本發(fā)明涉及一種配電自動化終端多維度狀態(tài)綜合監(jiān)測方法，屬于電力系統(tǒng)及其自動化領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著我國近年來電力工業(yè)的進(jìn)步和智能電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的設(shè)備定期計(jì)劃檢修制度已不適應(yīng)新的要求，針對性不強(qiáng)和缺乏科學(xué)依據(jù)的弱點(diǎn)逐漸暴露出來，雖然定期檢修一般可在維修時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的缺陷,對保證設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行發(fā)揮了作用,但定期維修存在盲目維修和維修不足的缺陷。部分運(yùn)行良好的設(shè)備到期被迫停運(yùn)檢修，造成部分設(shè)備盲目檢修，導(dǎo)致人力和物力的大量浪費(fèi),同時(shí)也增加了產(chǎn)生新隱患的幾率，降低了供電可靠性；而部分存在缺陷的設(shè)備卻因未到定期檢修時(shí)間，未能及時(shí)查出缺陷和不足，導(dǎo)致出現(xiàn)事故并帶來損失。在當(dāng)前電力企業(yè)走向市場的形勢下,用狀態(tài)檢修的模式替代傳統(tǒng)定期檢修制度是電力企業(yè)自身發(fā)展的必然趨勢。

另一方面，二次設(shè)備自診斷技術(shù)的發(fā)展以及變電站故障診斷系統(tǒng)的完善為配電自動化終端的狀態(tài)檢測奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。以微機(jī)保護(hù)為例，其在程序控制下，具有很強(qiáng)的自診斷能力，對元器件和程序不斷進(jìn)行自檢監(jiān)測，同時(shí)對采集的模擬量和開關(guān)量進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對部分外部回路的狀態(tài)檢測，一旦發(fā)現(xiàn)異常即發(fā)出告警信號。

而近些年，隨著配電自動化規(guī)模迅速擴(kuò)大，配電自動化終端運(yùn)維管理技術(shù)的發(fā)展卻比較滯后。目前終端運(yùn)維仍采用的是故障檢修和定期檢修兩種方式，這兩種方式要么是簡單的替換式檢修，不對故障設(shè)備進(jìn)行修理而直接替換，成本較高，要么就是耗費(fèi)人力物力的定期現(xiàn)場維修，造成運(yùn)維成本居高不下。配電自動化系統(tǒng)的運(yùn)維自動化程度低，運(yùn)維人員所獲得信息雜亂，無法準(zhǔn)確尋找問題的根源并及時(shí)解決，降低了配網(wǎng)終端的運(yùn)維檢修速度。尤其是配電自動化終端數(shù)量規(guī)模龐大、運(yùn)維環(huán)境復(fù)雜，更是增加了相關(guān)運(yùn)維工作的難度，也同時(shí)成為制約配電自動化系統(tǒng)實(shí)用化水平提升的一個(gè)重要因素。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種配電自動化終端多維度狀態(tài)綜合監(jiān)測方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案包括：配電終端關(guān)鍵硬件狀態(tài)在線監(jiān)測，配電自動化直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測和配電終端二次回路在線監(jiān)測。

配電終端關(guān)鍵硬件狀態(tài)在線監(jiān)測的方法為：

配電終端電源插件狀態(tài)在線監(jiān)測，依據(jù)輸出紋波電壓檢測回路對配電終端電源插件狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測。整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)通過SMBUS串行總線與CPU進(jìn)行通訊，將采集到的電流、電壓、溫度等信息傳送到主站狀態(tài)評估系統(tǒng)，由評估系統(tǒng)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)、變化趨勢等作出判斷，形成分析預(yù)判結(jié)果。

