YS3000電力故障信息處理系統(tǒng)技術說明

1、ys-3000電力故障信息處理系統(tǒng)技術說明 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)，是我公司獨立擁有自主知識產(chǎn)權的高科技產(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)構建而成，各分布子站能采集廠站內(nèi)繼電保護和故障錄波裝置的運行數(shù)據(jù)，并能按數(shù)據(jù)訂購策略遠傳至調(diào)度端進行集中分析處理，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,以及為適應管理模式而定制的對繼電保護和故障錄波裝置的運行管理能力，綜合分析線路故障時的裝置上送

2、數(shù)據(jù)能迅速對故障點進行定位，為裝置異常和事故處理的快速響應提供了強有力的科學依據(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)定投入運行，為各地區(qū)的繼電保護管理和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行發(fā)揮著巨大的作用。1.2適應對象1.2.1主站適應對象ys-3000主站可以適應國調(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子站適應對象ys-3000子站可以適應500kv、220kv、110kv等級的發(fā)電廠、變電站。1.2.3通信子系統(tǒng)適應對象ys-3000通信子系統(tǒng)可以適應目前國內(nèi)所有不同規(guī)模的主、子站通信要求?？梢詳U展兼容不同的主、子站通信規(guī)約。二、ys-3000

3、主要技術指標2.1 系統(tǒng)實時響應指標畫面整幅調(diào)用響應時間2秒畫面實時數(shù)據(jù)刷新周期110秒，可調(diào)事故變位報警反應時間1秒全部故障信息采集時間12秒事故采集裝置soe分辨率2毫秒與gps標準時間的誤差1毫秒2.2 可靠性指標系統(tǒng)可用率99.9%系統(tǒng)平均故障間隔時間（mtbf） 35000小時 主站畫面分辨率128010242.3 cpu負荷率正常狀況(任意5分鐘) 10%事故狀況(任意10秒) 50%2.4 子站信息上傳指標保護動作總報告及故障錄波簡報 (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架構及功能說明3.1 ys-3000架構電網(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子站，為適應管理和應用的需要，在設計主子站系統(tǒng)的網(wǎng)絡架構時必須適應這一實際需求，圖中所示的ys-3000主子站網(wǎng)絡架構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子站架構及功能3.2.1子站架構子站強

5、調(diào)的是對廠站內(nèi)的繼電保護和故障錄波裝置的接入能力以及子站本身的穩(wěn)定運行能力，接入能力是指廠站端的管理機不但能夠接入不同時期、不同廠家、不同型號、不同通信接口及規(guī)約的繼電保護和故障錄波裝置，而且能夠準確無誤地采集這些裝置在運行狀態(tài)下產(chǎn)生的各種瞬態(tài)數(shù)據(jù)。因此，子站應能提供多種通訊方式以適應子站同繼電保護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)的繼電保護和故障錄波及其它自動裝置，并且能夠準確無誤地采集這些裝置在運行狀態(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)進行整理就地存儲并發(fā)往主站，供調(diào)度中心進行分析處理。裝置接入ys-3000子站適應多種通信方式及通信規(guī)約接入

6、廠站內(nèi)不同的繼電保護和故障錄波以及其它自動裝置。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)解釋存儲并能按標準通信規(guī)約進行轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)采集子站為適應管理要求能自動或手動采集裝置的運行數(shù)據(jù)，自動方式下的采集為適應規(guī)約要求又分為主動和被動兩種方式。信息標準化子站內(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子站實現(xiàn)了標準信息的建模和轉(zhuǎn)換功能。信息定制為適應管理需要，子站可以設定信息上送策略，并按上送策略將信息發(fā)往不同的主站。自檢子站定時自動檢測自身硬件及與裝置的通訊鏈路。時鐘同步子站接收gps輸出的時鐘報文，對廠站內(nèi)接入的智能化裝置授時。告警提示子站對廠站

