YS3000電力故障信息處理系統(tǒng)技術(shù)說明

1、ys-3000電力故障信息處理系統(tǒng)技術(shù)說明 一、ys-3000系統(tǒng)概述1.1概述ys-3000電力故障信息處理系統(tǒng)，是我公司獨(dú)立擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高科技產(chǎn)品。本系統(tǒng)是由位于調(diào)度端的主站子系統(tǒng)（主站）和分布于不同地區(qū)的電廠、變電所內(nèi)的廠站端子系統(tǒng)（子站）及介于主子站之間的通信子系統(tǒng)構(gòu)建而成，各分布子站能采集廠站內(nèi)繼電保護(hù)和故障錄波裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并能按數(shù)據(jù)訂購策略遠(yuǎn)傳至調(diào)度端進(jìn)行集中分析處理，調(diào)度員可以通過主站對子站下發(fā)各種指令以獲取子站及子站內(nèi)接入裝置的運(yùn)行信息。本系統(tǒng)擁有完善的電網(wǎng)故障數(shù)據(jù)分析能力,以及為適應(yīng)管理模式而定制的對繼電保護(hù)和故障錄波裝置的運(yùn)行管理能力，綜合分析線路故障時(shí)的裝置上送

2、數(shù)據(jù)能迅速對故障點(diǎn)進(jìn)行定位，為裝置異常和事故處理的快速響應(yīng)提供了強(qiáng)有力的科學(xué)依據(jù)。本系統(tǒng)已在蘇、皖、渝、閩、晉、贛、蒙、豫、湘、鄂等諸省市的各大、中型電網(wǎng)中穩(wěn)定投入運(yùn)行，為各地區(qū)的繼電保護(hù)管理和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮著巨大的作用。1.2適應(yīng)對象1.2.1主站適應(yīng)對象ys-3000主站可以適應(yīng)國調(diào)中心、網(wǎng)省調(diào)中心、超高壓局、地區(qū)調(diào)度所的不同要求。1.2.2子站適應(yīng)對象ys-3000子站可以適應(yīng)500kv、220kv、110kv等級的發(fā)電廠、變電站。1.2.3通信子系統(tǒng)適應(yīng)對象ys-3000通信子系統(tǒng)可以適應(yīng)目前國內(nèi)所有不同規(guī)模的主、子站通信要求。可以擴(kuò)展兼容不同的主、子站通信規(guī)約。二、ys-3000

3、主要技術(shù)指標(biāo)2.1 系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)指標(biāo)畫面整幅調(diào)用響應(yīng)時(shí)間2秒畫面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)刷新周期110秒，可調(diào)事故變位報(bào)警反應(yīng)時(shí)間1秒全部故障信息采集時(shí)間12秒事故采集裝置soe分辨率2毫秒與gps標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的誤差1毫秒2.2 可靠性指標(biāo)系統(tǒng)可用率99.9%系統(tǒng)平均故障間隔時(shí)間（mtbf） 35000小時(shí) 主站畫面分辨率128010242.3 cpu負(fù)荷率正常狀況(任意5分鐘) 10%事故狀況(任意10秒) 50%2.4 子站信息上傳指標(biāo)保護(hù)動(dòng)作總報(bào)告及故障錄波簡報(bào) (2m專用通道)20秒故障采樣數(shù)據(jù)(2m專用通道)5分鐘2.5 電源指標(biāo)及環(huán)境溫度工作電源dc110v、220v，ac200v250v環(huán)境溫度-1