配電終端CPU插件狀態(tài)在線監(jiān)測，配電終端CPU插件狀態(tài)的在線監(jiān)測主要分為兩部分：對重要元器件的狀態(tài)監(jiān)測和對終端程序的在線監(jiān)測。重要元器件的狀態(tài)監(jiān)測是通過對CPU插件內(nèi)部影響模擬量采集、開入采集，開出回路輸出以及數(shù)據(jù)存儲等關(guān)鍵功能的重要芯片進(jìn)行檢測，出現(xiàn)異常時(shí)向配電主站告警并反應(yīng)實(shí)時(shí)工況。對終端程序的在線監(jiān)測則通過軟件Watchdog來實(shí)現(xiàn)，軟件Watchdog實(shí)時(shí)監(jiān)測終端程序以及串行口、以太網(wǎng)口的運(yùn)行狀態(tài)，一旦程序出現(xiàn)異常，則對程序進(jìn)行復(fù)位重啟。

配電終端三遙插件狀態(tài)在線監(jiān)測，配電終端三遙插件狀態(tài)在線監(jiān)測功能實(shí)現(xiàn)對遙測、遙信、遙控三類功能插件的運(yùn)行信息進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。通過配電終端板件監(jiān)測程序?qū)崟r(shí)檢測遙測、遙信、遙控各功能插件處于在線狀態(tài)還是掉線狀態(tài)，當(dāng)三遙功能插件出現(xiàn)異常時(shí)，生成相應(yīng)的異常告警信息，存儲在終端事件記錄中，并向主站上送告警信息。另一方面，遙測插件采用逆相序、反極性檢測手段，通過電壓、電流逆相序檢測，當(dāng)三相電壓、電流相位角順序關(guān)系異常時(shí)，生成相應(yīng)逆相序告警信號；

配電自動化直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測的方法為：

配電自動化直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測直流電源模塊的運(yùn)行狀態(tài)。通過直流電源模塊準(zhǔn)確估算市電中斷后蓄電池組尚能提供電能的時(shí)間，保證配電終端供電系統(tǒng)的不間斷性。并精確的在線檢測出蓄電池組的電壓、容量及內(nèi)阻，讓工作人員了解蓄電池組的當(dāng)前狀態(tài)。采用直流電源模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池組的工作狀態(tài)，可以根據(jù)主站的要求實(shí)現(xiàn)對蓄電池組的維護(hù)管理；同時(shí)配電終端將蓄電池的目前工作狀態(tài)和運(yùn)維管理反饋信息通過104或者101報(bào)文的形式上送到主站系統(tǒng)。

配電終端二次回路在線監(jiān)測的方法為：

遙測采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測，配電終端在線監(jiān)測電壓電流二次回路狀態(tài)，通過監(jiān)測相電壓、零序電壓來判斷PT是否斷線，通過相電流值、零序電流檢測CT是否斷線。遙信采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測，通過利用終端靈活編程、改進(jìn)遙信采樣二次回路，遙信采樣回路采取開入信號雙位置接點(diǎn)方式，配電終端采集開入雙位置信號，配電終端上送報(bào)警信號給配電自動化主站系統(tǒng)。遙控回路狀態(tài)在線監(jiān)測，通過出口繼電器采用雙繼電器兩路開出接點(diǎn)串聯(lián)方式，正常自檢時(shí)，雙繼電器串聯(lián)開出接點(diǎn)其中一路打開，另一路閉合，每路出口接點(diǎn)相應(yīng)配置一路光耦，通過采集光耦以及結(jié)合相關(guān)輔助信息來判斷繼電器出口接點(diǎn)、跳閘回路、合閘回路(包括出口壓板)是否完好。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：本發(fā)明基于配電終端設(shè)備硬件自檢理論和數(shù)據(jù)總線定時(shí)巡檢技術(shù)，借助于設(shè)備本身具有的自診斷功能，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備元件級、板件級和裝置級多維度狀態(tài)在線監(jiān)測。該方法解決了定期檢修造成的終端設(shè)備盲目檢修和維修不足的問題，使得終端設(shè)備檢修從過去的盲目定檢向科學(xué)檢修轉(zhuǎn)變，提高了設(shè)備檢修的針對性、合理性和運(yùn)維檢修效率，降低了運(yùn)維檢修成本。

附圖說明

圖1為電壓紋波監(jiān)測回路原理框圖。

圖2為直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)。

圖3為直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測與運(yùn)維管理。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖表對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

