專利名稱：數(shù)字化故障錄波裝置自動建模的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種數(shù)字化變電站中故障錄波裝置技術(shù)領(lǐng)域的方法，具體是一種利用變電站配置描述信息實現(xiàn)數(shù)字化故障錄波裝置自動建模的方法。
背景技術(shù)：
在電網(wǎng)發(fā)生故障或大的擾動時，集中式故障錄波裝置和具有錄波功能的保護裝置 (以下統(tǒng)稱為故障錄波裝置)皆能夠準確記錄故障前后若干周波的錄波數(shù)據(jù)。與一般的事件(Event)信息相比，故障錄波數(shù)據(jù)具有很多突出的優(yōu)點，例如(1)可信度高。故障錄波器的采樣頻率一般能達到4kHz及以上，包括了更豐富的電網(wǎng)暫態(tài)信息，能真實反映電網(wǎng)故障前后的運行情況；( 容錯性好。由于故障錄波裝置可以在一段時間內(nèi)連續(xù)錄波，可充分利用錄波數(shù)據(jù)的連續(xù)性實現(xiàn)容錯性；C3)包括時序信息。故障錄波數(shù)據(jù)不但能在縱向反映局部電力系統(tǒng)的時間斷面信息，而且在橫向記錄了模擬量和開關(guān)量連續(xù)變化的時序信息，該時序信息可以揭示更多的故障信息。由于具有上述優(yōu)點，故障錄波裝置在電網(wǎng)中的應用已越來越普遍。在輸電線路發(fā)生故障或受到擾動時，需要盡快確定故障性質(zhì)、判斷故障位置，以便盡早恢復電力供應。為達到這些目的，需要由計算機系統(tǒng)對故障時產(chǎn)生的大量故障錄波數(shù)據(jù)進行自動分析。對故障錄波數(shù)據(jù)進行自動分析的基本前提是，故障錄波文件中不但應包括數(shù)據(jù)， 還需提供描述數(shù)據(jù)語義信息的模型。所謂數(shù)據(jù)語義，就是要求將模擬量、開關(guān)量通道與變電站一次設備或間隔建立關(guān)聯(lián)，或?qū)⑹录?如保護跳間)與裝置內(nèi)的模型建立關(guān)聯(lián)。這種關(guān)聯(lián)關(guān)系表征了故障錄波數(shù)據(jù)和電力系統(tǒng)一、二次設備的內(nèi)在關(guān)系，構(gòu)成了故障錄波的模型信息。但故障錄波數(shù)據(jù)的現(xiàn)有標準并不支持上述模型信息的定義與表達。故障錄波數(shù)據(jù)的現(xiàn)行標準是IEEE C37. 111-1999C0MTRADE (Communication networks and systems in substations，變電站通信網(wǎng)絡與系統(tǒng)，以下簡稱 COMTRADE) IEC 61850繼續(xù)接受COMTRADE作為故障錄波的存儲和交換標準。COMTRADE標準主要定義了兩類文件CFG配置文件用于記錄故障錄波裝置與通道的配置信息；DAT數(shù)據(jù)文件用于記錄擾動數(shù)據(jù)。其中，配置文件僅提供了關(guān)于模擬量和開關(guān)量的通道信息，而無法建立通道與一次系統(tǒng)以及裝置內(nèi)部模型的關(guān)聯(lián)關(guān)系。由于存在上述問題，使得現(xiàn)有COMTRADE標準只能滿足數(shù)據(jù)記錄和離線人工分析的需求，而難以滿足自動化的故障診斷和事故分析的需要。當需要實現(xiàn)自動化的故障分析功能，必需由人工方式針對每個工程、每臺故障錄波裝置，逐個配置錄波數(shù)據(jù)的模型信息。 由于模型信息是與具體工程相關(guān)的，所以在變電站漫長的運行維護周期內(nèi)，一旦工程配置發(fā)生變化，則需重新配置錄波數(shù)據(jù)的模型信息。由此耗費了大量人力，且難以保證模型信息的準確性和一致性。而模型信息的不正確，則會直接影響故障分析的準確性和快速性，從而延長電力供應恢復時間
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種數(shù)字化故障錄波裝置自動建模的方法，利用變電站配置描述信息(Substation Configuration Description，以下簡稱SCD) 和IED配置描述信息(IED Configuration Description，以下簡稱ICD)實現(xiàn)數(shù)字化故障錄波裝置自動建模，克服了 IEEE C0MTRADE標準中缺乏數(shù)據(jù)模型定義能力的不足，大量減少故障錄波裝置模型配置的工作量，提高模型信息的準確性和一致性，完成輸電線路自動化的、 快速的故障分析。