4、050相對濕度90%（25）三、ys-3000架構(gòu)及功能說明3.1 ys-3000架構(gòu)電網(wǎng)內(nèi)某一子站往往涉及到多家管理單位，而每家管理單位往往又要管理多個(gè)子站，為適應(yīng)管理和應(yīng)用的需要，在設(shè)計(jì)主子站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時(shí)必須適應(yīng)這一實(shí)際需求，圖中所示的ys-3000主子站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)是滿足這種管理模式的典型方案。主站1至主站m分別對應(yīng)不同的管理部門，諸如地調(diào)、省調(diào)、網(wǎng)調(diào)等,子站1至子站n則分別對應(yīng)不同的廠站。主子站之間的通信可根據(jù)不同地區(qū)的通信鏈路狀況，可以用數(shù)據(jù)網(wǎng)，也可用通信專網(wǎng)，還可以用電話撥號，通信鏈路好的地區(qū)可以將電話撥號作為數(shù)據(jù)網(wǎng)或通信專網(wǎng)的通信備份。3.2子站架構(gòu)及功能3.2.1子站架構(gòu)子站強(qiáng)

5、調(diào)的是對廠站內(nèi)的繼電保護(hù)和故障錄波裝置的接入能力以及子站本身的穩(wěn)定運(yùn)行能力，接入能力是指廠站端的管理機(jī)不但能夠接入不同時(shí)期、不同廠家、不同型號、不同通信接口及規(guī)約的繼電保護(hù)和故障錄波裝置，而且能夠準(zhǔn)確無誤地采集這些裝置在運(yùn)行狀態(tài)下產(chǎn)生的各種瞬態(tài)數(shù)據(jù)。因此，子站應(yīng)能提供多種通訊方式以適應(yīng)子站同繼電保護(hù)和故障錄波裝置之間的通信需求。3.2.2子站功能子站的主要功能是接入廠站內(nèi)的繼電保護(hù)和故障錄波及其它自動(dòng)裝置，并且能夠準(zhǔn)確無誤地采集這些裝置在運(yùn)行狀態(tài)下產(chǎn)生的各種瞬間數(shù)據(jù)，再將采集到的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行整理就地存儲(chǔ)并發(fā)往主站，供調(diào)度中心進(jìn)行分析處理。裝置接入ys-3000子站適應(yīng)多種通信方式及通信規(guī)約接入

6、廠站內(nèi)不同的繼電保護(hù)和故障錄波以及其它自動(dòng)裝置。規(guī)約轉(zhuǎn)換ys-3000子站將裝置按不同規(guī)約上送的各類數(shù)據(jù)解釋存儲(chǔ)并能按標(biāo)準(zhǔn)通信規(guī)約進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)采集子站為適應(yīng)管理要求能自動(dòng)或手動(dòng)采集裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)，自動(dòng)方式下的采集為適應(yīng)規(guī)約要求又分為主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。信息標(biāo)準(zhǔn)化子站內(nèi)裝置型號繁雜，同一信息序號的語義表述往往不盡相同，不便于管理。ys-3000子站實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)信息的建模和轉(zhuǎn)換功能。信息定制為適應(yīng)管理需要，子站可以設(shè)定信息上送策略，并按上送策略將信息發(fā)往不同的主站。自檢子站定時(shí)自動(dòng)檢測自身硬件及與裝置的通訊鏈路。時(shí)鐘同步子站接收gps輸出的時(shí)鐘報(bào)文，對廠站內(nèi)接入的智能化裝置授時(shí)。告警提示子站對廠站

7、內(nèi)裝置的自檢錯(cuò)誤和動(dòng)作行為給出告警提示，并使圖形化界面上裝置示意圖相應(yīng)的裝置閃爍，還可通過開關(guān)量控制單元控制聲光電信號開關(guān)的開合，起到告警提示作用。存儲(chǔ)管理子站不間斷的運(yùn)行，會(huì)采集大量的信息，為便于對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存檔，系統(tǒng)采用了商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)ibm db2，用以存儲(chǔ)管理所采集到的各類數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)采集的數(shù)據(jù)接近子站的存儲(chǔ)容量時(shí)會(huì)給出告警提示，或按子站設(shè)定的存儲(chǔ)策略進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)或刪除。多主站發(fā)送為適應(yīng)管理需要，子站采集的數(shù)據(jù)可以發(fā)往不同的主站及本地監(jiān)控。信息過濾子站可以屏蔽無用的裝置采集數(shù)據(jù)。如檢修裝置的測試數(shù)據(jù)等。用戶登錄管理子站對登錄到系統(tǒng)的用戶按wi

