YS3000电力故障信息处理系统技术说明

YS-3000电力故障信息处理系统技术说明 一、YS-3000系统概述1.1概述YS-3000电力故障信息处理系统，是我公司独立拥有自主知识产权的高科技产品。本系统是由位于调度端的主站子系统（主站）和分布于不同地区的电厂、变电所内的厂站端子系统（子站）及介于主子站之间的通信子系统构建而成，各分布子站能采集厂站内继电保护和故障录波装置的运行数据，并能按数据订购策略远传至调度端进行集中分析处理，调度员可以通过主站对子站下发各种指令以获取子站及子站内接入装置的运行信息。本系统拥有完善的电网故障数据分析能力,以及为适应管理模式而定制的对继电保护和故障录波装置的运行管理能力，综合分析线路故障时的装置上送数据能迅速对故障点进行定位，为装置异常和事故处理的快速响应提供了强有力的科学依据。本系统已在苏、皖、渝、闽、晋、赣、蒙、豫、湘、鄂等诸省市的各大、中型电网中稳定投入运行，为各地区的继电保护管理和电网的稳定运行发挥着巨大的作用。1.2适应对象1.2.1主站适应对象YS-3000主站可以适应国调中心、网省调中心、超高压局、地区调度所的不同要求。1.2.2子站适应对象YS-3000子站可以适应500kV、220kV、110kV等级的发电厂、变电站。1.2.3通信子系统适应对象YS-3000通信子系统可以适应目前国内所有不同规模的主、子站通信要求。可以扩展兼容不同的主、子站通信规约。二、YS-3000主要技术指标2.1 系统实时响应指标画面整幅调用响应时间2秒画面实时数据刷新周期110秒，可调事故变位报警反应时间1秒全部故障信息采集时间12秒事故采集装置SOE分辨率2毫秒与GPS标准时间的误差1毫秒2.2 可靠性指标系统可用率99.9%系统平均故障间隔时间（MTBF） 35000小时 主站画面分辨率128010242.3 CPU负荷率正常状况(任意5分钟) 10%事故状况(任意10秒) 50%2.4 子站信息上传指标保护动作总报告及故障录波简报 (2M专用通道)20秒故障采样数据(2M专用通道)5分钟2.5 电源指标及环境温度工作电源DC110V、220V，AC200V250V环境温度-1050相对湿度90%（25）三、YS-3000架构及功能说明3.1 YS-3000架构电网内某一子站往往涉及到多家管理单位，而每家管理单位往往又要管理多个子站，为适应管理和应用的需要，在设计主子站系统的网络架构时必须适应这一实际需求，图中所示的YS-3000主子站网络架构是满足这种管理模式的典型方案。主站1至主站M分别对应不同的管理部门，诸如地调、省调、网调等,子站1至子站N则分别对应不同的厂站。主子站之间的通信可根据不同地区的通信链路状况，可以用数据网，也可用通信专网，还可以用电话拨号，通信链路好的地区可以将电话拨号作为数据网或通信专网的通信备份。3.2子站架构及功能3.2.1子站架构子站强调的是对厂站内的继电保护和故障录波装置的接入能力以及子站本身的稳定运行能力，接入能力是指厂站端的管理机不但能够接入不同时期、不同厂家、不同型号、不同通信接口及规约的继电保护和故障录波装置，而且能够准确无误地采集这些装置在运行状态下产生的各种瞬态数据。因此，子站应能提供多种通讯方式以适应子站同继电保护和故障录波装置之间的通信需求。3.2.2子站功能子站的主要功能是接入厂站内的继电保护和故障录波及其它自动装置，并且能够准确无误地采集这些装置在运行状态下产生的各种瞬间数据，再将采集到的各类数据进行整理就地存储并发往主站，供调度中心进行分析处理。装置接入YS-3000子站适应多种通信方式及通信规约接入厂站内不同的继电保护和故障录波以及其它自动装置。规约转换YS-3000子站将装置按不同规约上送的各类数据解释存储并能按标准通信规约进行转发。数据采集子站为适应管理要求能自动或手动采集装置的运行数据，自动方式下的采集为适应规约要求又分为主动和被动两种方式。信息标准化子站内装置型号繁杂，同一信息序号的语义表述往往不尽相同，不便于管理。YS-3000子站实现了标准信息的建模和转换功能。信息定制为适应管理需要，子站可以设定信息上送策略，并按上送策略将信息发往不同的主站。自检子站定时自动检测自身硬件及与装置的通讯链路。时钟同步子站接收GPS输出的时钟报文，对厂站内接入的智能化装置授时。