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括裝置配置、工程配置、系統(tǒng)運行三個階段，其中1)裝置配置階段讀取故障錄波裝置的I⑶文件，分別建立模擬量通道與裝置模擬量虛端子之間的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA以及開關(guān)量通道與裝置開關(guān)量虛端子之間的開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID;然后將模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA和開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID存儲為裝置通道映射文件并存儲至故障錄波裝置中。所述的I⑶文件為符合IEC 61850-6標準的XML文件。該文件以邏輯節(jié)點 (Logical Node)形式描述了故障錄波裝置所具備的功能信息，以及裝置的虛端子信息。該文件可由任意符合IEC 61850-6標準的IED配置工具(IED Configuration Tool)所創(chuàng)建。所述的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA包括模擬量通道編號#AnCh、模擬量虛端子參引AvinGGIO. Ar^n#i ；MAP-IB包括開關(guān)量通道編號#DiCh、開關(guān)量虛端子參引 GoinGGIO. Ind#j，其中:i、j皆為無符號整數(shù)。所述的裝置通道映射文件與具體工程無關(guān)且在裝置配置階段形成，隨裝置一并發(fā)布。2)工程實施階段從故障錄波裝置中讀取由步驟1)生成的裝置通道映射文件， 并依據(jù)IEC 61850-6標準，讀取變電站配置描述信息并從中解析出虛端子之間的虛導線信息、自動生成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表，并生成裝置的模型文件 MDL(Model File)。所述的變電站配置描述信息是指符合IEC 61850-6標準的XML文件，包括變電站信息部分、智能電子裝置信息部分、通信信息部分以及數(shù)據(jù)類型模板信息部分；對應在該 XML文件中每個智能電子裝置的LNO邏輯節(jié)點中包含了該裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息。該文件可由任意符合IEC 61850-6標準的系統(tǒng)配置工具(System Configuration Tool)所創(chuàng)建。所述的模型文件MDL包括模擬量通道模型信息MAP-4A以及開關(guān)量通道模型信息 MAP-4D，其中所述的模擬量通道模型信息MAP-4A包括模擬量通道編號#AnCh、間隔名稱 BayName、模擬量類型AnType、交流組ACGroup、相別Wiase ；所述的開關(guān)量通道模型信息MAP-4D包括開關(guān)量通道編號#010!、間隔名稱 BayName、開關(guān)量類型DiType、開關(guān)量相別Phase。所述的模型文件MDL與具體工程相關(guān)，但與電網(wǎng)故障無關(guān)；當工程配置不變時則模型文件MDL保持不變。步驟2具體包括如下步驟2. 1)解析變電站配置描述信息的智能電子裝置信息部分，并檢索出裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息，形成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表。2. 2)解析變電站配置描述信息的變電站信息部分，并檢索出外部待測裝置中的邏輯節(jié)點LN(LogiCal Node，以下簡稱LN)與一次設備間隔之間的設備節(jié)點映射表。所述的外部待測裝置包括合并單元、智能操作箱等過程層裝置，以及保護、測控等間隔層裝置。所述的一次設備間隔是指輸電線路間隔，并按照CIM模型中輸電線路的cim: Naming, name屬性來命名該輸電線路間隔，目的是各變電站中的輸電線路間隔獲得全網(wǎng)唯一、標準的命名。2. 3)根據(jù)裝置通道映射文件、虛端子映射表、設備節(jié)點映射表以及IEC 61850標準中所定義的邏輯節(jié)點LN的語義信息，通過四次映射建立故障錄波裝置的模型文件MDL并存儲于故障錄波裝置內(nèi)。所述四次映射包括MAP-1 通道映射、MAP-2 虛端子映射、MAP-3 =LN映射和 MAP-4 裝置模型映射。3)系統(tǒng)運行階段當輸電線路發(fā)生故障時，位于多座變電站的多臺故障錄波裝置將啟動錄波并向調(diào)度中心發(fā)送故障通知，由調(diào)度中心利用電力專用通信網(wǎng)收集來自多站、 多裝置的在線生成的數(shù)據(jù)文件DAT、在線生成的配置文件CFG以及步驟2中生成的模型文件 MDL進行故障分析。