8、ndows的用戶管理模式進(jìn)行嚴(yán)格的管理。信息查詢及報(bào)表子站提供了對繼電保護(hù)和故障錄波裝置的信息查詢及報(bào)表管理功能，子站所能采集的信息均可通過查詢方式得到，查詢的結(jié)果可以報(bào)表的形式顯示或打印輸出。操作跟蹤子站的運(yùn)行不能影響繼電保護(hù)和故障錄波裝置的原有功能和運(yùn)行的獨(dú)立性，為確保系統(tǒng)所采集數(shù)據(jù)的正確性，防止誤改、誤刪等操作，需對登錄到系統(tǒng)的用戶及其行為進(jìn)行嚴(yán)格的跟蹤管理，即：將所有操作軌跡產(chǎn)生系統(tǒng)日志，便于事后檢索跟蹤,以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。圖形生成子站提供了簡單易用的圖形編輯工具，快速編輯生成以電氣主接線圖為操作背景的操作畫面。波形分析子站集成了錄波數(shù)據(jù)的波形顯示及分析工具。3.3主站架構(gòu)及功

9、能3.3.1主站架構(gòu)3.3.2主站功能圖形化監(jiān)控主畫面為區(qū)域地圖疊加電網(wǎng)走線示意，并標(biāo)識(shí)具體的廠站。雙擊廠站示意可彈出具體的廠站電氣主接線圖，包含母線、變壓器、線路及開關(guān)。在一次設(shè)備旁標(biāo)注微機(jī)裝置圖標(biāo)和名稱，選擇微機(jī)裝置圖標(biāo)擊鍵后后彈出菜單，菜單包括可對該裝置和其在數(shù)據(jù)庫的信息操作的各種命令。告警提示當(dāng)接收到子站上傳的自檢或事件信息時(shí)，顯示上傳信息的文字描述，并自動(dòng)推出相應(yīng)的子站畫面，持續(xù)發(fā)告警音提示（持續(xù)時(shí)間可以調(diào)整），并保持相關(guān)設(shè)備圖標(biāo)閃爍，直至用戶響應(yīng)。根據(jù)需要，告警的文字信息還可以通過gsm的短消息服務(wù)發(fā)往指定的手機(jī)。完善的分析手段提供了較完善的故障數(shù)據(jù)分析手段，具體有諧波分析、矢量分

10、析、阻抗分析等功能，故障數(shù)據(jù)的圖行化分析形象直觀，方便使用。數(shù)據(jù)庫管理信息管理系統(tǒng)不間斷的運(yùn)行，會(huì)采集大量的信息，為便于對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和存檔，系統(tǒng)采用了關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)db2，用以存儲(chǔ)管理系統(tǒng)所采集到的各類數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)容量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)接近系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量時(shí)會(huì)給出告警提示，或按系統(tǒng)設(shè)定的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)儲(chǔ)或刪除。用戶權(quán)限管理遵循windows的用戶權(quán)限設(shè)置模式對ys-3000的登錄用戶進(jìn)行相關(guān)設(shè)置和相應(yīng)的管理。信息查詢及報(bào)表對繼電保護(hù)和故障錄波裝置的信息不但在主站本地?cái)?shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)，還可遠(yuǎn)程查詢子站數(shù)據(jù)庫中的信息，查詢的結(jié)果可以報(bào)表的形式顯示或打印輸出。遠(yuǎn)程操作

