1、智能型电网故障信息处理系统智能型电网故障信息处理系统（Intelligent Power Fault Analyzing System）上海许继电气有限公司上海许继电气有限公司 电力系统发生故障后，系统对信息的处理是电力系统发生故障后，系统对信息的处理是分层次分层次的，的，即按照故障简况、保护事件、即按照故障简况、保护事件、SOESOE、故障详细波形的顺序、故障详细波形的顺序分层次处理和显示；分层次处理和显示；系统提供了大量系统提供了大量综合分析综合分析工具。工具。如波形测量、相量分析、如波形测量、相量分析、故障测距、继电器特性分析、等等；故障测距、继电器特性分析、等等；本系统具有本系统具有专
2、家系统模块专家系统模块。利用知识库和推理机，综合。利用知识库和推理机，综合判断故障设备和故障类型，并进行继电器动作行为分析。判断故障设备和故障类型，并进行继电器动作行为分析。子站负责采集所有接入本系统的外部设备的信息，并子站负责采集所有接入本系统的外部设备的信息，并完完备地保存在本地备地保存在本地；子站系统具有子站系统具有开放性结构开放性结构，当有新型设备接入系统时，当有新型设备接入系统时，只需增加新的驱动软插件即可，而不需修改整个系统的只需增加新的驱动软插件即可，而不需修改整个系统的处理过程；处理过程；采集的信息必须经过本地采集的信息必须经过本地智能预处理智能预处理，系统将只把经过，系统将只
3、把经过滤后的信息上传，从而实现信息传输和处理的有效性。滤后的信息上传，从而实现信息传输和处理的有效性。在传输大型波形文件时，本系统利用独有的在传输大型波形文件时，本系统利用独有的“即时绘即时绘”（InstantPlotting）技术，能在传输的同时显示波形，）技术，能在传输的同时显示波形，而不必等待全部传输完毕；而不必等待全部传输完毕；本系统利用独有的本系统利用独有的“断点续传断点续传”（InstantResuming）技术，使得信息传输非常可靠；技术，使得信息传输非常可靠；本系统可以利用本系统可以利用多种传输介质多种传输介质，如公共电话网、微波电话，如公共电话网、微波电话网、专线、双绞线以及
4、光纤网，等等；网、专线、双绞线以及光纤网，等等；本系统具备独有的本系统具备独有的网络管理模块网络管理模块。完备性完备性开放性开放性选择性选择性信息传输体现信息传输体现快速性快速性、可靠性可靠性和和适应性适应性。主站处理体现主站处理体现层次性层次性、综合性综合性和和智能性智能性。子子站站微微机机保保护护装装置置保保护护信信息息预预处处理理动动 作作 事事 件件保保 护护 告告 警警保保 护护 定定 值值信信 号号 复复 归归定定 值值 组组 切切 换换保保 护护 对对 时时保保 护护 录录 波波故故障障录录波波信信息息预预处处理理故故 障障 类类 型型故故 障障 测测 距距故故 障障 相相 量量
5、远远 方方 触触 发发故故 障障 录录 波波S S O O E E电电网网调调度度地地 区区 调调 度度规规约约转转换换规规约约转转换换服服务务定定购购规规则则信信息息分分级级规规则则故故障障录录波波装装置置调调度度保保护护通通信信协协议议通通信信协协议议通通 信信 协协 议议实实 时时 监监 控控调调 度度 辅辅 助助 决决 策策 专专 家家 系系 统统控控 制制 命命 令令故故 障障 分分 析析继继 电电 器器 特特 性性 分分 析析故故 障障 分分 析析 专专 家家 系系 统统信信 息息 调调 用用信信 息息 调调 用用定定 值值 校校 核核信信息息查查询询故故障障测测距距设设备备消消缺
6、缺网网 络络 拓拓 扑扑能对故障时产生的大量信能对故障时产生的大量信息进行智能预处理，以只息进行智能预处理，以只上传有效信息，且大大降上传有效信息，且大大降低通道占用低通道占用能在本站及通过自动能在本站及通过自动化接口完成控制操作化接口完成控制操作能定义信息分级规则，能定义信息分级规则，根据信息优先级确定根据信息优先级确定信息上传顺序信息上传顺序采用标准通信协议采用标准通信协议IEC 60870-5-103能接入国内外大量保护、能接入国内外大量保护、录波装置；具有开放结构，录波装置；具有开放结构，可以插件方式新增规约驱可以插件方式新增规约驱动模块动模块外外部部设设备备信信息息采采集集规规约约转
7、转换换信信息息预预处处理理信信息息上上传传本地存储本地存储DLLDLLDLLDLL智智能能预预处处理理原原始始信信息息有有效效信信息息录波数据的正确性检测录波数据的正确性检测寻找故障起始时刻寻找故障起始时刻确定故障类型确定故障类型判断故障位置判断故障位置形成故障简报和简化录波文件上送主站形成故障简报和简化录波文件上送主站启动启动结束结束判断故障方向判断故障方向故障采集器采集到新的故障采集器采集到新的故障录波文件故障录波文件相间电流突变启动相间电流突变启动补偿电压突补偿电压突变量选相变量选相故障测距故障测距IPOFAS系统的测距是单端测距系统的测距是单端测距主保护相当于双端测距，后备保护相当于单
