基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法技术

本发明专利技术公开了一种基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法，由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，生成保护逻辑的功能逻辑表达式，根据报文信息判断功能影响因子状态是否改变，如果改变则获取功能影响因子作用的功能逻辑表达式并计算得到功能逻辑表达式的结果，与预先得到的功能状态的结果进行匹配，得到功能的当前状态；最后进行故障定位，对由告警事件所影响的设备做出标识。本发明专利技术可以适应不同智能变电站的告警诊断和故障定位，帮助运维人员及时发现故障或隐患。

【技术实现步骤摘要】
基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法
本专利技术属于智能变电站
，更为具体地讲，涉及一种基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法。
技术介绍
随着经济的发展和社会的进步，人们对电能的需求不断增加。随着国家对环境监管的严格把控以及能源政策的出台，对电能质量的要求也不断提高。分布式能源的提出使得传统电力网络已经难以满足发展的要求。作为国家经济发展和能源政策的重要组成部分，智能电网在促进可再生能源发展和低碳经济反面发挥了巨大的作用。智能变电站作为智能电网的重要节点，也不断引起人们的注意。与传统变电站相比，智能变电站实现了全站信息化、自动化和互动化，以IEC61850(电力系统自动化领域全球通用标准)为统一规约实现了各种应用以统一的规约通信方式交互到统一的信息平台，实现了信息资源的共享。其一次设备智能化与二次系统网络化，以及其典型的“三层两网结构”在信息交互和共享上起到了巨大的作用。“三层两网”分为站控层、过程层与间隔层，站控层为监控后台和与之相连的中心交换机，过程层为保护装置、测控装置以及过程层交换机，间隔层为智能终端与合并单元；“两网”指以GOOSE(通用变电站对象事件)为通信规范的过程层网络以及以MMS(制造报文规范)为通信规范的站空层网络。站控层网络通过以太网进行信息交互，过程层网络以交换机组网与光纤点对点直连的形式进行信息交互。“三层两网”结构利于智能变电站二次系统的故障诊断和隐患分析。当故障发生或存在隐患时，智能设备以报文的形式发送告警信息。通过对报文信息的解读以及推理，能够让运维人员快速的定位到故障位置，原因边界的划分并展开排查。然而，目前在智能变电站中使用的二次系统运维辅助设备多为网络报文记录仪和故障录波器，这两种装置的功能是相关报文的抓取和故障时电流电压波形的存储，其对智能变电站网络信息的利用还处在抓取、存储的阶段，都致力与故障后靠运维人员分析故障原因，且所存储的报文数量巨大且只进行了简单的分类，不符合智能变电站智能化的要求。智能变电站缺少能够在故障前帮助运维人员进行隐患排查，在故障后能够快速方便的进行故障原因分析且能够根据网络报文进行预测性分析的有效工具。在已有的对智能变电站故障诊断和定位系统的研究中，偏重于应用人工智能算法进行逻辑分析以及只针对单一的变电站进行分析，忽略了各个厂家智能设备的保护逻辑和各个智能变电站的不同情况，这样的系统不具备对不同智能变电站自适应能力。另外，由于各个厂家生产的智能设备保护逻辑略有不同，导致智能变电站中对报文的中文描述也各有差异，在一个存在不同厂家生产的智能设备的变电站，运维人员往往要通过查看厂家说明书才能理解报文所包涵的信息。在发生严重故障的情况下，这无疑威胁着智能变电站的运行安全。在故障诊断系统的制作和运行过程中，不能兼容不同厂家的描述也会对运行结果产生不利的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法，可以适应不同智能变电站的告警诊断和故障定位，帮助运维人员及时发现故障或隐患。为实现以上专利技术目的，本专利技术基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法包括以下步骤：S1：由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，功能影响因子是能够影响智能设备功能集合中功能的且在全站系统配置文件SCD中数据集描述的报文，智能设备功能集合是该智能设备所有的、会由压板、控制字和告警影响的功能集合，然后生成保护逻辑的功能逻辑表达式，即决定某个功能状态时所有影响因子之间的与或非关系；S2：根据接收到的报文信息，从历史库中查询相应的功能影响因子上一时刻的状态，判断功能影响因子状态是否改变，如果未改变，则不作任何操作，如果改变，则历史库中存入该功能影响因子的新状态以及对应的时刻，并记录该时刻作为时标，获取功能影响因子作用的功能逻辑表达式，从历史库中获取功能逻辑表达式中所有功能影响因子在时标时刻的状态，如果某个功能影响因子在时标时刻的状态不存在，则查询上一时刻的状态；根据所有功能影响因子的状态计算得到功能逻辑表达式的结果；S3：根据步骤S2得到的功能逻辑表达式的结果与预先得到的功能状态的结果进行匹配，得到功能的当前状态；S4：进行故障定位，对由告警事件所影响的设备做出标识。本专利技术基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法，由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，生成保护逻辑的功能逻辑表达式，根据报文信息判断功能影响因子状态是否改变，如果改变则获取功能影响因子作用的功能逻辑表达式并计算得到功能逻辑表达式的结果，与预先得到的功能状态的结果进行匹配，得到功能的当前状态；最后进行故障定位，对由告警事件所影响的设备做出标识。本专利技术可以适应不同智能变电站，不需要改变编码告警智能分析系统，能够在故障时进行故障定位和原因分析，也能够在未故障时对告警信息进行逻辑推理，起到在故障发生之前的预警作用。能够帮助运维人员实时的发现故障或隐患的位置，也能够对故障发生后的原因分析起到辅助性的作用。附图说明图1是本专利技术基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法的具体实施方式流程图；图2是智能变电站语义库的树形结构示意图；图3是某保护装置通道二纵联零序保护功能的继电保护原理框图；图4是功能影响因状态获取时时标的作用示例图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。实施例图1是本专利技术基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法的具体实施方式流程图。如图1所示，本专利技术基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法的具体步骤包括：S101：生成保护逻辑表达式：由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，功能影响因子是能够影响智能设备功能集合中功能的且在全站系统配置文件SCD中数据集描述的报文，智能设备功能集合是该智能设备所有的、会由压板、控制字和告警影响的功能集合，然后生成保护逻辑的功能逻辑表达式，即决定某个功能状态时所有影响因子之间的与或非关系。经本专利技术研究发现，在对功能影响因子与SCD的匹配中存在以下困难：1、保护逻辑对功能影响因子的描述中，除了IEC61850对LDevice(逻辑设备)和LN(逻辑节点)的规范化以外，中文描述往往是较为通俗的语言。2、各个厂家对同一种功能影响因子的中文描述往往是存在微小差异的。人工梳理的方式可以解决以上两点问题，但是数据量大且容易出现差错。更重要的是无法形成适用于所有智能变电站的通用模板。因此，在功能影响因子与SCD数据集描述的匹配过程中，为了减小工作量并形成一个通用的模板，需要对功能影响因子进行模糊识别。为此，可以预先建立一个智能变电站语义库，语义库根据智能变电站的专业词汇之间的相似度，按照筛选条件分层次建立成树结构的模型，在对功能影响因子与SCD数据集描述的相似度计算中，将语义差异化为语义库树结构的节点运算。图2是智能变电站语义库的树形结构示意图。如图2所示，智能变电站语义库中每层采用特定的标识符表示本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，功能影响因子是能够影响智能设备功能集合中功能的且在全站系统配置文件SCD中数据集描述的报文，智能设备功能集合是该智能设备所有的、会由压板、控制字和告警影响的功能集合，然后生成保护逻辑的功能逻辑表达式，即决定某个功能状态时所有影响因子之间的与或非关系；S2：根据接收到的报文信息，从历史库中查询相应的功能影响因子上一时刻的状态，判断功能影响因子状态是否改变，如果未改变，则不作任何操作，如果改变，则历史库中存入该功能影响因子的新状态以及对应的时刻，并记录该时刻作为时标，获取功能影响因子作用的功能逻辑表达式，从历史库中获取功能逻辑表达式中所有功能影响因子在时标时刻的状态，如果某个功能影响因子在时标时刻的状态不存在，则查询上一时刻的状态；根据所有功能影响因子的状态计算得到功能逻辑表达式的结果；S3：根据步骤S2得到的功能逻辑表达式的结果与预先得到的功能状态的结果进行匹配，得到功能的当前状态；S4：进行故障定位，对由告警事件所影响的设备做出标识。...

