[發明專利]一種繼電保護多源異構信息智能化處理系統

有效

• 申請號: 201811626444.0
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN109617001B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 徐曉峰;鐘潔;巫聰云;汪昌元
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司防城港供電局
• 主分類號: H02H1/00
• 分類號: H02H1/00
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 馮子玲

1.一種繼電保護多源異構信息智能化處理系統，包括信息智能化發布層(1)、多源異構信息智能化處理層(2)和信息接收層(3)，其特征在于：所述信息智能化發布層(1)包括WEB短信發布模塊(11)和PC工作臺發布模塊(12)，且多源異構信息智能化處理層(2)包括智能容錯模塊(21)、無損轉換模塊(22)和融合分析模塊(23)，所述智能容錯模塊(21)的輸出端與無損轉換模塊(22)的輸入端連接，且無損轉換模塊(22)的輸出端與融合分析模塊(23)的輸入端連接，所述融合分析模塊(23)的輸出端分別與WEB短信發布模塊(11)和PC工作臺發布模塊(12)的輸入端連接，所述信息接收層(3)包括以太網(31)和廠家濾波源文件(32)，且廠家錄波源文件(32)的輸出端與以太網(31)的輸入端連接，所述智能容錯模塊(21)包括廠家信息讀取單元(211)、第一次配置文件預判單元(212)、錯誤文件更正單元(213)、第二次配置文件預判單元(214)和錄波設備故障警告單元(215)，所述廠家信息讀取單元(211)的輸出端與第一次配置文件預判單元(212)的輸入端連接，且第一次配置文件預判單元(212)的輸出端與錯誤文件更正單元(213)的輸入端連接，所述錯誤文件更正單元(213)的輸出端與第二次配置文件預判單元(214)的輸入端連接，且第二次配置文件預判單元(214)的輸出端與錄波設備故障警告單元(215)的輸入端連接，所述無損轉換模塊(22)包括轉換接口表處理單元(221)、轉換單元(222)和標準格式文件處理單元(223)，所述轉換接口表處理單元(221)的輸出端與轉換單元(222)的輸入端連接，且轉換單元(222)的輸出端與標準格式文件處理單元(223)的輸入端連接，所述融合分析模塊(23)包括關鍵信息提取單元(231)、故障診斷單元(232)和故障分析單元(233)，所述關鍵信息提取單元(231)的輸出端與故障診斷單元(232)的輸入端連接，且故障診斷單元(232)的輸出端與故障分析單元(233)的輸入端連接；

所述繼電保護多源異構信息智能化處理系統的使用方法，具體包括以下步驟：

S1、信息接收層(3)通過高速以太網(31)接收錄波文件，錄波文件經過多源異構信息智能化處理層(2)后即可進行發布，在保障信息安全的前提下，分層級、采用多種發布方式推送信息，可及時讓維護人員掌握故障情況；

S2、通過使用智能容錯模塊(21)讀出存儲在磁盤上的錄波文件，對配置文件進行預判，配置文件中應該包含有站名、模擬量及狀態量通道數量、模擬量通道采樣信息、狀態量通道采樣信息、線路兩側的CT/PT變比不可或缺的信息及一些缺省信息，如果這些信息不齊全或出現亂碼，則查詢錯誤列表，其中包含有錯誤類型及補償信息，如果錯誤在列表中則進行更正，否則對錯誤進行標記，提交工作人員，并直接在主站端調取一次定值模型重新生成標準配置參數， 接下來對數據文件進行預判，數據文件中有采樣序列號、時間標記和各模擬量及狀態量通道的數據，如果某列缺失或亂碼，重新調用錄波文件，再次對數據文件進行預判，如果錄波設備出現故障導致記錄文件錯誤，則將故障錄波設備的站名和型號告知工作人員；