8、端测距。主保护相当于双端测距，后备保护相当于单端测距。简报包含录波器触发简报包含录波器触发时间、触发通道、故时间、触发通道、故障类型、测距结果等障类型、测距结果等信息，出现这些信息信息，出现这些信息而且可信度为而且可信度为100%时时表示故障肯定发生在表示故障肯定发生在简化录波文件过滤出简化录波文件过滤出来的线路上发生，可来的线路上发生，可信度为信度为50%时表示故时表示故障可能发生在简化录障可能发生在简化录波文件过滤出来的线波文件过滤出来的线路上，也可能发生在路上，也可能发生在其相邻线路上，具体其相邻线路上，具体情况由主站综合判断。情况由主站综合判断。简报记录录波文件名供简报记录录波文件名供
9、主站调用主站调用基于国际标准的TCP/IP协议；支持IEC 60870-5-103规约；子站与故障录波器通信：采用RS-485/232/422或以太网方式，每个端口可挂具备 相同规约的多台装置，规约由所连的故障录波装置决定；子站与主站通信：可同时支持多个主站。采用光纤或微波/载波/电话/以太网/路由通 道，规约主站指定或用户自定；子站与其它系统通信：采用光纤或微波/载波/电话/以太网通道，规约由相应系统决定，用户必须提供具体系统的通信规约。在传输过程中，会由于网络在传输过程中，会由于网络中断、用户强制终止等原因中断、用户强制终止等原因终止文件传输。本功能可及终止文件传输。本功能可及时保存已下载
10、信息至文件中。时保存已下载信息至文件中。故障分析模块可以利用该信故障分析模块可以利用该信息片断进行分析息片断进行分析本功能可以在下载时，在客本功能可以在下载时，在客户端同步绘制波形。从发出户端同步绘制波形。从发出下载命令，到看到第一周期下载命令，到看到第一周期的波形的时间间隔不超过的波形的时间间隔不超过10s。大多数情况下，前。大多数情况下，前6、7个周期的波形对于故障分个周期的波形对于故障分析是最为关键的。析是最为关键的。在文件传输过程中，一旦通在文件传输过程中，一旦通信中断，现有的系统（国内信中断，现有的系统（国内外）都不支持断点续传功能。外）都不支持断点续传功能。这样，用户完整下载文件的
11、这样，用户完整下载文件的时间被大大加长。本功能可时间被大大加长。本功能可使通信恢复后，从断点处继使通信恢复后，从断点处继续下载过程。续下载过程。邮 电 或 电 力 数 据 网相 关 网、省 公 司M IS系 统防 火 墙子 站子 站子 站子 站打 印 机打 印 机数 据 服 务 器调 度 员工 作 站调 度 员工 作 站保 护 工程 师 站保 护 工程 师 站网 关/WEB服 务 器通 信 服务 器邮 电 或 电 力 数 据 网相 关 网、省 公 司M IS系 统防 火 墙子 站子 站子 站子 站打 印 机数 据 服 务 器调 度 员工 作 站保 护 工程 师 站网 关/WEB服 务 器通 信
12、 服 务器S SO OE E故故障障简简况况保保护护事事件件定定值值召召唤唤报报警警处处理理在在线线监监视视服服务务器器信信息息下下载载通通信信系系统统外外部部切切换换系系统统配配置置一一次次设设备备保保护护装装置置录录波波装装置置子子站站设设备备管管理理拓拓扑扑绘绘图图网网络络绘绘图图保保护护事事件件录录波波信信息息故故障障统统计计综综合合查查询询波波形形同同步步显显示示测测量量相相序序分分析析谐谐波波分分析析阻阻抗抗轨轨迹迹故故障障简简况况故故障障测测距距波波形形分分析析故故障障分分析析继继电电器器分分析析专专家家系系统统网网络络管管理理系系统统控控制制台台WebWeb发发布布弹出弹出故障
13、简报故障简报相关设备相关设备闪烁报警闪烁报警观察观察SOE信息信息故障信息存故障信息存入数据库入数据库弹出弹出保护事件信息保护事件信息厂站列表厂站列表保护、录波器保护、录波器事件窗口事件窗口厂站接线图厂站接线图导航窗口导航窗口双击可层层展开双击可层层展开双击弹出设备属性双击弹出设备属性双击弹出详细双击弹出详细保护事件内容保护事件内容右键菜单右键菜单在此集成环境里，在此集成环境里，可以打开、下载可以打开、下载录波文件录波文件MN 线路单位长度阻抗 线路单位长度导纳 线路长度MNx+dxx 线路单位长度阻抗 线路单位长度导纳 波阻抗 传播常数线路长度MNlxFF F是故障点是故障点.UM.UN.I
14、M.IN故障点F与M侧和N侧工频量的关系：在线路两端数据同步时：在线路两端数据不同步时：UF012 =UF012|UF012|=|UF012|UF012 =U(M)012 cosh(yx)ZcI(M)012 sinh(yx)UF012 =U(N)012 cosh(yl-yx)ZcI(N)012 sinh(yl-yx)计算波阻抗及传播系数计算波阻抗及传播系数求出两端求出两端U U 和和I I设置的设置的x x初值初值计算计算 cosh(x)cosh(x)和和sinhsinh(x)(x)计算计算|UF|和和|UF|修正修正x x输出输出 x x值值?F FU UF FU U门槛门槛结束结束故障状态