告警提示子站对厂站内装置的自检错误和动作行为给出告警提示，并使图形化界面上装置示意图相应的装置闪烁，还可通过开关量控制单元控制声光电信号开关的开合，起到告警提示作用。存储管理子站不间断的运行，会采集大量的信息，为便于对采集的数据进行处理和存档，系统采用了商用关系型数据库管理系统IBM DB2，用以存储管理所采集到的各类数据，并对数据的存储容量进行实时监测，当采集的数据接近子站的存储容量时会给出告警提示，或按子站设定的存储策略进行转储或删除。多主站发送为适应管理需要，子站采集的数据可以发往不同的主站及本地监控。信息过滤子站可以屏蔽无用的装置采集数据。如检修装置的测试数据等。用户登录管理子站对登录到系统的用户按WINDOWS的用户管理模式进行严格的管理。信息查询及报表子站提供了对继电保护和故障录波装置的信息查询及报表管理功能，子站所能采集的信息均可通过查询方式得到，查询的结果可以报表的形式显示或打印输出。操作跟踪子站的运行不能影响继电保护和故障录波装置的原有功能和运行的独立性，为确保系统所采集数据的正确性，防止误改、误删等操作，需对登录到系统的用户及其行为进行严格的跟踪管理，即：将所有操作轨迹产生系统日志，便于事后检索跟踪,以保障系统的稳定安全运行。图形生成子站提供了简单易用的图形编辑工具，快速编辑生成以电气主接线图为操作背景的操作画面。波形分析子站集成了录波数据的波形显示及分析工具。3.3主站架构及功能3.3.1主站架构3.3.2主站功能图形化监控主画面为区域地图叠加电网走线示意，并标识具体的厂站。双击厂站示意可弹出具体的厂站电气主接线图，包含母线、变压器、线路及开关。在一次设备旁标注微机装置图标和名称，选择微机装置图标击键后后弹出菜单，菜单包括可对该装置和其在数据库的信息操作的各种命令。告警提示当接收到子站上传的自检或事件信息时，显示上传信息的文字描述，并自动推出相应的子站画面，持续发告警音提示（持续时间可以调整），并保持相关设备图标闪烁，直至用户响应。根据需要，告警的文字信息还可以通过GSM的短消息服务发往指定的手机。完善的分析手段提供了较完善的故障数据分析手段，具体有谐波分析、矢量分析、阻抗分析等功能，故障数据的图行化分析形象直观，方便使用。数据库管理信息管理系统不间断的运行，会采集大量的信息，为便于对采集的数据进行处理和存档，系统采用了关系型数据库管理系统DB2，用以存储管理系统所采集到的各类数据，系统对数据的存储容量进行实时监测，当系统的采集数据接近系统的存储容量时会给出告警提示，或按系统设定的方法进行转储或删除。用户权限管理遵循WINDOWS的用户权限设置模式对YS-3000的登录用户进行相关设置和相应的管理。信息查询及报表对继电保护和故障录波装置的信息不但在主站本地数据库进行查询统计，还可远程查询子站数据库中的信息，查询的结果可以报表的形式显示或打印输出。远程操作远程执行所辖子站内所有能对接入装置的就地操作功能。故障测距利用双端信息对故障进行定位，提供两种以上的测距算法，以保证测距的精度。定制管理功能可以按照管理模式定制相应的设备台帐及相应的报表统计功能。继电器特性分析可根据预先设定的各种继电器动作特性，用故障时的模拟量对继电保护安装处的继电器进行动作推演分析，可以根据继电器的特性和整定值，画出继电器的动作特性，如阻抗动作轨迹等，同时留有增加新的阻抗算法的接口。专家系统对保护的动作情况可根据不同的知识库系统，结合继电保护和故障录波装置的录波数据对保护的动作行为进行推理演算分析，并对继电保护和故障录波装置的特性给出相应的评价。3.4通信子系统功能为了让电网发生故障后所产生的信息能够快速传输到主站，通信子系统具备以下一些策略上的功能。断点续传当召唤录波数据时，若传输过程中断后恢复传输，则录波数据传输可从断点处继续，节省传输时间，提高工作效率，解决网络不稳定情况下带来的重复传输问题。紧急发送电网发生故障时子站所采集的数据量非常庞大，为能在第一时间迅速将运行人员所关心的主要信息传输到主站，子站会优先紧急上送装置的事件和动作报告，再传送故障录波数据。可靠传输在子站上传必须送达主站的信息期间，当通讯发生中断并恢复正常通信后继续将未能上传的数据上传到主站，可靠传输必须上传的数据。