所述的數(shù)據(jù)文件DAT中包含有各通道的擾動記錄數(shù)據(jù)。所述的配置文件CFG中包含有故障錄波裝置與各通道的配置信息，都需要根據(jù)工程要求由故障錄波裝置配置工具預先進行配置，并由故障錄波裝置在線生成。所述的進行故障分析包括單端故障分析和雙端故障分析。所述的單端故障分析是指針對每組故障錄波文件(含CFG文件、DAT文件、MDL文件)，通過WaveAnalyzer軟件遍歷模擬量通道模型信息MAP-4A中記錄的所有輸電線路間隔；然后針對每個間隔，依據(jù)模擬量類型AnType、交流組ACGroup和相別Phase檢索出該間隔對應的三相電壓通道編號和三相電流通道編號#AnChn，依據(jù)該編號從數(shù)據(jù)文件DAT中提取出模擬量數(shù)據(jù)，自動完成單端故障分析。所述的單端故障分析包括針對遍歷得到的每個間隔，判斷是否發(fā)生故障、故障起始時刻、故障相別、單端測距結(jié)果，即綜合利用相電流突變量選相和序分量選相原理判斷故障相別。如選相成功則認為本間隔存在故障，并以選相成功時刻作為故障時刻；根據(jù)選相結(jié)果，以解微分方程法完成單端測距。所述的雙端故障分析是指從輸電線路兩端的故障錄波裝置中提取屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù)，完成雙端故障測距，并提取出屬于同一輸電線路的開關(guān)量事件列表。所述的屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)，其判據(jù)是設A、B為安裝于同一輸電線路兩側(cè)變電站的故障錄波裝置，其啟動錄波后產(chǎn)生兩組故障錄波文件FA和FB(皆含CFG文件、DAT文件、MDL文件)。以“BayName =輸電線路名稱”為條件，分別檢索FA、FB的MDL 文件，得到同屬該輸電線路的通道編號列表。再以該通道編號列表為索引，分別從FA、FB的 DAT文件中提取出故障數(shù)據(jù)DAT_A、DAT_B。則DAT_A和DAT_B為屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)。
所述的同一次故障的故障數(shù)據(jù)，其判據(jù)是若DAT_A、DAT_B為屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)，利用上述單端故障分析方法分別得到各自的故障起始時刻和故障相別，如果兩者故障相別相同，并且故障起始時刻差別小于預設值(如18)，則0々11_4、0411_8為屬于同一次故障的故障數(shù)據(jù)。所述的雙端故障測距是指，利用上述屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù)DAT_A、DAT_B，利用傅里葉變換計算相量，建立輸電線路分布式參數(shù)模型，利用迭代法計算故障距離。通過采用相量法，克服了雙端錄波器采樣頻率不一致的問題；利用故障起始時刻進行采樣時間補償，并且計算方法采用迭代法，從而消除對雙端錄波裝置必須同步記錄的依賴；利用輸電線路名稱檢索CIM模型，自動提取故障測距所需要的輸電線路參數(shù)。所述的同一輸電線路的開關(guān)量事件列表是指，利用上述屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù)DAT_A、DAT_B，從中提取出開關(guān)量通道數(shù)據(jù)；從FA、FB的MDL模型信息中，提取出各開關(guān)量通道的開關(guān)量類型DiType、開關(guān)量相別Wiase屬性，構(gòu)成每個開關(guān)量通道的附加語義信息。最終形成同屬該輸電線路的開關(guān)量事件列表。與現(xiàn)有方法比較，本發(fā)明的優(yōu)點和有益效果是(1)本發(fā)明能克服C0MTRADE標準缺乏故障錄波模型定義能力的缺陷，通過建立故障錄波通道與電力系統(tǒng)一、二次設備間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，賦予故障錄波數(shù)據(jù)明確的語義信息，使得自動化的故障分析成為可能。( 本發(fā)明能克服依靠人工方式建立模型文件工作量大、易于出錯等問題。模型文件由程序自動完成，自動化程度高，降低了對使用者的技術(shù)要求，節(jié)省了時間、提高了效率。(3)本發(fā)明使得輸電線路故障分析過程實現(xiàn)自動化，消除了人工干預環(huán)節(jié)，從而縮短了故障分析時間，有助于電力系統(tǒng)運行人員快速判斷故障性質(zhì)和故障位置，從而減少停電時間。


