基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，包括二次设备多维状态信息采集单元，二次设备状态监测信息模型单元，二次设备状态监测物理模型单元，信息物理融合单元，二次设备在线监测综合监视单元和二次设备故障诊断和综合评估单元；基于信息物理融合单元，将监测信息作为二次设备物理对象的状态量属性值，实现二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元的关联和融合。解决智能变电站二次设备状态监测不直观、不便故障诊断的问题，为智能变电站运维人员提供一个智能变电站二次设备状态监测和故障诊断的平台和技术手段，从而有效提升智能变电站二次设备运维效率和自动化水平。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在线监测和故障诊断系统，特别是涉及一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，属于电力设备状态监测领域。
技术介绍
传统变电站二次设备状态监测内容相对较少，二次设备的状态监测采用SCADA的方式实现，仅仅实现了二次设备状态监测信息的采集和监视，没有做到二次设备整个物理对象的状态的可视化监视，二次设备故障诊断也缺乏手段，二次设备检修多以定期检修为主，二次设备故障排查和运维检修的工作量较大。智能变电站实现了二次设备的智能化、信息采集数字化和信息传输的网络化，二次设备状态监测的内容较传统变电站更为丰富，且诸如传统二次回路也通过网络化传输来实现，如此大量的二次设备状态监测信息如果仍采用传统的SCADA方式实现二次设备状态监测，二次设备状态监测不直观、不便于运维人员对二次设备的全面而细致的监视，同时基于传统的SCADA方式实现二次设备状态监测，仅仅包含了二次设备状态信息模型，监测信息零散，缺乏二次设备各信息之间的关联关系，不便于以二次物理设备为单位进行故障的综合诊断和状态评估。不能很好的适应智能变电站快速发展的需要；因此，有必要开展基于信息物理融合的智能变电站二次设备在线监测和诊断系统的研制。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，解决智能变电站二次设备状态监测不直观、不便故障诊断的问题，为智能变电站运维人员提供一个智能变电站二次设备状态监测和故障诊断的平台和技术手段，从而有效提升智能变电站二次设备运维效率和自动化水平。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，包括二次设备多维状态信息采集单元，二次设备状态监测信息模型单元，二次设备状态监测物理模型单元，信息物理融合单元，二次设备在线监测综合监视单元和二次设备故障诊断和综合评估单元。其中，所述二次设备多维状态信息采集单元，用于采集二次设备的多维状态信息，并将多维状态信息传输给二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元。其中，所述二次设备状态监测信息模型单元，用于根据多维状态信息，以IEC61850状态信息数据集为基础，实现各类型二次设备状态监测数据的建模和监测信息的交互通信。其中，所述二次设备状态监测物理模型单元，用于根据多维状态信息，以设备对象为基础，采用面向设备对象的模式，构建描述二次设备物理对象的属性和关联关系的面向对象模型。其中，所述信息物理融合单元，用于将与二次设备状态监测信息模型单元所交互通信的监测信息作为二次设备物理对象的状态量属性值，实现二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元的关联和融合。其中，所述二次设备在线监测综合监视单元，用于以多维状态信息为基础，通过以二次设备物理对象为单位，实现二次设备物理对象全状态信息的融合监视，以及二次设备物理对象关联的融合监视。其中，所述二次设备故障诊断和综合评估单元，用于以多维状态信息为基础，通过对二次设备物理状态信息的综合诊断评估，实现故障的关联诊断和多维信息融合的判断评估。本专利技术进一步设置为：所述多维状态信息包括设备台账信息、状态监测信息、通信链路信息、运行状态信息、自检信息、异常告警信息、动作信息、日志信息和故障录波信息。本专利技术进一步设置为：所述面向对象模型还描述二次设备物理对象之间的关联关系，以及二次设备状态量和其关联的一次设备电气量之间的关联关系。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：1、与传统变电站二次设备状态监测相比，不仅建立了二次设备状态监测信息模型单元，还建立了二次设备状态监测物理模型单元，并将监测信息作为二次设备物理对象的状态量属性值，实现二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元的关联和融合，从而实现大量的多维度的二次设备状态监测信息的关联融合和有效组织，使得基于二次设备物理对象下的各状态监测信息不再是零散的、各自相对独立的信息，而是基于统一的物理设备对象下的有关联关系的物理信息。因此，信息物理融合单元所构建的是真实反映二次设备状态监测物理信息的全模型，为二次设备状态的综合监视和故障诊断综合评估提供了模型基础。2、基于二次设备在线监测的物理信息融合，实现了以二次设备对象为单位的二次设备状态综合监视，二次设备状态不在是传统的以零散的SCADA状态监测数据采集和状态监视的模式，而是以二次设备物理对象为单位的综合监视，在系统界面上，查看任何一个设备，可以监视到该设备的所有状态的信息；同时，由于各状态信息之间存在着关联关系，因此可以实现多个状态之间的综合监视，在监视二次设备某一物理状态时，可以很方便的监视到与之存在关联关系的其他状态监测信息；同时在同一视窗内，还能实现存在关联关系的多维数据的综合监视，通过综合监视，更利于实现对二次设备物理状态的综合监视、判断和评估。