一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统技术方案

本发明专利技术提出一个基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警系统。智能告警系统的硬件主要分为主站和信息采集单元，主站是整个系统的分析和指挥中心，信息采集单元为主站提供所需的多源数据。

An intelligent alarm method and system for relay protection based on multi source data opening and checking analysis

The invention proposes an intelligent alarm system for relay protection based on multi source data opening and checking analysis. The hardware of the intelligent alarm system is mainly divided into the main station and the information acquisition unit. The main station is the analysis and command center of the whole system. The information acquisition unit provides the required multi source data for the main station.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统
本专利技术涉及一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统。
技术介绍
继电保护系统是反应电力系统中故障或不正常运行状态，并迅速、有选择性地切除故障源的自动装置，因此保证继电保护系统的可靠运行可以降低对电网运行的制约。随着智能变电站技术的推广，通信网络对继电保护系统业务支撑的力度逐步增强，以及继电保护装置信息开放及共享程度的提高，一方面继电保护系统支持连续监测各装置的关键状态数据，并支持以通信的方式输出这些多源数据，另一方面便捷的网络共享为告警信息的上送和展示提供了条件。因此基于开放的多源数据连续监测继电保护状态，并根据智能告警分析可以及时发现继电保护装置的一些缺陷，从而提高电力系统运行可靠性，提高继电保护的运维工作效率。对于继电保护系统的告警分析依赖于基础信息技术及多源数据，因此继电保护系统的智能告警建立在对多源数据整合的基础上。此外，对多源数据的分类与校核分析也是分析得到综合状态结果的难点，同时也是继电保护智能告警工作的重要基础。现有技术的技术方案目前用于继电保护故障分析的数据分散在不同的、相对较独立的系统中，继电保护配置信息、动作信息、状态监测信息和一次系统信息等分散在变电站配置文件(SCD文件)、SV报文、GOOSE报文、MMS报文等数据源中。此外，当继电保护系统内某一设备或回路发生单一故障事件时，风险会沿着逻辑网络蔓延进而导致更多的功能失效，导致更多连锁故障，因此往往会在短时间内产生大量告警信息，使运维人员措手不及，而目前面对故障事件的运维工作过分依赖参与人员的个人能力，尚缺乏有效的故障事件知识决策。现有技术的缺点目前还没有一套完整系统来整合这些独立系统采集的多源数据，数据分散缺乏逻辑关联，无法为告警分析提供充足的数据来源，信息利用水平较低。现场运维人员需要从数目众多的告警信息中提炼出故障原因及应对策略，这对个人知识体系、积累的实际经验及处理复杂问题的能力息息相关，使得面对故障时继电保护的安全性难以得到有效保证，安全隐患难以杜绝。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提出一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统,以解决上述
技术介绍
中所述的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本专利技术从全景信息的角度全面梳理评估继电保护状态所需的多源数据，并提出智能告警系统的架构，该系统可以发现及时发现继电保护系统中的异常状态，给运维人员提供参考，从而减少运维的工作量，提高继电保护的经济性和可靠性。智能告警系统可以充分利用信息开放的优势，改进传统数据处理和分析的弊端，提高信息利用效率，增强运维决策的自动化水平。本专利技术提出一个基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警系统。智能告警系统的硬件主要分为主站和信息采集单元，主站是整个系统的分析和指挥中心，信息采集单元为主站提供所需的多源数据。本专利技术的主要工作流程为：(1)多源数据整合：智能告警系统跨接在智能变电站的站控层与过程层之间，可以抓取过程层网络和站控层网络的SV报文、GOOSE报文和MMS报文，以及各设备的数据集，还可以通过输入SCD文件得到继电保护配置信息。(2)数据归类：从智能告警的功能实现出发，可将来自不同数据源载体的数据分为三类：运行状态数据、设备状态数据和保护配置数据。(3)智能告警方法适配：为了充分利用继电保护多源数据库，需要根据不同数据库的，包括一致性校核分析、趋势性校核分析、逻辑分析和异常告警四类。本专利技术从多源数据的角度全面梳理评估继电保护状态所需的数据，并提出了智能变电站继电保护智能告警系统的架构。本专利技术探讨了智能告警系统的信息来源和获取方式，对这些状态信息进行分类，按照分类适配相应的智能告警方法。本专利技术搭建的智能告警系统可以实时监测继电保护的各类状态信息，提供适配各种校核分析方法及时发现状态的异常，给运维人员提供参考。有益效果：本专利技术提出的基于全景信息开放的智能变电站继电保护智能告警方法与系统，顺应了智能变电站信息开放和共享程度逐渐提高的趋势，能有效把握智能变电站全景信息开放的优势，利用实时开放的信息监测继电保护的状态，可以提高信息利用率；通过智能告警分析状态是否存在异常，可以有效保障继电保护的安全可靠运行，提高运维有效性，大幅减少不必要的停电检查工作，降低因停电检查工作带来的可靠性风险，提高继电保护的经济性和可靠性；本专利技术提出适配不同类别状态信息的智能告警方法，提高信息之间的区分度，可以有针对性地实现异常状态信息的甄别。附图说明图1为基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警系统架构。图2智能告警系统多源数据集。图3智能告警系统架构。具体实施方式为了使本专利技术的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效，易于明白了解、下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本专利技术提出一个基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警系统。如图1虚线框所示，智能告警系统的硬件主要分为主站和信息采集单元，主站是整个系统的分析和指挥中心，信息采集单元为主站提供所需的多源数据。下面分别介绍智能告警系统的各个工作流程：(1)多源数据整合智能告警系统跨接在智能变电站的站控层与过程层之间，可以抓取过程层网络和站控层网络的SV报文、GOOSE报文和MMS报文，以及各设备的数据集，还可以通过输入SCD文件得到继电保护配置信息。根据IEC61850标准和《Q/GDW396-2009IEC61850工程继电保护应用模型》，如图2所示，这些数据集的信息基本满足了智能告警系统的数据开放需求。IEC61850标准对继电保护系统的规范程度较高，基本已经覆盖继电保护系统运维所需信息，这些信息分属于不同逻辑设备下的逻辑节点，通过数据集的形式组合上送至主站或支持本地查看，为继电保护的智能运维提供数据支撑。智能告警系统的多源数据可以基于数据集的结构构建，各数据集的内容如图2所示。(2)数据归类从智能告警的功能实现出发，可将来自不同数据源载体的数据分为三类：运行状态数据、设备状态数据和保护配置数据。运行状态数据通常由一次侧故障激励继电保护响应而产生，主要包括保护装置的动作情况；而设备状态数据主要反映继电保护系统各装置和二次回路的工况；如果要分析继电保护系统是否存在异常状态，除了需要上述两部分数据外，还需要保护配置数据，保护配置数据主要为确定当前继电保护运行方式所需要的定值、压板等信息。可以将智能告警系统多源数据库的各个数据集整体划分入运行状态评价数据库、设备状态评价数据库和保护配置数据库；如图3所示。(3)智能告警方法适配为了充分利用继电保护多源数据库，需要根据不同数据库的，包括一致性校核分析、趋势性校核分析、逻辑分析和异常告警四类。1)趋势性校核分析趋势性状态校核分析是基于装置硬/软件健康状态随运行时间逐步变差的特性，通过连续监视并分析设备状态数据，得到其随时间变化的趋势，通过设置阈值，并计算状态数据与阈值间的距离作为状态评价指标。其适用于利用具有随时间缓慢变化趋势的设备状态数据，通过并与阈值(额定值)进行比较，便可得到校核分析结果。其基本原理如式1所示：2)一致性校核分析一致性状态校核分析是通过比较已存数据与实际数据是否一致来判断状态，适用于利用具有恒值特性的继电保护配置数据提取继电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统，其特征在于：从全景信息的角度全面梳理评估继电保护状态所需的多源数据，并提出智能告警系统的架构，该系统可以发现及时发现继电保护系统中的异常状态，给运维人员提供参考，智能告警系统的硬件主要包括主站和信息采集单元，主站是整个系统的分析和指挥中心，信息采集单元为主站提供所需的多源数据，主要工作流程为：(1)多源数据整合：智能告警系统跨接在智能变电站的站控层与过程层之间，可以抓取过程层网络和站控层网络的SV报文、GOOSE报文和MMS报文，以及各设备的数据集，还可以通过输入SCD文件得到继电保护配置信息，(2)数据归类：从智能告警的功能实现出发，可将来自不同数据源载体的数据分为三类：运行状态数据、设备状态数据和保护配置数据，(3)智能告警方法适配：为了充分利用继电保护多源数据库，需要根据不同数据库的，包括一致性校核分析、趋势性校核分析、逻辑分析和异常告警四类。

