變電站設備診斷方法與系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種變電站設備診斷方法與系統(tǒng)，將變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備，并且構(gòu)建的物理模型，根據(jù)變電站中設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型，再整合變電站物理模型和變電站網(wǎng)絡模型獲得變電站設備模型，最終根據(jù)變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。整個過程中，將整個變電站進行良好的層級劃分，針對層級劃分分別構(gòu)建各個層級的模型，另外又考慮變電站中各個設備電氣連接關(guān)系，綜合考慮變電站中設備的類型以及電氣連接關(guān)系，充分考慮變電站中各個設備之間相互影響，兼顧設備物理模型和網(wǎng)絡模型，為設備狀態(tài)分析和故障診斷提供全面的模型數(shù)據(jù)，能夠?qū)ψ冸娬驹O備進行準確診斷。
【專利說明】變電站設備診斷方法與系統(tǒng)

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站檢測【技術(shù)領域】，特別是涉及變電站設備診斷方法與系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]在電力電網(wǎng)中，變電站是一個非常關(guān)鍵的組成部分，變電站是否能正常運行直接影響電力電網(wǎng)的正常、安全運行，同時變電站又是一個異常復雜的系統(tǒng)，變電站中包括多種電力設備和線路，影響變電站正常工作的因素有很多，所以為了確保電力電網(wǎng)的安全運行我們需要對變電站中設備進行檢測。
[0003]目前，在變電站設備檢修、狀態(tài)評估、自診斷分析中，僅是對單個設備進行分析，建立了設備的初步模型，該類模型僅是用于分析單個設備，沒有考慮變電站的全體設備，沒有分析設備的相互影響。
[0004]在實際情況中，變電站各個設備是相互協(xié)同工作確保整個變電站正常運行的，所以若采用現(xiàn)有單個設備進行分析、診斷，必然無法真實模擬現(xiàn)實情況，其診斷結(jié)果會存在很大的誤差，這將嚴重影響變電站的正常運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對現(xiàn)有變電站設備診斷方式存在較大誤差，嚴重變電站的正常運行的問題，提供一種診斷結(jié)果準確的變電站設備診斷方法與系統(tǒng)，確保變電站安全、正常運行。
[0006]一種變電站設備診斷方法，包括步驟:
[0007]根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備；
[0008]根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型；
[0009]獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡1?型；
[0010]整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型；
[0011]根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
[0012]一種變電站設備診斷系統(tǒng)，包括:
[0013]層級劃分模塊，用于根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備；
[0014]物理模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型；
[0015]網(wǎng)絡模型構(gòu)建模塊，用于獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型；
[0016]設備模型構(gòu)建模塊，用于整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型；
[0017]診斷模塊，用于根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
[0018]本發(fā)明變電站設備診斷方法與系統(tǒng)，將變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備，并且構(gòu)建的物理模型(廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型)，根據(jù)變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型，表征其電氣連接關(guān)系，再整合變電站物理模型和變電站網(wǎng)絡模型獲得變電站設備模型，最終根據(jù)變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。整個過程中，將整個變電站進行良好的層級劃分，針對層級劃分分別構(gòu)建各個層級的模型，即獲得變電站的物理模型，另外又考慮變電站中各個設備電氣連接關(guān)系，綜合考慮變電站中設備的類型以及電氣連接關(guān)系，充分考慮變電站中各個設備之間相互影響，兼顧設備物理模型和網(wǎng)絡模型，為設備狀態(tài)分析和故障診斷提供全面的模型數(shù)據(jù)，能夠?qū)ψ冸娬驹O備進行準確診斷，確保變電站安全、正常運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明變電站設備診斷方法第一個實施例的流程示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明變電站設備診斷方法第二個實施例的流程示意圖；
[0021]圖3為本發(fā)明變電站設備診斷系統(tǒng)第一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本發(fā)明變電站設備診斷系統(tǒng)第二個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下根據(jù)附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。
[0024]為了便于詳細解釋本發(fā)明變電站設備診斷方法與系統(tǒng)，下面將首先介紹下變電中中各個層級模型的基本知識。
[0025]廠站模型包括廠站基本屬性信息、廠站的量測對象信息，廠站的基本屬性信息有變電站的名稱、物理位置、描述信息、安全運行天數(shù)、電壓等級數(shù)量。廠站的量測對象包括變電站的大門狀態(tài)、事故總信號監(jiān)測、低周減載裝置、UPS (Uninterruptible Power System,不間斷電源)、火災監(jiān)測、視頻監(jiān)控、二次安防。
[0026]電壓等級包括電壓等級基本屬性信息和該電壓等級下存在的間隔對象，電壓等級基本屬性包括電壓等級、主接線方式、間隔數(shù)量等，電壓等級模型中只保留了間隔對象的列表，具體詳細的信息在間隔模型中描述。
[0027]隔模型包括間隔基本屬性信息和該間隔內(nèi)的一次設備，間隔基本屬性信息包括間隔名稱、安全運行天數(shù)，間隔內(nèi)的一次設備由一次設備模型進行描述。