7、內(nèi)裝置的自檢錯誤和動作行為給出告警提示，并使圖形化界面上裝置示意圖相應的裝置閃爍，還可通過開關量控制單元控制聲光電信號開關的開合，起到告警提示作用。存儲管理子站不間斷的運行，會采集大量的信息，為便于對采集的數(shù)據(jù)進行處理和存檔，系統(tǒng)采用了商用關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)ibm db2，用以存儲管理所采集到的各類數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)的存儲容量進行實時監(jiān)測，當采集的數(shù)據(jù)接近子站的存儲容量時會給出告警提示，或按子站設定的存儲策略進行轉(zhuǎn)儲或刪除。多主站發(fā)送為適應管理需要，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的用戶管理模式進行嚴格的管理。信息查詢及報表子站提供了對繼電保護和故障錄波裝置的信息查詢及報表管理功能，子站所能采集的信息均可通過查詢方式得到，查詢的結果可以報表的形式顯示或打印輸出。操作跟蹤子站的運行不能影響繼電保護和故障錄波裝置的原有功能和運行的獨立性，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)的用戶及其行為進行嚴格的跟蹤管理，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主站架構及功

9、能3.3.1主站架構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，并標識具體的廠站。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。在一次設備旁標注微機裝置圖標和名稱，選擇微機裝置圖標擊鍵后后彈出菜單，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。告警提示當接收到子站上傳的自檢或事件信息時，顯示上傳信息的文字描述，并自動推出相應的子站畫面，持續(xù)發(fā)告警音提示（持續(xù)時間可以調(diào)整），并保持相關設備圖標閃爍，直至用戶響應。根據(jù)需要，告警的文字信息還可以通過gsm的短消息服務發(fā)往指定的手機。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)不間斷的運行，會采集大量的信息，為便于對采集的數(shù)據(jù)進行處理和存檔，系統(tǒng)采用了關系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)db2，用以存儲管理系統(tǒng)所采集到的各類數(shù)據(jù)，系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的存儲容量進行實時監(jiān)測，當系統(tǒng)的采集數(shù)據(jù)接近系統(tǒng)的存儲容量時會給出告警提示，或按系統(tǒng)設定的方法進行轉(zhuǎn)儲或刪除。用戶權限管理遵循windows的用戶權限設置模式對ys-3000的登錄用戶進行相關設置和相應的管理。信息查詢及報表對繼電保護和故障錄波裝置的信息不但在主站本地數(shù)據(jù)庫進行查詢統(tǒng)計，還可遠程查詢子站數(shù)據(jù)庫中的信息，查詢的結果可以報表的形式顯示或打印輸出。遠程操作

