[发明专利]智能变电站故障录波装置的录波模型建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种电力系统技术领域的方法，具体是一种用于智能变电站故障录波装置的录波模型建模方法。

背景技术

在电网发生故障或大的扰动时，集中式故障录波装置和具有录波功能的保护装置(以下统称为故障录波装置)皆能够准确记录故障前后若干周波的录波数据。与事件(Event)信息相比，故障录波数据具有很多独特的优点，例如：(1)可信度高。故障录波器的采样频率一般能达到4kHz及以上，包含有更丰富的电网暂态信息，能真实反映电网故障前后的运行情况；(2)容错性好。由于故障录波装置可以在一段时间内连续录波，可充分利用录波数据的连续性实现容错性；(3)包含时序信息。故障录波数据不但能在纵向反映局部电力系统的时间断面信息，而且在横向记录了模拟量和开关量连续变化的时序信息，该时序信息可以揭示更多的故障信息。由于具有如上优点，故障录波装置也被称为电力系统的“黑匣子”。

随着计算机和通信技术的不断发展，故障录波装置在电网中的应用已越来越普遍。在电网发生故障或受到扰动时，需要尽快确定故障性质、判断故障位置，以便尽早恢复电力供应。为达到这些目的，需要由计算机系统对故障时产生的大量故障录波数据进行自动分析。

对故障录波数据进行自动分析的基本前提是，故障录波文件中不但应包含“数据”，还需提供描述数据语义信息的“模型”。所谓“数据语义”，就是要求将模拟量、开关量通道与变电站一次设备或间隔建立关联，或将事件(如保护跳闸)与装置内的模型建立关联。这种关联关系表征了故障录波数据和电力系统一、二次设备的内在关系，构成了故障录波的模型信息。但故障录波数据的现有标准并不支持上述模型信息的定义与表达。

故障录波数据的现行标准是IEEE C37.111-1999COMTRADE(以下简称COMTRADE)。IEC 61850(Communication networks and systems in substations，变电站通信网络与系统)继续接受COMTRADE作为故障录波的存储和交换标准。COMTRADE标准主要定义了两类文件：配置文件(扩展名为CFG)用于记录故障录波装置与通道的配置信息；数据文件(扩展名为DAT)用于记录扰动数据。其中，配置文件仅提供了关于模拟量和开关量的通道信息，而无法建立通道与一次系统以及装置内部模型的关联关系，故现有COMTRADE标准只能满足数据记录和离线人工分析的需求，而难以满足自动化的故障诊断和事故分析的需要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种智能变电站故障录波装置的录波模型建模方法，通过基于变电站的分布式录波模型文件存储和传输，实现位于调度端的自动大量故障录波数据的处理，大大提高电网故障诊断、事故分析的效率。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

1)规范故障录波装置的信息模型文件，建立电力传输系统模型配置文件，即INF模型文件，采用XML文件作为该模型文件的存储格式，并以XML Schema建立其规范化文件结构，为自动建模提供统一的配置模版；

2)加载模型配置模版，导入变电站模型库，导入CFG配置文件，提供模型配置模版编辑接口，添加一次设备和通道间的映射关系，生成INF模型文件，具体为：

2.1)首先导入记录有变电站的一次、二次设备信息的CIM模型文件，并在导入过程中需要提取CIM文件中的设备参数信息；

2.2)导入包含通道信息的CFG文件；

2.3)使用配置工具进行包括变电站配置、线路配置、母线配置、变压器配置、录波器配置的变电站参数配置，进行变电站及二次设备与CIM模型中的相应设备ID间对应关系的配置；

2.4)通过模型配置工具进行INF模型文件中的模拟通道设置、数字通道设置、含线路、变压器、母线的设备配置；

2.5)由模型配置工具自动完成INF模型文件的生成，在保存为INF模型文件时，模型配置工具会使用XML Schema对所生成的文件进行校验以保证文件格式的正确性；

3)故障录波装置加载步骤2)中生成的INF模型文件，并在发生故障时由调度端获得故障通知，从故障录波装置中获取含有在线生成的CFG配置文件、在线生成的DAT数据文件以及离线生成的INF模型文件的故障录波文件，并利用模型信息，按同一次系统故障，从多站、多装置、多文件中提取通道信息，形成包含该次故障完整信息的虚拟录波文件，最后按一次故障、一次设备智能地组织故障信息，存入数据库，供故障诊断和事故分析使用，具体包括以下步骤：