【技术特征摘要】
1.一种基于IEC61850的智能变电站告警智能分析方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：由厂家给出的智能变电站中的智能设备保护逻辑获取智能设备的功能和功能影响因子，功能影响因子是能够影响智能设备功能集合中功能的且在全站系统配置文件SCD中数据集描述的报文，智能设备功能集合是该智能设备所有的、会由压板、控制字和告警影响的功能集合，然后生成保护逻辑的功能逻辑表达式，即决定某个功能状态时所有影响因子之间的与或非关系；S2：根据接收到的报文信息，从历史库中查询相应的功能影响因子上一时刻的状态，判断功能影响因子状态是否改变，如果未改变，则不作任何操作，如果改变，则历史库中存入该功能影响因子的新状态以及对应的时刻，并记录该时刻作为时标，获取功能影响因子作用的功能逻辑表达式，从历史库中获取功能逻辑表达式中所有功能影响因子在时标时刻的状态，如果某个功能影响因子在时标时刻的状态不存在，则查询上一时刻的状态；根据所有功能影响因子的状态计算得到功能逻辑表达式的结果；S3：根据步骤S2得到的功能逻辑表达式的结果与预先得到的功能状态的结果进行匹配，得到功能的当前状态；S4：进行故障定位，对由告警事件所影响的设备做出标识。2.根据权利要求1所述的智能变电站告警智能分析方法，其特征在于，所述步骤S1中功能影响因子与SCD数据集描述的匹配采用以下方法：建立智能变电站语义库中每层采用特定的标识符表示其意义。第一层由P、C、I、M表示，分别代表保护装置、测控装置、智能终端、合并单元；第二层由00、01、02、03、04、05这6个二位十进制数来表示，分别代表在SCD中对功能影响因子的数据集(Dataset)、硬压板状态(dsRelayDin)、软压板状态(dsRelayEna)、装置告警(dsAlarm)、保护告警信息(dsWarning)、通道告警(dsCom...

【专利技术属性】
技术研发人员：井实，黄琦，吴玉锋，任杰，李坚，张真源，易建波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51