圖1是錄波數(shù)據(jù)自動化建模的步驟和系統(tǒng)示意圖。圖2是自動化建模方法中定義的四次映射示意圖。圖3是利用四次映射生成錄波模型文件的流程示意圖。圖4是利用模型文件進行自動化故障分析的流程示意圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例如圖1所示，本系統(tǒng)由模型配置工具、數(shù)字化故障錄波裝置和輸電線路自動故障分析系統(tǒng)構(gòu)成。所述的模型配置工具包括裝置配置模塊和自動建模模塊，部署于個人電腦，用于生成MDL模型文件；所述的數(shù)字化故障錄波裝置為遵循IEC 61850標準的智能電子裝置，部署于各變電站內(nèi)，能夠在輸電線路發(fā)生故障后記錄其模擬量和開關(guān)量數(shù)據(jù)；所述的輸電線路自動故障分析系統(tǒng)能夠利用MDL模型文件完成自動故障分析。所述的故障分析包括單端故障分析和雙端故障分析。其中，雙端故障分析運行于調(diào)度中心，而單端故障分析既可以運行于調(diào)度中心，也可運行于故障錄波裝置。詳細實施步驟如下1)裝置配置階段讀取裝置I⑶文件，分別建立模擬量通道與裝置模擬量虛端子之間的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA以及開關(guān)量通道與裝置開關(guān)量虛端子之間的開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID ；然后將模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA和開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID存儲為裝置通道映射文件并存儲至故障錄波裝置中，具體步驟為首先由故障錄波裝置配置模塊讀取裝置I⑶文件，解析出該I⑶文件中所包括 的裝置模擬量虛端子和開關(guān)量虛端子，分別建立模擬量通道與裝置模擬量虛端子之間的模擬量通道-虛端子映射表MAP-1A，以及開關(guān)量通道與裝置開關(guān)量虛端子之間的開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID。將模擬量通道-虛端子映射表MAP-1A、開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID存儲為裝置通道映射文件VTM，該文件與具體工程無關(guān)，在裝置配置階段形成， 并隨裝置一并發(fā)布。所述的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA包括模擬量通道編號#AnCh、模擬量虛端子參引AvinGGIO. Ar^n#i ；MAP-IB包括開關(guān)量通道編號#DiCh、開關(guān)量虛端子參引 GoinGGIO. Ind#j，其中:i、j皆為無符號整數(shù)。所述的裝置通道映射文件與具體工程無關(guān)且在裝置配置階段形成，隨裝置一并發(fā)布。2)工程實施階段從故障錄波裝置中讀取裝置通道映射文件，依據(jù)IEC 61850-6 標準，讀取變電站配置描述信息并從中解析出虛端子之間的虛導線信息、自動生成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表，并生成裝置的模型文件MDL(Model File)。所述的變電站配置描述信息是指符合IEC 61850-6標準的XML文件，包括變電站信息部分、智能電子裝置信息部分、通信信息部分以及數(shù)據(jù)類型模板信息部分；對應在該 XML文件中每個智能電子裝置的LNO邏輯節(jié)點中包含了該裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息。所述的模型文件MDL包括模擬量通道模型信息MAP-4A以及開關(guān)量通道模型信息 MAP-4D，其中所述的模擬量通道模型信息MAP-4A包括模擬量通道編號#AnCh、間隔名稱 BayName、模擬量類型AnType、交流組ACGroup、相別Wiase ；所述的開關(guān)量通道模型信息MAP-4D包括開關(guān)量通道編號#0丨0!、間隔名稱 BayName、開關(guān)量類型DiType、開關(guān)量相別Phase。所述的模型文件MDL與具體工程相關(guān)，但與電網(wǎng)故障無關(guān)；當工程配置不變時則模型文件MDL保持不變。步驟2具體包括如下步驟2. 1)解析變電站配置描述信息的智能電子裝置信息部分，并檢索出裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息，形成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表。2. 2)解析變電站配置描述信息的變電站信息部分，并檢索出外部待測裝置中的邏輯節(jié)點LN(LogiCal Node，以下簡稱LN)與一次設備間隔之間的設備節(jié)點映射表。