S3、無損轉換模塊(22)對錄波文件進行容錯處理后，通過配置文件可以知道錄波器型號，據此查詢轉換接口表，接口表中包括錄波設備信息和轉換函數入口，通過錄波設備信息關鍵字跳轉到相應的轉換單元(222)，轉換單元(222)包括數據文件處理類和通道數據映射函數，數據文件處理類作用為讀取錄波文件，解析錄波文件信息，獲取采樣數據，其對象屬性包括：錄波文件基本信息，通道信息數組、采樣頻段信息數組，其調用接口有：配置文件讀取接口函數，采樣數據讀取接口函數，通道分組接口函數，通道數據映射函數作用是讀取數據文件，利用配置文件中的通道系數、CT/PT變比信息將采樣數據由A/D轉換后的二次數字量轉為電壓、電流的一次值，以二進制格式存儲到相互獨立的表格中，以達到解耦目的；

S4、融合分析模塊(23)先對通道數據基礎處理，不同型號錄波器采樣頻率不同，為了后續數據處理簡便，對數據采用線性重采樣或者擬合以實現時鐘同步、頻率統一化的處理，其基本步驟如下：

a1、將原始的采樣頻率f_o，轉換到新的重采樣頻率f_n，且滿足奈奎斯特采樣定律，原始的每秒采樣個數為N，那么求出新采樣率下的信號的長度是：M＝(f_n/f_o)×N；

a2、目標序列離散點m(1≤m≤M)，原始采樣序列點n(1≤n≤N)，縮放因子p＝f_o/f_n，那么pm為在原始采樣間隔的情況下，要進行插值的具體位置，pm和n關系必須滿足n≤pm≤n+1；

a3、如果在數據記錄的過程中產生數據缺失的情況或者間隙過大，即n≤p(m+1)≤n+1的情況，表示不可以進行線性重采樣，那么取數據點附近四個點的寬度為窗口求最小二乘曲線擬合值來替代；

a4、如果滿足n≤pm≤n+1，不滿足n≤p(m+1)≤n+1，利用上面步驟得到兩個權值，a＝pm-n，b＝n+1-pm，將a，b兩個重采樣權值與要插入到點的相鄰的兩點的值線性結合，求得將要插入點的值x_o(m)＝ax(n+1)+bx(n)；

a5、如果數據采樣間隔大于5/M，并且持續次數大于5次，那么可以判定此處為無效信息，即錄波文件的D、E段，那么直接使用波形正弦值Usin(ωt+φ)，U為電壓幅值，ω和φ可由此段序列值中的值得出；

S5、融合分析模塊(23)再進行故障分析，其中運用兩個模型：關鍵數據提取模型和故障診斷模型，關鍵數據提取模型是將錄波文件中的通道信息數據和一次設備有一定的對應關系，為了對故障進行更加準確的分析診斷，必須對故障設備信息進行還原，標準化處理后的錄波文件作為該模型的輸入，此模型本質上由一些算法組成，是小波分析算法、傅里葉變換，小波分析可以得到信號奇異值、模極大值、模相位信息，傅里葉變換實現了諧波監測、信噪分離功能，這些算法的結合可得到的故障暫態波形、開關變位時刻、保護動作信息、保護定值信息一系列故障特征量或特征向量，用于后續分析處理和調用,分階段利用不同算法和模型對信息進行解讀；

S6、融合分析模塊(23)的故障診斷模型是在提取關鍵數據后，進一步綜合分析，只需要簡單確定相應的分析所需的參數作為故障診斷模型的輸入，得出故障設備或類型，再利用該模型下的子項對故障設備進行更深入分析，將故障電壓和電流以及必要的系統參數傳給子模型，在子模型下利用各種算法實現測距， 該模型子項有：

b1、線路測距：利用提取的特征量如故障電壓、電流及線路參數信息，進行單端測距、雙端測距或者綜合分析，利用多種分析方式確定故障點距離；

b2、變壓器分析：支持功率分析、自耦變分側差動、過激磁分析、縱差分析、自耦變零序差動功能，多方面反映變壓器狀態；

b3、發電機發變組分析：支持功率分析、過激磁分析、完全縱差、不完全縱差、裂相橫差、失磁分析和失步分析功能；

b4、公式編輯器：可滿足電力系統專家級需求的電力系統錄波分析，實現函數管理器、臨時變量管理器、表達式管理器的功能。

2.根據權利要求1所述的一種繼電保護多源異構信息智能化處理系統，其特征在于：所述步驟S3中表格指本地硬盤上生成的通道數據表格，通道包括電流量、電壓量和狀態量，每個文件中包含通道名稱、時間標記和錄波數據。