CN112615436A - 一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法，包括运维管理模块，其包括数据采集模块、信息处理和分析模块、显示模块和预警模块；所述数据采集模块，用于获取变电站综自装置的设备参数；所述信息处理和分析模块，用于根据所述设备参数进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；所述显示模块，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。该系统可以直接从变电站综自装置获取原始数据进行实时监测，并通过数据处理进行健康诊断，提早发出告警信号，有助于变电站综自装置的健康诊断及监视。

Description

一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法

技术领域

本发明涉及变电站技术领域，特别涉及一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法。

背景技术

目前大部分变电站保护自动化装置缺少电源模块监视功能。随着状态检修的进行，对设备的检修并未全覆盖，对电源模块的老化容易忽略。在对电源模块故障预测及处理上一直使用最原始的办法，收到装置异常信息再由专业人员到站处理，处缺工作被动，没有预见性存在突发且应急处缺耗时较长。

目前保护及自动化设备不具备自身装置的温度监视功能，而夏季高温时往往导致保护或自动化装置电源板损毁，造成保护装置异常至电网设备失去保护和监控。需要对保护及自动化装置自身实际温度进行实时监视，提早发出告警信号。

相关专业人员在对变电站进行巡视时，需进行定值整定核对工作，传统的整定核对工作易因环境、人员及设备等因素造成误整定、误操作的结果，给电网的运行带来隐患。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种变电站综自装置健康诊断及监视系统和方法。该系统可以直接从变电站综自装置获取原始数据进行实时监测，并通过数据处理进行健康诊断，提早发出告警信号，有助于变电站综自装置的健康诊断及监视。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，包括：并联设置在变电站站控层网络与过程层网络之间的运维管理模块；所述运维管理模块包括数据采集模块、信息处理和分析模块、显示模块和预警模块；

所述数据采集模块，与保护装置、测控装置、安全自动装置及其他二次设备连接，用于获取变电站综自装置的设备参数；

所述信息处理和分析模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述设备参数进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

所述显示模块，与所述信息处理和分析模块连接，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

作为本发明的进一步改进，所述信息处理和分析模块包括：

可视化模块，用于接收设备各种信息并生成原始数据的在线监视可视化信息、二次数据的状态监视预警可视化信息；

监视预警模块，用于实时采集设备数据和查询历史数据，根据同期历史数据比对、变化趋势、突变监测进行故障预警；

异常定位模块，用于根据故障预警信息，进行故障设备定位和给出处理建议。

作为本发明的进一步改进，监视预警模块包括：

电源老化预警模块，用于通过对装置或自动化设备电源的输出进行采样，获取设备电源的运行情况；并根据设置阈值在装置电源异常发出告警信号时；

温度自监控模块，用于通过对装置或自动化设备的温度进行采样，对设备的运行温度是否正常进行温度告警；

站内监控后台定值反馈模块，用于采用定值搜集调阅变电站综自装置后台服务器数据，服务器通过网线对保护装置进行采样，以查看保护装置中的实时定值信息。

作为本发明的进一步改进，所述电源老化预警模块具体用于监测保护装置输出电压，根据电压正常范围与电压异常范围，当装置处于在电压异常范围内发送告警信号；将实时电压与告警信号通过保护装置组网上传至后台，或上传至集中器，再由集中器上送后台。

作为本发明的进一步改进，所述温度自监控模块具体用于利用温度传感器，实时监测柜内温度；并对柜内温度判别：当装置处于温度异常范围时发送告警信号；并当测柜内温度异常时，在主站与后台新增点位，由后台将实时温度与信号上送主站。