15、 非故障状态 故障附加状态数据完全同步数据完全同步故障点故障电流分量与故障点故障电流分量与M、N两端故障电流分量的关系两端故障电流分量的关系数据不完全同步数据不完全同步提高措施提高措施影响因素影响因素参数估计AClL1L2k1k2k3BL3L4L5DE1.根据各站上送的故障简报自动确定故障元件根据各站上送的故障简报自动确定故障元件2.自动进行系统模型搜索自动进行系统模型搜索3.自动进行双端测距自动进行双端测距4.自动组合成更准确的故障节略自动组合成更准确的故障节略5.自动进行故障信息的初步归档自动进行故障信息的初步归档设置诊断设置诊断时间段时间段故障发生时间故障发生时间和故障设备和故障设备故障
16、情况故障情况和可信度和可信度保护动作保护动作评价评价开关动开关动作评价作评价数据库中已经完整的存储了保护、开关动作信息，以数据库中已经完整的存储了保护、开关动作信息，以及模拟量信息、网络拓扑信息；及模拟量信息、网络拓扑信息；知识库中存储了故障诊断规则；知识库中存储了故障诊断规则；您要做的，就是按下推理按钮。专家系统会自动到数您要做的，就是按下推理按钮。专家系统会自动到数据库中搜寻相关信息并进行推理！据库中搜寻相关信息并进行推理！仅有单侧数据仅有单侧数据可信度降低可信度降低显示缺乏显示缺乏对侧信息对侧信息通道列表通道列表测量值测量值时间标尺时间标尺波形图波形图（模拟量，开关量）（模拟量，开关量）
17、时间信息时间信息双游标双游标图形缩放图形缩放相量分析相量分析波形拷贝波形拷贝谐波分析谐波分析瞬时值瞬时值差值差值有效值有效值增减通道增减通道故障简况故障简况智能提取智能提取公式编辑器公式编辑器波形同步波形同步波形标注波形标注 系统能自动系统能自动从保护装置中从保护装置中读取特征值读取特征值然后自动绘制然后自动绘制保护特征曲线保护特征曲线系统能读取系统能读取故障录波文故障录波文件件然后自动回放然后自动回放阻抗轨迹。阻抗轨迹。监视网络性能和流量。能够持续监控网络设备性能和流量的变化。监视网络性能和流量。能够持续监控网络设备性能和流量的变化。监视子站和主站的关键进程（如信息采集、预处理、通信服务器等
18、）监视子站和主站的关键进程（如信息采集、预处理、通信服务器等）。监视子站、主站服务器物理状况（如硬盘、内存、监视子站、主站服务器物理状况（如硬盘、内存、CPUCPU等）。等）。完善的报警功能。能根据网络中的异常状态产生报警完善的报警功能。能根据网络中的异常状态产生报警。子站装置化子站装置化支持支持IEC 61850与整定计算更好的集成与整定计算更好的集成专家系统功能的不断完善专家系统功能的不断完善与与MIS/GIS系统更好的集成系统更好的集成和和电力企业、电力企业、著名大学著名大学展开展开更紧密的更紧密的合作合作项目启动项目启动2001.92001.92002.42002.4武南站实施完毕武南
19、站实施完毕2002.102002.10斗山、东善桥等实施完毕斗山、东善桥等实施完毕DEMODEMO版本审查版本审查2002.12002.1设计方案审查设计方案审查2001.112001.11先进的软件工程学方法是项目开发成功的重要保证之一。先进的软件工程学方法是项目开发成功的重要保证之一。以以统一建模语言统一建模语言UML(Unified Modeling Language)UML(Unified Modeling Language)作为贯彻始终的面向对象建模语作为贯彻始终的面向对象建模语言言 以世界先进的以世界先进的计算机辅助软件工程计算机辅助软件工程CASE(Computer Aided
20、Software CASE(Computer Aided Software Engineering)Engineering)工具作为覆盖整个软件生命周期的工具工具作为覆盖整个软件生命周期的工具 以严格的过程以严格的过程质量管理质量管理保证软件的质量保证软件的质量用户分析用户分析(User)(User)用例模型用例模型（Use CaseUse Case）系统特性系统特性（FeatureFeature）术语表术语表(Glossary)(Glossary)分析模型分析模型OOAOOA设计模型设计模型OODOOD系统实现系统实现ImplementationImplementation测试计划测试计划(Test Plan)(Test Plan)需求分析需求分析RequirementRequirementAnalysisAnalysis简称简称RARA系统分析系统分析/设计设计Analysis/DesignAnalysis/Design简称简称SA/SDSA/SD系统实现系统实现ImplementationImplementation软软件件开开发发中中建建立立大大量量规规范范化化的的文文档档与与模模型型谢谢 谢！谢！