[0028]一次設備模型包括一次設備的基本屬性信息和該一次設備配置的二次設備。一次設備有電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、GIS、母線、電容器、電抗器。
[0029]如圖1所示，一種變電站設備診斷方法，包括步驟:
[0030]SlOO:根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備。
[0031]依據(jù)《能量管理系統(tǒng)應用程序接口(EMS-API)第301部分:公共信息模型(CM)基礎》(DL/T 890.301-2004)中提到的廠站、電壓等級、間隔、一次設備的概念對整個變電站進行層級劃分。通俗來說，從包含角度看，自下而上依次為一次設備、間隔、電壓等級、廠站，即一次設備中包括多種電力設備、間隔包含多個一次設備、電壓等級包括個間隔、廠站包括多個電壓等級。廠站指的變電站，有無人值班變電站或變電所、重要變電站、終端變電站、樞紐變電站等類型。電壓等級是變電站內(nèi)的主要電壓等級，小規(guī)模變電站只有I個電壓等級，如IlOkV變電站，大規(guī)模樞紐變電站可能有3個電壓等級，如750kV，330kV, llOkV。間隔是為了運行維護管理的需要，進行人為劃分的。可以理解為在變電站內(nèi)分成了多個小方格，每個格子中有若干個設備。設備有一次設備和二次設備之分。一次設備是發(fā)輸變電的設備；二次設備主要是進行保護、測量、監(jiān)控功能的設備。一次二次設備最大的區(qū)別是電壓等級不同、體積不同、所在位置不同。二次設備多用24V電壓或者48V電壓，放在機柜或者屏里面，機柜或屏放在二次設備室內(nèi)。一次設備的電壓等級以kV計，如110kV、500kV，大型的，如電力變壓器、GIS開關(guān)、母線。
[0032]S200:根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
[0033]正如之前所述，每個層級中都包含有多種電力設備，變電站物理模型包括設備的物理參數(shù)，以及設備與間隔、電壓等級、廠站的包含關(guān)系。
[0034]S300:獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型。
[0035]變電站中各個電力設備之間除了有物理連接(用各種線路連接)還有電氣連接關(guān)系，變電站網(wǎng)絡模型即用于表征電力設備之間電氣連接關(guān)系，其通過開關(guān)設備的狀態(tài)(分合狀態(tài)，分閘表明斷開連接、合閘表明存在電氣連接)來分析設備之間的連接關(guān)系。
[0036]S400:整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型。
[0037]綜合考慮整個變電站中，設備種類、設備物理連接關(guān)系(線路連接)、電氣連接關(guān)系，構(gòu)成一個真實、完整、統(tǒng)一的變電站設備模型，其能夠清楚模擬、反饋變電站中各個設備的運行狀況，而且是作為一個變電站整體進行反饋，充分考慮各個設備之間的相互影響。
[0038]S500:根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
[0039]由于變電站設備模型是從變電站整體上對變電站設備進行模擬、表征，其能夠在一個整體對變電站中各個設備運行情況進行反饋，即能夠在整個變電站層面對其中各個設備進行診斷，充分考慮各個設備之間相互影響，能夠精準診斷變電站中各個電力設備。
[0040]本發(fā)明變電站設備診斷方法，將變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備，并且構(gòu)建的物理模型(廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型)，根據(jù)變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型，表征其電氣連接關(guān)系，再整合變電站物理模型和變電站網(wǎng)絡模型獲得變電站設備模型，最終根據(jù)變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。整個過程中，將整個變電站進行良好的層級劃分，針對層級劃分分別構(gòu)建各個層級的模型，即獲得變電站的物理模型，另外又考慮變電站中各個設備電氣連接關(guān)系，綜合考慮變電站中設備的類型以及電氣連接關(guān)系，充分考慮變電站中各個設備之間相互影響，兼顧設備物理模型和網(wǎng)絡模型，為設備狀態(tài)分析和故障診斷提供了全面的模型數(shù)據(jù)，能夠?qū)ψ冸娬驹O備進行準確診斷，確保變電站安全、正常運行。
[0041]如圖2所示，在其中一個實施例中，步驟S400之后還有步驟:
[0042]S420:將所述變電站設備模型采用XML文件格式保存。
[0043]對構(gòu)建的變電站設備模型進行保存，有利于數(shù)據(jù)的安全，避免由于遭受各種意外導致數(shù)據(jù)丟失，另外也有利于對變電站設備模型進行更新或者二次開發(fā)。在本實施例中，選用XML文件格式保存，可以凸顯其樹狀層次結(jié)構(gòu)，以便直觀了解整個變電站構(gòu)成。
[0044]在其中一個實施例中，所述根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型具體為:
[0045]根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，依次構(gòu)建廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
[0046]正如之前所述，廠站、電壓等級、間隔和一次設備之間為包含關(guān)系，為了物理模型的構(gòu)建簡單、便捷、層次分明，在本是實施例中，參照廠站、電壓等級、間隔和一次設備的順序依次構(gòu)建廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
[0047]如圖2所示，在其中一個實施例中，步驟S200之后還有步驟:
[0048]S220:配置擴展所述變電站物理模型。
[0049]變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型，在構(gòu)建這些物理模型后，需要根據(jù)實際變電站設備參數(shù)，對各個物理模型進行配置，還可以根據(jù)實際情況的需要就行擴展，變電站設備參數(shù)可以根據(jù)電力設備歷史資料查找或者根據(jù)電力設備上的銘牌獲取。
[0050]在其中一個實施例中，所述一次設備包括電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、GIS、母線、電容器和電抗器。
[0051]如圖3所示，一種變電站設備診斷系統(tǒng)，包括:
[0052]層級劃分模塊100，用于根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備；
[0053]物理模型構(gòu)建模塊200，用于根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型；
[0054]網(wǎng)絡模型構(gòu)建模塊300，用于獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型；
[0055]設備模型構(gòu)建模塊400，用于整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型；