【技术特征摘要】
1.一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统，其特征在于：从全景信息的角度全面梳理评估继电保护状态所需的多源数据，并提出智能告警系统的架构，该系统可以发现及时发现继电保护系统中的异常状态，给运维人员提供参考，智能告警系统的硬件主要包括主站和信息采集单元，主站是整个系统的分析和指挥中心，信息采集单元为主站提供所需的多源数据，主要工作流程为：(1)多源数据整合：智能告警系统跨接在智能变电站的站控层与过程层之间，可以抓取过程层网络和站控层网络的SV报文、GOOSE报文和MMS报文，以及各设备的数据集，还可以通过输入SCD文件得到继电保护配置信息，(2)数据归类：从智能告警的功能实现出发，可将来自不同数据源载体的数据分为三类：运行状态数据、设备状态数据和保护配置数据，(3)智能告警方法适配：为了充分利用继电保护多源数据库，需要根据不同数据库的，包括一致性校核分析、趋势性校核分析、逻辑分析和异常告警四类。2.根据权利要求1所述一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统，其特征在于：所述多源数据整合智能告警系统跨接在智能变电站的站控层与过程层之间，可以抓取过程层网络和站控层网络的SV报文、GOOSE报文和MMS报文，以及各设备的数据集，还可以通过输入SCD文件得到继电保护配置信息，根据IEC61850标准和《Q/GDW396-2009IEC61850工程继电保护应用模型》，继电保护装置预定义的数据集及具体内容如图2所示，这些数据集的信息基本满足了智能告警系统的数据开放需求，IEC61850标准对继电保护系统的规范程度较高，基本已经覆盖继电保护系统运维所需信息，这些信息分属于不同逻辑设备下的逻辑节点，通过数据集的形式组合上送至主站或支持本地查看，为继电保护的智能运维提供数据支撑，智能告警系统的多源数据可以基于数据集的结构构建。3.根据权利要求1所述一种基于多源数据开放与校验分析的继电保护智能告警方法与系统，其特征在于：数据归类从智能告警的功能实现出发，可将来自不同数据源载体的数据分为三类...

【专利技术属性】
技术研发人员：王禄海，胡剑琛，姜文，王飞，周浩洁，祁永福，吴宽，陈煌，王斌，柳水莲，张峻诚，
申请(专利权)人：海南电网有限责任公司，东方电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：海南,46