所述的外部待測裝置包括合并單元、智能操作箱等過程層裝置，以及保護、測控等間隔層裝置。所述的一次設備間隔是指輸電線路間隔，并按照CIM模型中輸電線路的cim: Naming, name屬性來命名該輸電線路間隔，目的是各變電站中的輸電線路間隔獲得全網(wǎng)唯一、標準的命名。2. 3)根據(jù)裝置通道映射文件、虛端子映射表、設備節(jié)點映射表以及IEC 61850標準中所定義的邏輯節(jié)點LN的語義信息，通過四次映射建立故障錄波裝置的模型文件MDL并存儲于故障錄波裝置內(nèi)。所述四次映射包括MAP-1 通道映射、MAP-2 虛端子映射、MAP-3 =LN映射和 MAP-4 裝置模型映射，通過建立四次映射，實現(xiàn)故障錄波模型的自動化生成。其中，映射一建立錄波通道與裝置虛端子的映射，已存儲在裝置通道映射文件VTM中。在映射二中，通過解析變電站配置描述信息并檢索故障錄波裝置中的LNO. Inputs 部分，獲取故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射關(guān)系。對于模擬量虛端子， 所述的映射關(guān)系表示為:MAP-2A(AI_GGI0. Anln#i, iedName, prefix, InClass, lnlnst, doName, daName, desc)；對于開關(guān)量虛端子，所述的映射關(guān)系表示為MAP_2D(BI_GGI0. Ind#i, iedName, prefix, InClass, lnlnst, doName, daName, desc)。其中，iedName>prefix> InClass, doName, daName分別表示外部待測裝置的名稱、LN前綴、LN類名、數(shù)據(jù)對象名稱、 數(shù)據(jù)屬性名稱、LN描述。在映射三中，通過解析變電站配置描述信息中的Substation部分，以(iedName， ldlnst,prefix, InClass, lnlnst)為匹配鍵值，檢索出對應的一次設備間隔，如該間隔為輸電線路間隔，則生成外部設備所包括的LN與一次設備的映射關(guān)系。對于模擬量虛端子，所述的映射關(guān)系表示為MAP-3A(BayName，iedName, prefix, InClass, lnlnst, desc)；對于開關(guān)量虛端子，所述的映射關(guān)系表示為MAP_3D(BayName，iedName, prefix, InClass, lnlnst, doName, daName desc)。在映射四中，利用前述步驟生成的MAPI MAP3，依據(jù)圖2生成模擬量通道模型信息MAP-4A和開關(guān)量通道模型信息MAP-4D。如圖2所示，在步驟①A中，以故障錄波模擬量通道#AnCh為輸入，查詢映射模擬量通道-虛端子映射表MAP-1A，可得到該通道對應的模擬量虛端子AI_GGI0. ArHniii ；在步驟①D中，以故障錄波開關(guān)量通道#DiCh為輸入，查詢映射開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-1D，可得到該通道對應的開關(guān)量虛端子BI_GGI0. Ind#i ； 在步驟②A中，以上一步驟得到的AI_GGI0. Ar^n#i為輸入，查詢MAP-2A，可得到對應的外部待測裝置模擬量虛端子信息(iedName，desc, prefix, InClass, lnlnst, doName, daName)； 在步驟②D中，以上一步驟得到的BI_GGI0. Ind#i為輸入，查詢MAP-2D，可得到對應的外部待測裝置開關(guān)量虛端子信息(iedName, desc, prefix, InClass, lnlnst, doName, daName)； 在步驟③A中，以上一步驟得到的外部待測裝置模擬量虛端子信息，查詢MAP-3A，可得到外部待測裝置所含LN所在的變電站間隔(BayName)；在步驟③D中，以上一步驟得到的外部待測裝置開關(guān)量虛端子信息，查詢MAP-3D，可得到外部待測裝置所含LN所在的變電站間隔 (BayName)；在步驟④A中，以上一步驟得到的(InClass，lnlnst, desc)信息，按照表1中的規(guī)則推導出模擬量的語義信息，包括AnType (模擬量類型，A或V)、ACGroup (交流組編號，無符號整數(shù))、Wiase (相別，A/B/C/N)，最終形成模擬量通道模型信息MAP-4A(#AnCh， BayName, AnType, ACGroup, Phase)；在步驟④ D 中，以上一步驟得到的(InClass，lnlnst,doName,daName,desc)信息，按照表2中的規(guī)則推導出開關(guān)量的語義信息，包括DiType(開關(guān)量類型，Relay保護動作/Switch斷路器位置/Others其它)、Phase (相別，PH3/A/B/C/ N)，最終形成開關(guān)量通道模型信息MAP-4D (#DiCh, BayName, DiType, Phase)。將MAP-4A、MAP-4D存儲到MDL模型文件中，完成裝置模型文件的自動生成。表1模擬量通道語義推導規(guī)則