规约兼容IEC60870-5-103规约应用于主子站通信具有诸多限制，新一代开放式规约IEC61850还没有正式颁布实施，通信子系统在兼容通信规约上进行了开放式设计，可以兼容不同的主子站通信规约。通信自检通信子系统自动检测主子站之间的通信链路状况，在通讯中断的情况下会尝试再次连通。报文监视方便的主子站之间的报文传输显示监视，直观实时地监视主子之间的通讯链路状况。四、YS-3000调度端实施方案及配置41高端配置42经典配置43简约配置五、WEB发布为适应电力部门的网络化办公需要，便于电力调度部门领导及相关管理人员能了解整个电网及厂站端装置的运行情况，YS-3000主站提供了装置运行信息的WEB发布功能，相关管理人员可以通过浏览器上网查询阅读YS-3000发布的信息。六、YS-3000的特点6.1可接入保护种类全、设备接入率高已完成接入的保护种类达170多种，涵盖了国内目前的所有微机保护、国外的大部分保护以及目前所有录波器厂家的录波装置，在我公司开通的子站中，保护的正确接入率是100%(保护通讯正常)。6.2采用模块化结构采用模块化结构设计设备规约转换的标准框架及接口，将每种保护的规约转换模块单独封装成标准的动态链接库(DLL)，因此对于未来新型的微机保护，在规约齐备的条件下，开发周期一般为4天。6.3接入保护数量不受限制与每套保护的通讯采用独立线程，并采用多种通讯方式，如：串口点对点，RS485/RS422总线，LAN网，LonWorks总线及管理机等，保护的接入数量不受限制。6.4开通简单、扩容方便由于每套保护的接入只需在子站软件的配置界面中设定使用的规约转换DLL，及保护装置的通讯参数，使接入非常简单，扩容也非常方便。6.5灵活的信息定制灵活的信息定制使对网调、中调、地调等主站或分站可以根据需要定制发送某几种保护或保护的某几种信息。6.6开放的主子站通信模块主子站通信采用模块化设计，可以兼容多种主子站通信规约，诸如华中103、华北103、华东103、标准103、江苏103，对每种通信规约设计成动态链接库DLL，可以在通信主模块中配置多种主子站通信规约，从而可以支持不同通信规约的子站接入主站。6.7波形文件的报文传输为适应国家电网公司对电网信息系统的网络安全要求,利用专用端口利用规约报文传输波形文件,杜绝了网上的非法侵入。6.8波形数据转储YS-3000系统的波形数据是存于数据库中,为便于携带波形数据用于汇报、讨论、研究，系统提供了便捷的波形数据转储功能，将数据库中的波形数据转换成标准的COMTRADE格式文件。 YS3000A系统的优点YS-3000的特点1.可接入保护种类全、设备接入率高已完成接入的保护种类达170多种，涵盖了国内目前的所有微机保护、国外的大部分保护以及目前所有录波器厂家的录波装置，在我公司开通的子站中，保护的正确接入率是100%(保护通讯正常)。2.采用模块化结构采用模块化结构设计设备规约转换的标准框架及接口，将每种保护的规约转换模块单独封装成标准的动态链接库(DLL)，因此对于未来新型的微机保护，在规约齐备的条件下，开发周期一般为4天。3.接入保护数量不受限制与每套保护的通讯采用独立线程，并采用多种通讯方式，如：串口点对点，RS485/RS422总线，LAN网，LonWorks总线及管理机等，保护的接入数量不受限制。4.开通简单、扩容方便由于每套保护的接入只需在子站软件的配置界面中设定使用的规约转换DLL，及保护装置的通讯参数，使接入非常简单，扩容也非常方便。5.灵活的信息定制灵活的信息定制使对网调、中调、地调等主站或分站可以根据需要定制发送某几种保护或保护的某几种信息。6.开放的主子站通信模块主子站通信采用模块化设计，可以兼容多种主子站通信规约，诸如华中103、华北103、华东103、标准103、江苏103，对每种通信规约设计成动态链接库DLL，可以在通信主模块中配置多种主子站通信规约，从而可以支持不同通信规约的子站接入主站。7.波形文件的报文传输为适应国家电网公司对电网信息系统的网络安全要求,利用专用端口利用规约报文传输波形文件,杜绝了网上的非法侵入。8.波形数据转储YS-3000系统的波形数据是存于数据库中,为便于携带波形数据用于汇报、讨论、研究，系统提供了便捷的波形数据转储功能，将数据库中的波形数据转换成标准的COMTRADE格式文件。