一種配電自動化終端多維度狀態(tài)綜合監(jiān)測方法，包括以下內(nèi)容，

一，配電終端關(guān)鍵硬件狀態(tài)在線監(jiān)測的方法為：

如圖1所示，配電終端電源插件狀態(tài)在線監(jiān)測，依據(jù)輸出紋波電壓檢測回路對配電終端電源插件狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，由于一般電源回路開關(guān)頻率都在100-200KHz以上，需要采樣回路的速度較高，才能夠有效識別出被檢測分量的變化。紋波電壓檢測還需要對高頻交流信號進(jìn)行適當(dāng)放大，便于AD采樣回路對毫伏級的小信號進(jìn)行測量。整個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)通過SMBUS串行總線與CPU進(jìn)行通訊，將采集到的電流、電壓、溫度等信息傳送到主站狀態(tài)評估系統(tǒng)，由評估系統(tǒng)根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，變化趨勢等作出判斷，形成分析預(yù)判結(jié)果。

如表1所示，配電終端CPU插件狀態(tài)在線監(jiān)測，分為對重要元器件的狀態(tài)監(jiān)測和對終端程序的在線監(jiān)測。

表1配電終端CPU插件狀態(tài)在線監(jiān)測信息

重要元器件的狀態(tài)監(jiān)測是通過對CPU插件內(nèi)部的AD、FLASH、EEPROM等影響模擬量采集、開入采集，開出回路輸出以及數(shù)據(jù)存儲等關(guān)鍵功能的重要芯片進(jìn)行檢測，出現(xiàn)異常時(shí)向配電主站告警并反應(yīng)實(shí)時(shí)工況。如通過對AD轉(zhuǎn)換芯片的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，若有模擬量輸入，但是沒有數(shù)字量輸出，便可判定是AD轉(zhuǎn)換芯片出現(xiàn)故障，CPU插件生成AD芯片異常告警。FLASH以及EEPROM的檢測通過對讀寫信號的分析，若出現(xiàn)無法讀寫的情況，即可判斷存儲器件異常，生成相應(yīng)的告警信號。對終端程序的狀態(tài)監(jiān)測是通過軟件Watchdog來實(shí)現(xiàn)，軟件Watchdog實(shí)時(shí)監(jiān)測終端程序的運(yùn)行狀態(tài)，一旦程序出現(xiàn)異常，如程序跑飛、信息返回錯(cuò)誤等，對程序進(jìn)行復(fù)位重啟。同時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)測配電終端CPU插件的串行口、以太網(wǎng)口等通信端口，若端口長時(shí)間沒有數(shù)據(jù)收發(fā)時(shí)自動復(fù)位該端口。

如表2所示，配電終端三遙插件狀態(tài)在線監(jiān)測，通過配電終端板件監(jiān)測程序?qū)崟r(shí)檢測遙測、遙信、遙控各功能插件處于在線狀態(tài)還是掉線狀態(tài)，當(dāng)三遙功能插件出現(xiàn)異常時(shí)，生成相應(yīng)的異常告警信息，存儲在終端事件記錄中，并向主站上送告警信息。板件異常信息的檢測主要有遙測板件損壞、遙測板與總線接觸不良、遙信板件損壞、遙信板與總線接觸不良、遙控板件損壞和遙控板與總線接觸不良。一旦檢測到功能插件存在持續(xù)掉線或者不規(guī)律掉線現(xiàn)象，則生成對應(yīng)的告警信息，上送配電自動化主站系統(tǒng)。另一方面，遙測插件采用逆相序、反極性檢測手段，通過電壓、電流逆相序檢測，當(dāng)三相電壓、電流相位角順序關(guān)系異常時(shí)，生成相應(yīng)逆相序告警信號；通過電流反極性檢測，當(dāng)某相電流二次側(cè)回路進(jìn)線和出線接反或同名端接錯(cuò)，造成功率計(jì)算錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生電流反極性告警信號。