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字化故障錄波裝置自動建模的方法，其特征在于，包括裝置配置、工程配置、系統(tǒng)運行三個階段，其中1)裝置配置階段讀取裝置ICD文件，分別建立模擬量通道與裝置模擬量虛端子之間的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA以及開關(guān)量通道與裝置開關(guān)量虛端子之間的開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID ；然后將模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA和開關(guān)量通道-虛端子映射表MAP-ID存儲為裝置通道映射文件并存儲至故障錄波裝置中；2)工程實施階段從故障錄波裝置中讀取裝置通道映射文件，依據(jù)IEC61850-6標準， 讀取變電站配置描述信息并從中解析出虛端子之間的虛導線信息、自動生成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表，并生成裝置的模型文件MDL ；3)系統(tǒng)運行階段當輸電線路發(fā)生故障時，位于多座變電站的多臺故障錄波裝置將啟動錄波并向調(diào)度中心發(fā)送故障通知，由調(diào)度中心利用電力專用通信網(wǎng)收集來自多站、多裝置的在線生成的數(shù)據(jù)文件DAT、在線生成的配置文件CFG以及步驟2中生成的模型文件MDL 進行故障分析；所述的數(shù)據(jù)文件DAT中包含有各通道的擾動記錄數(shù)據(jù)；所述的配置文件CFG中包含有故障錄波裝置與各通道的配置信息，都需要根據(jù)工程要求由故障錄波裝置配置工具預先進行配置，并由故障錄波裝置在線生成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述的模擬量通道-虛端子映射表MAP-IA包括 模擬量通道編號#AnCh、模擬量虛端子參引AvinGGIO. Anln#i ；MAP-IB包括開關(guān)量通道編號#DiCh、開關(guān)量虛端子參引GoinGGIO. hcWj，其中i、j皆為無符號整數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述的變電站配置描述信息是指符合IEC 61850-6標準的XML文件，包括變電站信息部分、智能電子裝置信息部分、通信信息部分以及數(shù)據(jù)類型模板信息部分；對應在該XML文件中每個智能電子裝置的LNO邏輯節(jié)點中包含了該裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述的模型文件MDL包括模擬量通道模型信息 MAP-4A以及開關(guān)量通道模型信息MAP-4D，其中所述的模擬量通道模型信息MAP-4A包括模擬量通道編號#AnCh、間隔名稱BayName、 模擬量類型AnType、交流組ACGroup、相別Wiase ；所述的開關(guān)量通道模型信息MAP-4D包括開關(guān)量通道編號#DiCh、間隔名稱BayName、 開關(guān)量類型DiType、開關(guān)量相別Wmse。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述的步驟2具體包括如下步驟2. 1)解析變電站配置描述信息的智能電子裝置信息部分，并檢索出裝置虛端子與外部裝置之間的虛導線信息，形成故障錄波裝置與外部待測裝置之間的虛端子映射表；2. 2)解析變電站配置描述信息的變電站信息部分，并檢索出外部待測裝置中的邏輯節(jié)點LN與一次設備間隔之間的設備節(jié)點映射表；2.3)根據(jù)裝置通道映射文件、虛端子映射表、設備節(jié)點映射表以及IEC 61850標準中所定義的邏輯節(jié)點LN的語義信息，通過四次映射建立故障錄波裝置的模型文件MDL并存儲于故障錄波裝置內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述四次映射包括:MAP-1通道映射、MAP-2 虛端子映射、MAP-3 =LN映射和MAP-4 裝置模型映射。