作为本发明的进一步改进，所述站内监控后台定值反馈模块包括：

定值调阅平台采集系统模块，用于实时调阅查询站内定值数据；

定值调阅平台发送系统模块，用于将实时调阅查询站内定值数据发送至显示模块，使站内定值能够进行修改、固化操作；

定值调阅平台数据库模块，用于存储变电站内大量定值数据，运维人员能在后台上直接核对定值。

作为本发明的进一步改进，所述显示模块包括：

监视预警信息显示模块，用于对测量信息、实时监视信息、状态监视总览画面、运行工况、通信状态及健康状况进行显示；

台账信息显示模块，用于在单台装置的状态监视界面上显示设备台账信息；

人机交互模块，用于运维人员与机器的可视化交互。

作为本发明的进一步改进，所述原始数据基于SCD文件以直观的方式将变电站保护装置的运行状况进行反馈；所述二次数据以饼图、棒图、曲线或仪表盘进行可视化展示。

一种变电站综自装置健康诊断及监视方法，包括以下步骤：

获取变电站综自装置的设备参数；

根据所述设备参数进行通过信息处理和分析，进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

根据通过信息处理和分析结果对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

该系统联通过在变电站站控层网络与过程层网络之间设置运维管理模块；可以直接从变电站综自装置获取原始数据进行实时监测，依次经过数据采集模块获取变电站综自装置的设备参数，并通过信息处理和分析模块对数据处理进行健康诊断，提早发出告警信号，显示模块和预警模块对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。有助于变电站综自装置的健康诊断及监视。为智能变电站二次系统的日常运维、异常处理、检修安措及电网事故智能分析提供技术手段和辅助决策依据。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是智能变电站运维运维管理模块逻辑结构框图。

图2是运维管理模块结构框图。

图3是信息处理与分析模块结构框图。

图4是监视预警模块结构框图。

图5是站内监控后台定值反馈模块结构框图。

图6是显示模块结构框图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和技术方案更加清晰和便于理解。以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步的详细说明，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并非用于限定本发明。

下面将结合附图及具体的实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的范围。

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所示，本发明一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，包括：并联设置在变电站站控层网络与过程层网络之间的运维管理模块；具体的，如图2所示，运维管理模块包括依次连接的数据采集模块、信息处理和分析模块、显示模块和预警模块；

所述数据采集模块，与保护装置、测控装置、安全自动装置及其他二次设备连接，用于获取变电站综自装置的设备参数；

所述信息处理和分析模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述设备参数进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

所述显示模块，与所述信息处理和分析模块连接，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

运维管理模块实现变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视、二次检修辅助安措等功能。信息采集范围涵盖保护装置、测控装置、安全自动装置等。系统基于SCD文件以直观的方式将智能变电站保护控制系统的运行状况反映给变电站运检人员和调控机构继电保护专业人员，为智能变电站二次系统的日常运维、异常处理、检修安措及电网事故智能分析提供技术手段和辅助决策依据。

运维管理模块的功能逻辑结构如图1所示。

二次设备状态在线监视运维管理模块为运维人员提供灵活方便的人机交互手段，实现对测量信息、设备状态信息的实时监视；具备全站二次设备状态监视总览画面，监视全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况，并能实现二次设备状态监视预警。

如图3所示，所述信息处理和分析模块包括：

可视化模块，用于接收设备各种信息并生成原始数据的在线监视可视化信息、二次数据的状态监视预警可视化信息；其与数据采集模块连接，获取原始数据，并进行处理获得二次数据，以在显示模块上进行显示。

监视预警模块，用于实时采集设备数据和查询历史数据，根据同期历史数据比对、变化趋势、突变监测进行故障预警；其与数据采集模块连接，用于分析故障预警。

异常定位模块，用于根据故障预警信息，进行故障设备定位和给出处理建议，其与监视预警模块连接，获取故障预警信息并进行显示，以及根据数据采集模块进行故障设备定位。

监视预警具备装置温度、装置电源电压、历史数据查询功能，根据同期数据比对、变化趋势、突变监测进行故障预警，预警值现场设定；监视预警的异常定位应到装置级、回路级。异常定位根据装置异常告警等信息，进行装置故障定位；对于装置故障或异常宜给出处理建议。

如图4所示，监视预警模块包括：

电源老化预警模块，用于通过对装置或自动化设备电源的输出进行采样，获取设备电源的运行情况；并根据设置阈值在装置电源异常发出告警信号时；

温度自监控模块，用于通过对装置或自动化设备的温度进行采样，对设备的运行温度是否正常进行温度告警；

站内监控后台定值反馈模块，用于采用定值搜集调阅变电站综自装置后台服务器数据，服务器通过网线对保护装置进行采样，以查看保护装置中的实时定值信息。

所述电源老化预警模块具体用于监测保护装置输出电压，根据电压正常范围与电压异常范围，当装置处于在电压异常范围内发送告警信号；将实时电压与告警信号通过保护装置组网上传至后台，或上传至集中器，再由集中器上送后台。

