化高于應(yīng)用展現(xiàn)出保護(hù)邏輯中間狀態(tài)，從而可以推算出保護(hù)邏輯執(zhí)行結(jié)果，并與真實(shí)的動(dòng)作行為作對(duì)比，實(shí)現(xiàn)事故追憶。這樣大大提高了故障分析的效率和準(zhǔn)確性，并且顯著增加了繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作行為分析的可靠性。為整個(gè)電網(wǎng)的繼電保護(hù)設(shè)備維護(hù)、事故反演等提供了直觀的觀測(cè)手段，并對(duì)事故分析和故障定位提供了有效可靠的信息途徑。
權(quán)利要求
1.一種繼電保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯遠(yuǎn)程反演的方法，所述方法基于繼電保護(hù)裝置中間節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程反演，其特征在于，所述方法包括以下步驟a)繼電保護(hù)裝置記錄電網(wǎng)故障保護(hù)動(dòng)作過(guò)程中事故發(fā)生前到事故結(jié)束時(shí)整個(gè)過(guò)程中間節(jié)點(diǎn)變化信息，生成中間節(jié)點(diǎn)文件；其中所述中間節(jié)點(diǎn)變化信息包括繼電保護(hù)裝置在跳閘前的內(nèi)部邏輯的中間狀態(tài)、中間計(jì)算過(guò)程、事故判斷結(jié)果、邏輯執(zhí)行結(jié)果和電壓、電流、功率等模擬量；b)將所述中間節(jié)點(diǎn)文件采用與其對(duì)應(yīng)故障錄波C0MTRADE文件同名的方式來(lái)保持兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，并且和C0MTRADE文件存放在相同的目錄中，向故障信息系統(tǒng)后臺(tái)提供對(duì)中間節(jié)點(diǎn)文件以及與其對(duì)應(yīng)錄波C0MTRADE文件的訪問(wèn)和獲取手段；c)用邏輯圖編輯軟件根據(jù)中間節(jié)點(diǎn)文件所包含的保護(hù)元件信息及不同類別的保護(hù)原理繪制保護(hù)運(yùn)行邏輯圖，并生成XML格式邏輯圖文件，并保存在所述繼電保護(hù)裝置中；d)通過(guò)IEC61850-8-1規(guī)約，繼電保護(hù)裝置將所述中間節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波C0MTRADE文件以及所述邏輯圖文件上送到遠(yuǎn)方故障信息主站；e)在故障信息主站通過(guò)中間節(jié)點(diǎn)文件的自描述文件“des”實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)文件“mid”的自解釋，將保護(hù)運(yùn)行邏輯圖和故障錄波波形圖結(jié)合顯示，通過(guò)手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng)錄波波形圖上與時(shí)標(biāo)軸對(duì)應(yīng)的光標(biāo)線，將光標(biāo)所定位時(shí)刻的中間節(jié)點(diǎn)變化信息上送至保護(hù)運(yùn)行邏輯圖中，反映該時(shí)刻中間節(jié)點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的保護(hù)元件狀態(tài)信息和模擬量有效值及保護(hù)元件間的邏輯關(guān)系，從而演示整個(gè)故障過(guò)程中保護(hù)內(nèi)部邏輯運(yùn)行情況。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(a)中，繼電保護(hù)裝置在故障發(fā)生前后將內(nèi)部邏輯信息存成一定格式的中間節(jié)點(diǎn)文件，所述中間節(jié)點(diǎn)文件由自描述文件“des”和數(shù)據(jù)文件“mid”組成；自描述文件“des”是以ASCII編碼的文本文件，用于說(shuō)明數(shù)據(jù)文件“mid”的格式，其中自描述文件 “des”包括序號(hào)、模擬量名稱、模擬量數(shù)據(jù)類型、模擬量量綱、開(kāi)關(guān)量名稱和開(kāi)關(guān)量數(shù)據(jù)類型；“mid”數(shù)據(jù)文件格式內(nèi)容為相對(duì)時(shí)標(biāo)、模擬量通道值和開(kāi)關(guān)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述步驟(c)中，繼電保護(hù)裝置整體邏輯流程采用XML格式，形成邏輯圖文件，并提供對(duì)應(yīng)的編輯工具方便形成邏輯圖。
全文摘要
本發(fā)明提出將繼電保護(hù)裝置內(nèi)部動(dòng)作邏輯相關(guān)的中間節(jié)點(diǎn)信息遠(yuǎn)程上送，并結(jié)合可視化邏輯圖反演電網(wǎng)故障時(shí)保護(hù)內(nèi)部邏輯過(guò)程的實(shí)現(xiàn)方法，應(yīng)用于電網(wǎng)故障信息系統(tǒng)，包括以下步驟在電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)裝置內(nèi)部邏輯運(yùn)行信息生成詳細(xì)描述故障的中間節(jié)點(diǎn)文件；通過(guò)IEC61850-8-1規(guī)約，繼電保護(hù)裝置將中間節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波COMTRADE文件上送到遠(yuǎn)方故障信息主站；可視化應(yīng)用模塊加載中間節(jié)點(diǎn)文件、保護(hù)邏輯圖形文件、COMTRADE故障錄波文件演示整個(gè)故障過(guò)程中保護(hù)邏輯運(yùn)行情況。本發(fā)明為電力系統(tǒng)的事故反演提供了直觀的觀測(cè)手段，并對(duì)事故定位和故障分析提供了快速、準(zhǔn)確、高效的信息化途徑，使繼電保護(hù)設(shè)備動(dòng)作過(guò)程透明化，更具直觀性。
文檔編號(hào)H02J13/00GK102496930SQ20111044608
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者余銳, 呂鵬飛, 周淑雄, 姜健寧, 尹梁方, 潘武略, 肖正強(qiáng), 肖鯤, 袁海濤, 裘愉濤, 趙志宏, 趙新春, 錢建國(guó), 鮑光華 申請(qǐng)人:北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司, 浙江省電力公司