[发明专利]数字化故障录波装置自动建模的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种数字化变电站中故障录波装置技术领域的方法，具体是一种利用变电站配置描述信息实现数字化故障录波装置自动建模的方法。

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。与一般的事件(Event)信息相比，故障录波数据具有很多突出的优点，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，包括：了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)包括：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。

由于具有上述优点，故障录波装置在电网中的应用已越来越普遍。在输电线路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括：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(Communication networks and systems in substations，变电站通信网络与系统，以下简称COMTRADE)IEC 61850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：CFG配置文件用于记录故障录波装置与通道的配置信息；DAT数据文件用于记录扰动数据。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。

由于存在上述问题，使得现有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。当需要实现自动化的故障分析功能，必需由人工方式针对每个工程、每台故障录波装置，逐个配置录波数据的模型信息。由于模型信息是与具体工程相关的，所以在变电站漫长的运行维护周期内，一旦工程配置发生变化，则需重新配置录波数据的模型信息。由此耗费了大量人力，且难以保证模型信息的准确性和一致性。而模型信息的不正确，则会直接影响故障分析的准确性和快速性，从而延长电力供应恢复时间。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种数字化故障录波装置自动建模的方法，利用变电站配置描述信息(Substation Configuration Description，以下简称SCD)和IED配置描述信息(IED Configuration Description，以下简称ICD)实现数字化故障录波装置自动建模，克服了IEEE COMTRADE标准中缺乏数据模型定义能力的不足，大量减少故障录波装置模型配置的工作量，提高模型信息的准确性和一致性，完成输电线路自动化的、快速的故障分析。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：装置配置、工程配置、系统运行三个阶段，其中：

1)装置配置阶段：读取故障录波装置的ICD文件，分别建立模拟量通道与装置模拟量虚端子之间的模拟量通道-虚端子映射表MAP-1A以及开关量通道与装置开关量虚端子之间的开关量通道-虚端子映射表MAP-1D；然后将模拟量通道-虚端子映射表MAP-1A和开关量通道-虚端子映射表MAP-1D存储为装置通道映射文件并存储至故障录波装置中。

所述的ICD文件为符合IEC 61850-6标准的XML文件。该文件以逻辑节点(Logical Node)形式描述了故障录波装置所具备的功能信息，以及装置的虚端子信息。该文件可由任意符合IEC 61850-6标准的IED配置工具(IED Configuration Tool)所创建。