所述温度自监控模块具体用于利用温度传感器，实时监测柜内温度；并对柜内温度判别：当装置处于温度异常范围时发送告警信号；并当测柜内温度异常时，在主站与后台新增点位，由后台将实时温度与信号上送主站。

主要的几个检测功能如下：

(1)电源老化预警功能：通过对装置或自动化设备电源的输出进行采样，获取设备电源的运行情况。设置一组阈值，当电源的输出采样值不在此组阈值范围内时，可认为此电源存在异常，对主站和后台上传设备电源告警信号。在装置电源异常发出告警信号时，同时发出异常设备的相关信息，包括设备电源的型号、电源所属的厂家等信息。

(2)温度自监控功能：通过对装置或自动化设备的温度进行采样，可得知设备的运行温度是否正常。温度达到阈值时，保护装置对后台和主站发出温度告警信号，运行值班人员或专业班组能够及时发现装置发热的问题。收集出各类装置在运行过程中散热量的变化，从而可以统计出各个厂家的装置在运行中不同的性能，进而可以设置厂家黑白名单，在下一次招投标时对厂家进行筛选。

(3)站内监控后台定值反馈功能：采用定值搜集调阅平台系统，具备定值召唤、定值修改、定值固化、定值切换功能，后台服务器通过网线对保护装置进行采样。定值召唤，即可以查看保护装置中的实时定值信息，包括电流定值、时限定值、软压板定值等。定值修改，即可以对保护装置中的定值进行修改。定值固化，即定值保存。定值切换，即能够对定值区进行切换。

本发明具体具备如下功能：

1)电源监测功能：

a.监测保护装置输出电压的电源监测模块

b.内部可设置电压正常范围与电压异常范围，当装置处于在电压异常范围内发送告警信号；

c.实时电压与告警信号可通过保护装置组网上传至后台，或通过无线技术，上传至集中器，再由集中器上送后台。

其中，电源监测模块的实时性与准确性，会直接影响总目标中对于保护装置预防老化功能。

2)温度监测功能：

a.利用温度传感器，可实时监测柜内温度。

b.温度判别功能，温度传感器将实时温度传送到判别模块，模块中可设置温度正常范围与温度异常范围。当装置处于温度异常范围时发送告警信号。主站与后台新增点位，可由后台将实时温度与信号上送主站。

其中，温度监测模块实时性与准确性，与电源监测处于互补状态。柜内也可能会会导致柜内温度异常，加速装置老化。同时温度过高或过低，也会对装置正常稳定运行产生严重挑战。

电源监测模块的实时性与准确性，会直接影响总目标中对于保护装置预防老化功能。温度监测模块实时性与准确性，与电源监测处于互补状态。柜内也可能会会导致柜内温度异常，加速装置老化。同时温度过高或过低，也会对装置正常稳定运行产生严重挑战。

如图5所示，所述站内监控后台定值反馈模块包括：

定值调阅平台采集系统模块，用于实时调阅查询站内定值数据；

定值调阅平台发送系统模块，用于将实时调阅查询站内定值数据发送至显示模块，使站内定值能够进行修改、固化操作；

定值调阅平台数据库模块，用于存储变电站内大量定值数据，运维人员能在后台上直接核对定值。

3)站内后台定值调阅功能：

a.定值调阅平台采集系统模块，可实时调阅查询站内定值数据，对站内定值进行修改、固化操作。

b.定值调阅平台数据库系统，能够容纳变电站内大量定值数据。

具体包括：

定值调阅平台采集系统，直接导致项目目标中定值搜集，召唤，功能。

定值调阅平台发送系统模块，关系着站内定值进行修改、固化操作。

定值调阅平台数据库系统，能够容纳变电站内大量定值数据，运维人员可在后台上直接核对定值。

其中，定值调阅平台采集系统，直接导致项目目标中定值搜集，召唤，功能。定值调阅平台发送系统模块，关系着站内定值进行修改、固化操作。定值调阅平台数据库系统，能够容纳变电站内大量定值数据，运维人员可在后台上直接核对定值。