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征是，所述的進行故障分析包括單端故障分析和雙端故障分析，其中所述的單端故障分析是指針對每組故障錄波文件(含ere文件、DAT文件、MDL文件)， 故障分析軟件遍歷模擬量通道模型信息MAP-4A中記錄的所有輸電線路間隔；然后針對每個間隔，依據(jù)模擬量類型AnType、交流組ACGroup和相別Phase檢索出該間隔對應的三相電壓通道編號和三相電流通道編號#AnChn，依據(jù)該編號從數(shù)據(jù)文件DAT中提取出模擬量數(shù)據(jù)，自動完成單端故障分析；所述的雙端故障分析是指從輸電線路兩端的故障錄波裝置中提取屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù)，完成雙端故障測距，并提取出屬于同一輸電線路的開關(guān)量事件列表。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征是，所述的單端故障分析包括針對遍歷得到的每個間隔，判斷是否發(fā)生故障、故障起始時刻、故障相別、單端測距結(jié)果，即綜合利用相電流突變量選相和序分量選相原理判斷故障相別，如選相成功則認為本間隔存在故障，并以選相成功時刻作為故障時刻；根據(jù)選相結(jié)果，以解微分方程法完成單端測距。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征是，所述的屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)，其判據(jù)是設A、B為安裝于同一輸電線路兩側(cè)變電站的故障錄波裝置，其啟動錄波后產(chǎn)生兩組皆含CFG文件、DAT文件、MDL文件的故障錄波文件FA和FB ； W“BayName =輸電線路名稱”為條件，分別檢索FA、FB的MDL文件，得到同屬該輸電線路的通道編號列表，再以該通道編號列表為索引，分別從FA、FB的DAT文件中提取出故障數(shù)據(jù)DAT_A、DAT_B，則DAT_A和DAT_B 為屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)；所述的同一次故障的故障數(shù)據(jù)，其判據(jù)是若DAT_A、DAT_B為屬于同一輸電線路的故障數(shù)據(jù)，利用上述單端故障分析方法分別得到各自的故障起始時刻和故障相別，如果兩者故障相別相同，并且故障起始時刻差別小于預設值，則DAT_A、DAT_B為屬于同一次故障的故障數(shù)據(jù)；所述的雙端故障測距是指，利用上述屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù) DAT_A、DAT_B，利用傅里葉變換計算相量，建立輸電線路分布式參數(shù)模型，利用迭代法計算故障距離，通過采用相量法，克服了雙端錄波器采樣頻率不一致的問題；利用故障起始時刻進行采樣時間補償，并且計算方法采用迭代法，從而消除對雙端錄波裝置必須同步記錄的依賴；利用輸電線路名稱檢索CIM模型，自動提取故障測距所需要的輸電線路參數(shù)；所述的同一輸電線路的開關(guān)量事件列表是指，利用上述屬于同一輸電線路、同一次故障的雙端故障數(shù)據(jù)DAT_A、DAT_B，從中提取出開關(guān)量通道數(shù)據(jù)；從FA、FB的MDL模型信息中，提取出各開關(guān)量通道的開關(guān)量類型DiType、開關(guān)量相別Wiase屬性，構(gòu)成每個開關(guān)量通道的附加語義信息，最終形成同屬該輸電線路的開關(guān)量事件列表。
全文摘要
一種數(shù)字化變電站中故障錄波裝置技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)字化故障錄波裝置自動建模的方法，包括裝置配置、工程配置、系統(tǒng)運行三個階段，利用變電站配置描述信息(Substation Configuration Description，以下簡稱SCD)和IED配置描述信息(IED Configuration Description，以下簡稱ICD)實現(xiàn)數(shù)字化故障錄波裝置自動建模，克服了IEEE COMTRADE標準中缺乏數(shù)據(jù)模型定義能力的不足，大量減少故障錄波裝置模型配置的工作量，提高模型信息的準確性和一致性，完成輸電線路自動化的、快速的故障分析。
文檔編號H02J13/00GK102497027SQ201110430868
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者盧呈超, 姜健寧, 張志崢, 張沛超, 徐靈江, 方愉東, 陳曉剛, 馬馳源, 高杰 申請人:上海交通大學, 上海思源弘瑞自動化有限公司, 浙江省電力公司