11、遠(yuǎn)程執(zhí)行所轄子站內(nèi)所有能對接入裝置的就地操作功能。故障測距利用雙端信息對故障進(jìn)行定位，提供兩種以上的測距算法，以保證測距的精度。定制管理功能可以按照管理模式定制相應(yīng)的設(shè)備臺(tái)帳及相應(yīng)的報(bào)表統(tǒng)計(jì)功能。繼電器特性分析可根據(jù)預(yù)先設(shè)定的各種繼電器動(dòng)作特性，用故障時(shí)的模擬量對繼電保護(hù)安裝處的繼電器進(jìn)行動(dòng)作推演分析，可以根據(jù)繼電器的特性和整定值，畫出繼電器的動(dòng)作特性，如阻抗動(dòng)作軌跡等，同時(shí)留有增加新的阻抗算法的接口。專家系統(tǒng)對保護(hù)的動(dòng)作情況可根據(jù)不同的知識(shí)庫系統(tǒng)，結(jié)合繼電保護(hù)和故障錄波裝置的錄波數(shù)據(jù)對保護(hù)的動(dòng)作行為進(jìn)行推理演算分析，并對繼電保護(hù)和故障錄波裝置的特性給出相應(yīng)的評價(jià)。3.4通信子系統(tǒng)功能為了讓電

12、網(wǎng)發(fā)生故障后所產(chǎn)生的信息能夠快速傳輸?shù)街髡?，通信子系統(tǒng)具備以下一些策略上的功能。斷點(diǎn)續(xù)傳當(dāng)召喚錄波數(shù)據(jù)時(shí)，若傳輸過程中斷后恢復(fù)傳輸，則錄波數(shù)據(jù)傳輸可從斷點(diǎn)處繼續(xù)，節(jié)省傳輸時(shí)間，提高工作效率，解決網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定情況下帶來的重復(fù)傳輸問題。緊急發(fā)送電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)子站所采集的數(shù)據(jù)量非常龐大，為能在第一時(shí)間迅速將運(yùn)行人員所關(guān)心的主要信息傳輸?shù)街髡荆诱緯?huì)優(yōu)先緊急上送裝置的事件和動(dòng)作報(bào)告，再傳送故障錄波數(shù)據(jù)?？煽總鬏斣谧诱旧蟼鞅仨毸瓦_(dá)主站的信息期間，當(dāng)通訊發(fā)生中斷并恢復(fù)正常通信后繼續(xù)將未能上傳的數(shù)據(jù)上傳到主站，可靠傳輸必須上傳的數(shù)據(jù)。規(guī)約兼容iec60870-5-103規(guī)約應(yīng)用于主子站通信具有諸多限制，新一代

13、開放式規(guī)約iec61850還沒有正式頒布實(shí)施，通信子系統(tǒng)在兼容通信規(guī)約上進(jìn)行了開放式設(shè)計(jì)，可以兼容不同的主子站通信規(guī)約。通信自檢通信子系統(tǒng)自動(dòng)檢測主子站之間的通信鏈路狀況，在通訊中斷的情況下會(huì)嘗試再次連通。報(bào)文監(jiān)視方便的主子站之間的報(bào)文傳輸顯示監(jiān)視，直觀實(shí)時(shí)地監(jiān)視主子之間的通訊鏈路狀況。四、ys-3000調(diào)度端實(shí)施方案及配置41高端配置42經(jīng)典配置43簡約配置五、web發(fā)布為適應(yīng)電力部門的網(wǎng)絡(luò)化辦公需要，便于電力調(diào)度部門領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)管理人員能了解整個(gè)電網(wǎng)及廠站端裝置的運(yùn)行情況，ys-3000主站提供了裝置運(yùn)行信息的web發(fā)布功能，相關(guān)管理人員可以通過瀏覽器上網(wǎng)查詢閱讀ys-3000發(fā)布的信息。六