如图6所示，所述显示模块包括：

监视预警信息显示模块，用于对测量信息、实时监视信息、状态监视总览画面、运行工况、通信状态及健康状况进行显示；

台账信息显示模块，用于在单台装置的状态监视界面上显示设备台账信息；

人机交互模块，用于运维人员与机器的可视化交互。

优选地，所述原始数据基于SCD文件以直观的方式将变电站保护装置的运行状况进行反馈；所述二次数据以饼图、棒图、曲线或仪表盘等进行可视化展示。

在单台装置的状态监视界面上显示装置名称、生产厂家、装置版本等设备台账信息；接收装置保护动作、告警信息、状态变位、监测信息、定值状态、运行工况等各种信息并可视化在线监视；通过饼图、棒图、曲线、仪表盘等多种可视化手段，实现二次设备状态监视预警的可视化展示。

本发明还提供一种变电站综自装置健康诊断及监视方法，包括以下步骤：

获取变电站综自装置的设备参数；

根据所述设备参数进行通过信息处理和分析，进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

根据通过信息处理和分析结果对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

上述实施例中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在上述计算机可读取的存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在存储介质中，包括若干指令用以使得一台或多台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的客户端，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，包括：并联设置在变电站站控层网络与过程层网络之间的运维管理模块；所述运维管理模块包括数据采集模块、信息处理和分析模块、显示模块和预警模块；

所述数据采集模块，与保护装置、测控装置、安全自动装置及其他二次设备连接，用于获取变电站综自装置的设备参数；

所述信息处理和分析模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述设备参数进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

所述显示模块，与所述信息处理和分析模块连接，用于对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

2.根据权利要求1所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述信息处理和分析模块包括：

可视化模块，用于接收设备各种信息并生成原始数据的在线监视可视化信息、二次数据的状态监视预警可视化信息；

监视预警模块，用于实时采集设备数据和查询历史数据，根据同期历史数据比对、变化趋势、突变监测进行故障预警；

异常定位模块，用于根据故障预警信息，进行故障设备定位和给出处理建议。

3.根据权利要求2所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，监视预警模块包括：

电源老化预警模块，用于通过对装置或自动化设备电源的输出进行采样，获取设备电源的运行情况；并根据设置阈值在装置电源异常发出告警信号时；

温度自监控模块，用于通过对装置或自动化设备的温度进行采样，对设备的运行温度是否正常进行温度告警；

站内监控后台定值反馈模块，用于采用定值搜集调阅变电站综自装置后台服务器数据，服务器通过网线对保护装置进行采样，以查看保护装置中的实时定值信息。

4.根据权利要求3所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述电源老化预警模块具体用于监测保护装置输出电压，根据电压正常范围与电压异常范围，当装置处于在电压异常范围内发送告警信号；将实时电压与告警信号通过保护装置组网上传至后台，或上传至集中器，再由集中器上送后台。

5.根据权利要求3所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述温度自监控模块具体用于利用温度传感器，实时监测柜内温度；并对柜内温度判别：当装置处于温度异常范围时发送告警信号；并当测柜内温度异常时，在主站与后台新增点位，由后台将实时温度与信号上送主站。

6.根据权利要求3所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述站内监控后台定值反馈模块包括：

定值调阅平台采集系统模块，用于实时调阅查询站内定值数据；

定值调阅平台发送系统模块，用于将实时调阅查询站内定值数据发送至显示模块，使站内定值能够进行修改、固化操作；

定值调阅平台数据库模块，用于存储变电站内大量定值数据，运维人员能在后台上直接核对定值。

7.根据权利要求1所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述显示模块包括：

监视预警信息显示模块，用于对测量信息、实时监视信息、状态监视总览画面、运行工况、通信状态及健康状况进行显示；

台账信息显示模块，用于在单台装置的状态监视界面上显示设备台账信息；

人机交互模块，用于运维人员与机器的可视化交互。

8.根据权利要求6所述的一种变电站综自装置健康诊断及监视系统，其特征在于，所述原始数据基于SCD文件以直观的方式将变电站保护装置的运行状况进行反馈；所述二次数据以饼图、棒图、曲线或仪表盘进行可视化展示。

9.一种变电站综自装置健康诊断及监视方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取变电站综自装置的设备参数；

根据所述设备参数进行通过信息处理和分析，进行变电站配置文件管控、二次设备状态在线监视及二次检修辅助安措；

根据通过信息处理和分析结果对测量信息、设备状态信息的实时监视显示；对全站二次设备状态监视总览画面，监视显示全站二次设备的运行工况、通信状态、健康状况。

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