[0056]診斷模塊500，用于根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
[0057]本發(fā)明變電站設備診斷系統(tǒng)，層級劃分模塊100將變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備，物理模型構(gòu)建模塊200構(gòu)建的物理模型(廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型)，網(wǎng)絡模型構(gòu)建模塊300根據(jù)變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型，表征其電氣連接關(guān)系，設備模型構(gòu)建模塊400整合變電站物理模型和變電站網(wǎng)絡模型獲得變電站設備模型，診斷模塊500根據(jù)變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。整個過程中，將整個變電站進行良好的層級劃分，針對層級劃分分別構(gòu)建各個層級的模型，即獲得變電站的物理模型，另外又考慮變電站中各個設備電氣連接關(guān)系，綜合考慮變電站中設備的類型以及電氣連接關(guān)系，充分考慮變電站中各個設備之間相互影響，兼顧設備物理模型和網(wǎng)絡模型，為設備狀態(tài)分析和故障診斷提供全面的模型數(shù)據(jù)，能夠?qū)ψ冸娬驹O備進行準確診斷，確保變電站安全、正常運行。
[0058]如圖4所示,在其中一個實施例中,所述變電站設備診斷系統(tǒng)還包括:
[0059]保存模塊600，用于將所述變電站設備模型采用XML文件格式保存。
[0060]在其中一個實施例中，物理模型構(gòu)建模塊200具體用于，根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，依次構(gòu)建廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
[0061]如圖4所示,在其中一個實施例中,所述變電站設備診斷系統(tǒng)還包括:
[0062]擴展模塊700，用于配置擴展所述變電站物理模型。
[0063]在其中一個實施例中，所述一次設備包括電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、GIS、母線、電容器和電抗器。
[0064]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站設備診斷方法，其特征在于，包括步驟: 根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備； 根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型； 獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型； 整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型； 根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變電站設備診斷方法，其特征在于，所述整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型之后還有步驟: 將所述變電站設備模型采用XII文件格式保存。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站設備診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型具體為: 根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，依次構(gòu)建廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站設備診斷方法，其特征在于，所述根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型之后還有步驟: 配置擴展所述變電站物理模型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的變電站設備診斷方法，其特征在于，所述一次設備包括電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、613、母線、電容器和電抗器。
6.一種變電站設備診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括: 層級劃分模塊，用于根據(jù)公共信息模型對變電站進行層級劃分，將所述變電站劃分為廠站、電壓等級、間隔和一次設備； 物理模型構(gòu)建模塊，用于根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，構(gòu)建變電站物理模型，其中，所述變電站物理模型包括廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型； 網(wǎng)絡模型構(gòu)建模塊，用于獲取變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系，根據(jù)所述變電站中各個設備的電氣連接關(guān)系構(gòu)建變電站網(wǎng)絡模型； 設備模型構(gòu)建模塊，用于整合所述變電站物理模型和所述變電站網(wǎng)絡模型，構(gòu)建變電站設備模型； 診斷模塊，用于根據(jù)所述變電站設備模型，對變電站設備進行診斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變電站設備診斷系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 保存模塊，用于將所述變電站設備模型采用XII文件格式保存。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的變電站設備診斷系統(tǒng)，其特征在于，物理模型構(gòu)建模塊具體用于，根據(jù)變電站層級劃分結(jié)果，依次構(gòu)建廠站模型、電壓等級模型、間隔模型以及一次設備模型。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的變電站設備診斷系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 擴展模塊，用于配置擴展所述變電站物理模型。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的變電站設備診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述一次設備包括電力變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、避雷器、613、母線、電容器和電抗器。
【文檔編號】H02J13/00GK104377814SQ201410515346
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】周俊濤, 王申強, 黃道文, 魏雷遠, 梁書銘, 余斌, 周井生, 牛智勇, 楊永, 姜闿笈, 張火良, 曹彥朝, 勞曉明, 陳文 , 李劍橋 申請人:廣東電網(wǎng)有限責任公司茂名供電局