14、、ys-3000的特點(diǎn)6.1可接入保護(hù)種類全、設(shè)備接入率高已完成接入的保護(hù)種類達(dá)170多種，涵蓋了國內(nèi)目前的所有微機(jī)保護(hù)、國外的大部分保護(hù)以及目前所有錄波器廠家的錄波裝置，在我公司開通的子站中，保護(hù)的正確接入率是100%(保護(hù)通訊正常)。6.2采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備規(guī)約轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)框架及接口，將每種保護(hù)的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊單獨(dú)封裝成標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(dll)，因此對于未來新型的微機(jī)保護(hù)，在規(guī)約齊備的條件下，開發(fā)周期一般為4天。6.3接入保護(hù)數(shù)量不受限制與每套保護(hù)的通訊采用獨(dú)立線程，并采用多種通訊方式，如：串口點(diǎn)對點(diǎn)，rs485/rs422總線，lan網(wǎng)，lonworks總線及管理機(jī)等，保

15、護(hù)的接入數(shù)量不受限制。6.4開通簡單、擴(kuò)容方便由于每套保護(hù)的接入只需在子站軟件的配置界面中設(shè)定使用的規(guī)約轉(zhuǎn)換dll，及保護(hù)裝置的通訊參數(shù)，使接入非常簡單，擴(kuò)容也非常方便。6.5靈活的信息定制靈活的信息定制使對網(wǎng)調(diào)、中調(diào)、地調(diào)等主站或分站可以根據(jù)需要定制發(fā)送某幾種保護(hù)或保護(hù)的某幾種信息。6.6開放的主子站通信模塊主子站通信采用模塊化設(shè)計(jì)，可以兼容多種主子站通信規(guī)約，諸如華中103、華北103、華東103、標(biāo)準(zhǔn)103、江蘇103，對每種通信規(guī)約設(shè)計(jì)成動(dòng)態(tài)鏈接庫dll，可以在通信主模塊中配置多種主子站通信規(guī)約，從而可以支持不同通信規(guī)約的子站接入主站。6.7波形文件的報(bào)文傳輸為適應(yīng)國家電網(wǎng)公司對電網(wǎng)信

16、息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)安全要求,利用專用端口利用規(guī)約報(bào)文傳輸波形文件,杜絕了網(wǎng)上的非法侵入。6.8波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)ys-3000系統(tǒng)的波形數(shù)據(jù)是存于數(shù)據(jù)庫中,為便于攜帶波形數(shù)據(jù)用于匯報(bào)、討論、研究，系統(tǒng)提供了便捷的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲(chǔ)功能，將數(shù)據(jù)庫中的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的comtrade格式文件。 ys3000a系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)ys-3000的特點(diǎn)1.可接入保護(hù)種類全、設(shè)備接入率高已完成接入的保護(hù)種類達(dá)170多種，涵蓋了國內(nèi)目前的所有微機(jī)保護(hù)、國外的大部分保護(hù)以及目前所有錄波器廠家的錄波裝置，在我公司開通的子站中，保護(hù)的正確接入率是100%(保護(hù)通訊正常)。2.采用模塊化結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)備規(guī)約轉(zhuǎn)換的標(biāo)準(zhǔn)框架及接口

17、，將每種保護(hù)的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊單獨(dú)封裝成標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)鏈接庫(dll)，因此對于未來新型的微機(jī)保護(hù)，在規(guī)約齊備的條件下，開發(fā)周期一般為4天。3.接入保護(hù)數(shù)量不受限制與每套保護(hù)的通訊采用獨(dú)立線程，并采用多種通訊方式，如：串口點(diǎn)對點(diǎn)，rs485/rs422總線，lan網(wǎng)，lonworks總線及管理機(jī)等，保護(hù)的接入數(shù)量不受限制。4.開通簡單、擴(kuò)容方便由于每套保護(hù)的接入只需在子站軟件的配置界面中設(shè)定使用的規(guī)約轉(zhuǎn)換dll，及保護(hù)裝置的通訊參數(shù)，使接入非常簡單，擴(kuò)容也非常方便。5.靈活的信息定制靈活的信息定制使對網(wǎng)調(diào)、中調(diào)、地調(diào)等主站或分站可以根據(jù)需要定制發(fā)送某幾種保護(hù)或保護(hù)的某幾種信息。6.開放的主子站通信模塊主子站通信采用模塊化設(shè)