11、遠程執(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的設備臺帳及相應的報表統(tǒng)計功能。繼電器特性分析可根據(jù)預先設定的各種繼電器動作特性，用故障時的模擬量對繼電保護安裝處的繼電器進行動作推演分析，可以根據(jù)繼電器的特性和整定值，畫出繼電器的動作特性，如阻抗動作軌跡等，同時留有增加新的阻抗算法的接口。專家系統(tǒng)對保護的動作情況可根據(jù)不同的知識庫系統(tǒng)，結合繼電保護和故障錄波裝置的錄波數(shù)據(jù)對保護的動作行為進行推理演算分析，并對繼電保護和故障錄波裝置的特性給出相應的評價。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。斷點續(xù)傳當召喚錄波數(shù)據(jù)時，若傳輸過程中斷后恢復傳輸，則錄波數(shù)據(jù)傳輸可從斷點處繼續(xù)，節(jié)省傳輸時間，提高工作效率，解決網(wǎng)絡不穩(wěn)定情況下帶來的重復傳輸問題。緊急發(fā)送電網(wǎng)發(fā)生故障時子站所采集的數(shù)據(jù)量非常龐大，為能在第一時間迅速將運行人員所關心的主要信息傳輸?shù)街髡?，子站會?yōu)先緊急上送裝置的事件和動作報告，再傳送故障錄波數(shù)據(jù)。可靠傳輸在子站上傳必須送達主站的信息期間，當通訊發(fā)生中斷并恢復正常通信后繼續(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還沒有正式頒布實施，通信子系統(tǒng)在兼容通信規(guī)約上進行了開放式設計，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)自動檢測主子站之間的通信鏈路狀況，在通訊中斷的情況下會嘗試再次連通。報文監(jiān)視方便的主子站之間的報文傳輸顯示監(jiān)視，直觀實時地監(jiān)視主子之間的通訊鏈路狀況。四、ys-3000調(diào)度端實施方案及配置41高端配置42經(jīng)典配置43簡約配置五、web發(fā)布為適應電力部門的網(wǎng)絡化辦公需要，便于電力調(diào)度部門領導及相關管理人員能了解整個電網(wǎng)及廠站端裝置的運行情況，ys-3000主站提供了裝置運行信息的web發(fā)布功能，相關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的特點待添加的隱藏文字內(nèi)容26.1可接入保護種類全、設備接入率高已完成接入的保護種類達170多種，涵蓋了國內(nèi)目前的所有微機保護、國外的大部分保護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，保護的正確接入率是100%(保護通訊正常)。6.2采用模塊化結構采用模塊化結構設計設備規(guī)約轉(zhuǎn)換的標準框架及接口，將每種保護的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊單獨封裝成標準的動態(tài)鏈接庫(dll)，因此對于未來新型的微機保護，在規(guī)約齊備的條件下，開發(fā)周期一般為4天。6.3接入保護數(shù)量不受限制與每套保護的通訊采用獨立線程，并采用多種通訊方式，如：串口點對點，rs485/rs422總線，lan網(wǎng)，lonwor

15、ks總線及管理機等，保護的接入數(shù)量不受限制。6.4開通簡單、擴容方便由于每套保護的接入只需在子站軟件的配置界面中設定使用的規(guī)約轉(zhuǎn)換dll，及保護裝置的通訊參數(shù)，使接入非常簡單，擴容也非常方便。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)送某幾種保護或保護的某幾種信息。6.6開放的主子站通信模塊主子站通信采用模塊化設計，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、標準103、江蘇103，對每種通信規(guī)約設計成動態(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波形文件的報文傳輸為適

16、應國家電網(wǎng)公司對電網(wǎng)信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡安全要求,利用專用端口利用規(guī)約報文傳輸波形文件,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、討論、研究，系統(tǒng)提供了便捷的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲功能，將數(shù)據(jù)庫中的波形數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標準的comtrade格式文件。 ys3000a系統(tǒng)的優(yōu)點ys-3000的特點1.可接入保護種類全、設備接入率高已完成接入的保護種類達170多種，涵蓋了國內(nèi)目前的所有微機保護、國外的大部分保護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，保護的正確接入率是100%(保護通訊正常)。2.采用模塊化結構采用模塊化結構設計設備規(guī)

17、約轉(zhuǎn)換的標準框架及接口，將每種保護的規(guī)約轉(zhuǎn)換模塊單獨封裝成標準的動態(tài)鏈接庫(dll)，因此對于未來新型的微機保護，在規(guī)約齊備的條件下，開發(fā)周期一般為4天。3.接入保護數(shù)量不受限制與每套保護的通訊采用獨立線程，并采用多種通訊方式，如：串口點對點，rs485/rs422總線，lan網(wǎng)，lonworks總線及管理機等，保護的接入數(shù)量不受限制。4.開通簡單、擴容方便由于每套保護的接入只需在子站軟件的配置界面中設定使用的規(guī)約轉(zhuǎn)換dll，及保護裝置的通訊參數(shù)，使接入非常簡單，擴容也非常方便。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)送某幾種保護或保護的某幾種信息。6.開放的主子站通信模塊主子站通信采用模塊化設