表2配電終端三遙插件狀態(tài)在線監(jiān)測信息

二，配電自動化直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測的方法為：

如圖2所示，為直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)，直流電源模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測蓄電池組的工作狀態(tài)，根據(jù)主站的要求實(shí)現(xiàn)對蓄電池組的維護(hù)管理；同時(shí)配電終端將蓄電池的目前工作狀態(tài)和運(yùn)維管理反饋信息通過104或者101報(bào)文的形式上送到主站系統(tǒng)，由主站對分布在各個(gè)不同地方的配電終端蓄電池進(jìn)行統(tǒng)一集中的監(jiān)測，實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池故障，通過對蓄電池全參數(shù)的綜合能效監(jiān)控管理，實(shí)現(xiàn)對大量的終端直流電源進(jìn)行更全面的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測和在線維護(hù)管理。如圖3所示，為直流電源狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)在線監(jiān)測與運(yùn)維管理架構(gòu)。實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測主要負(fù)責(zé)在線采集蓄電池各種模擬狀態(tài)量，如電壓電流，并采集直流電源模塊的低電壓告警和活化告警信息；在線檢測蓄電池的內(nèi)阻，及時(shí)掌握蓄電池的損耗程度；監(jiān)測蓄電池單體工作狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)蓄電池早期失效。在線維護(hù)管理依據(jù)實(shí)時(shí)在線監(jiān)測采集的信息進(jìn)行綜合分析，下達(dá)相應(yīng)的管理運(yùn)維方法，如對損耗大的電池進(jìn)行在線均衡維護(hù)，按照蓄電池充放電曲線對蓄電池進(jìn)行均充/浮充控制，定期對蓄電池進(jìn)行活化以及對蓄電池欠壓進(jìn)行保護(hù)切除。

三，配電終端二次回路在線監(jiān)測的方法為：

如表3所示，遙測采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測，配電終端在線監(jiān)測電壓電流二次回路狀態(tài)，通過監(jiān)測相電壓、零序電壓來判斷PT是否斷線，通過相電流值、零序電流檢測CT是否斷線。若電壓二次回路短路或者斷線，通過PT斷線告警、短路相電壓值趨近于零且零序電壓異常等現(xiàn)象進(jìn)行判斷，就地存儲告警記錄并上送電壓二次回路故障告警到主站；若電流二次回路開路或短路，通過CT斷線、電流值異常降低或者多變判斷電流二次回路故障，上送電流二次回路故障告警信息。

表3遙測采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測信息

如表4所示，遙信采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測，通過利用終端靈活編程、改進(jìn)遙信采樣二次回路，實(shí)現(xiàn)對其二次回路的故障監(jiān)測。遙信采樣回路采取開入信號雙位置接點(diǎn)方式，以10kV線路間隔為例，通常包含開關(guān)、地刀、遠(yuǎn)方就地位置等信號，對于以上位置信號，均采用雙位置接人配電終端。配電終端采集開入雙位置信號，雙位置開入信號經(jīng)延時(shí)后若判為“01”或者“10”，則表示開入回路處于正常狀態(tài)；雙位置開入信號經(jīng)延時(shí)后若判為“00”，則表示開入回路存在斷線；若判為“11”，則表示開入回路存在接線松動等問題。配電終端上送報(bào)警信號給配電自動化主站系統(tǒng)。

表4遙信采樣回路狀態(tài)在線監(jiān)測信息

如表5所示，遙控回路狀態(tài)在線監(jiān)測，通過出口繼電器采用雙繼電器兩路開出接點(diǎn)串聯(lián)方式，正常自檢時(shí)，雙繼電器串聯(lián)開出接點(diǎn)其中一路打開，另一路閉合，每路出口接點(diǎn)相應(yīng)配置一路光耦，通過采集光耦以及結(jié)合相關(guān)輔助信息來判斷繼電器出口接點(diǎn)、跳閘回路、合閘回路(包括出口壓板)是否完好。若發(fā)生異常，配電終端則生成出口接點(diǎn)、操作回路故障報(bào)警信號送給配電自動化主站狀態(tài)。

表5遙控回路狀態(tài)在線監(jiān)測信息

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。