因此，解决了智能变电站大量信息综合监视的不方便、不直观、缺乏关联监视的难题。3、基于二次设备在线监测的物理信息融合，不仅实现了以二次设备对象为单位的二次设备状态综合监视，还实现了二次设备物理对象之间关联的综合监视。智能变电站二次虚回路代替了传统二次回路，二次软压板代替了传统的硬压板，若仍然采用传统的以零散的SCADA状态监测数据采集和状态监视的模式，将无法直观的反映智能变电站物理世界各二次设备之间连接回路的状态监视。因此，基于二次设备在线监测的物理信息融合，以物理对象为单位，实现二次设备物理对象连接回路状态监视，可以直观的展示智能变电站二次设备的回路状态和压板状态，为智能变电站运维人员的物理虚回路对象的综合监视提供了技术手段，有效提升的智能变电站虚回路监视的效率，保证了智能变电站二次设备运维操作的安全可靠。4、基于二次设备在线监测的物理信息融合，二次设备故障诊断不再是基于零散的信息监测数据，而是可以基于真实反映物理世界，并存在关联关系的物理对象状态信息，通过对二次设备物理状态信息的综合诊断评估，可以实现故障的关联判断和多维信息的融合判断，如实现同源数据的关联分析，关联信息的状态互诊断等方式，可提高二次设备故障诊断评估的自动化和智能化水平，提升二次设备运维的效率和自动化水平。因此可为实现二次设备状态检修奠定基础。上述内容仅是本专利技术技术方案的概述，为了更清楚的了解本专利技术的技术手段，下面结合附图对本专利技术作进一步的描述。附图说明图1为本专利技术基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统的结构示意图；图2为本专利技术基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统的信息物理融合示意图。具体实施方式下面结合说明书附图，对本专利技术作进一步的说明。如图1所示的一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，包括二次设备多维状态信息采集单元，二次设备状态监测信息模型单元，二次设备状态监测物理模型单元，信息物理融合单元，二次设备在线监测综合监视单元和二次设备故障诊断和综合评估单元。其中，所述二次设备多维状态信息采集单元，用于采集二次设备的多维状态信息，并将多维状态信息传输给二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元。所述多维状态信息包括设备台账信息、状态监测信息、通信链路信息、运行状态信息、自检信息、异常告警信息、动作信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，其特征在于：包括二次设备多维状态信息采集单元，二次设备状态监测信息模型单元，二次设备状态监测物理模型单元，信息物理融合单元，二次设备在线监测综合监视单元和二次设备故障诊断和综合评估单元；所述二次设备多维状态信息采集单元，用于采集二次设备的多维状态信息，并将多维状态信息传输给二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元；所述二次设备状态监测信息模型单元，用于根据多维状态信息，以IEC 61850状态信息数据集为基础，实现各类型二次设备状态监测数据的建模和监测信息的交互通信；所述二次设备状态监测物理模型单元，用于根据多维状态信息，以设备对象为基础，采用面向设备对象的模式，构建描述二次设备物理对象的属性和关联关系的面向对象模型；所述信息物理融合单元，用于将与二次设备状态监测信息模型单元所交互通信的监测信息作为二次设备物理对象的状态量属性值，实现二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元的关联和融合；所述二次设备在线监测综合监视单元，用于以多维状态信息为基础，通过以二次设备物理对象为单位，实现二次设备物理对象全状态信息的融合监视，以及二次设备物理对象关联的融合监视；所述二次设备故障诊断和综合评估单元，用于以多维状态信息为基础，通过对二次设备物理状态信息的综合诊断评估，实现故障的关联诊断和多维信息融合的判断评估。...

【技术特征摘要】
1.一种基于信息物理融合的二次设备在线监测和故障诊断系统，其特征在于：包括二次设备多维状态信息采集单元，二次设备状态监测信息模型单元，二次设备状态监测物理模型单元，信息物理融合单元，二次设备在线监测综合监视单元和二次设备故障诊断和综合评估单元；所述二次设备多维状态信息采集单元，用于采集二次设备的多维状态信息，并将多维状态信息传输给二次设备状态监测信息模型单元和二次设备状态监测物理模型单元；所述二次设备状态监测信息模型单元，用于根据多维状态信息，以IEC61850状态信息数据集为基础，实现各类型二次设备状态监测数据的建模和监测信息的交互通信；所述二次设备状态监测物理模型单元，用于根据多维状态信息，以设备对象为基础，采用面向设备对象的模式，构建描述二次设备物理对象的属性和关联关系的面向对象模型；所述信息物理融合单元，用于将与二次设备状态监测信息模型单元所交互通信的监测信息作为二次设备物理对象的状态量属性值...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪陵，王位杰，
申请(专利权)人：南京国电南自电网自动化有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32