电力系统故障综合信息处理系统.pdf

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1、瑚 1 年 5 月 继 电 器 R E L Y 第 2 9 卷第 5 期 5 1 电力系统故障综合信 息处理 系统 李阳春，王慧芳，郑金辉(1 浙江大 学电机 系，新江 杭州 3 1 0 0 2 7；2 浙江临海市台州电业局，浙江 台州 3 1 7 0 0 0 1 摘要：针对 目前我 国微机 型保护 与录旋器联 网面临的问题及特 点，提 出一 种分层联 网模 式设计 方案，并对 电 力 系统故障数 据的远程通信、电力系统 G P S对时问题进行 专门阐述。关键词：分层联 网模 式：远程通信；G P S 中图分类号：T M 7 6 文献标识码：B 文章编号：1 0 0 3-4 8 9 7(0 0

2、 1)0 5 0 0 5 1-0 4 1 引言 进入 8 O年代后，随着微机保护、录波器在 电力 系统中的大量应用，录波器的故障记录 已经成为分 析系统事故，特别是分析继电保 护动作行 为的重要 依据。它是电网调度中 t L,需要的重要信息。如何有 效地管理与利用由上述装置产生的数据，进行合理 地组网，以解决现有存在问题，并为将来发展留下扩 展的空间是本系统应该解决 的问题。2 故障信息处理 系统特点及面临的问题 间断性：与调度 自动化构成的计算机 网络 记录 的电网运行稳态过程相 比，故障录波器保护装置记 录的是电网故障的暂态过程。这就决定了当电网发 生故障时，故障录波器与保护装置将会在短时

3、间内 采集到大量数据，这些数据都需要快速、准确地传递 到调度中心。在电网发生故障时，信道繁忙，而在大 多数的时间，该信道是空闲的。接 口复杂性：各个 录波器、保护生产厂家以各 自 的通信规约装备其产品，而且接 r 在相 当长时间内 无法达到统一，这就 为高电压等级下不 同厂家装置 的互联带来了困难。时间不同步性：由于电力网没有精确统 一的时间基准，而作为本 系统特色之一的双 端测距 算法需 要线 路两端数据具有相 同的 时间基准，时间上稍有偏差就会给测距结果 带来较大的误差 从而导致双端测距算法难 以实 现 各种装 置独 自工 作，自带打 印机，数据 显示形式单一，难以长期保 存以及达到集 中

4、 自动处理和分析 的程度，导致了硬件资源和 数据资源的巨大浪费。3 系统简介 图 1 系统逻辑分层 在逻辑上，可以将本系统分为主站层、子站层与 现场设备层，主站层物理地址可以是调度中一 t3。子 站层的物理位置可以是变电站或者是发电厂。现场 设备即是子站层的自动装置 以及设备。3 1 系统组网方案 鉴于现场实际情况，尤其考虑到信息传输通道 的实用性和经济性，本系统采用通 过公用电话网相 连的方案进行组 网。该方案通过 自动拨号方式实现调度端与子站端 之间的 信息传 输。子站 端 与 自动装 置 之间 通过 R s 2 3 2串 口直接 相连。本系统 中，子站 与主站是属 于多对多的关系。任何一

5、个满足子站配置的系统都可挂在 电话交换网 上，以成为本系统的一个子站；任何一个满足主站配 置的系统都可以通过 电话交换网上调子站数据。该方案结构简单，易扩展，无专用通道，投资少，速度快，距离远，而且两端系统各 自独立，增强 了系 统的灵活性，简化 了系统接线，方便了数据各级的管 固 凰 1 i：H j月 i：i卜 i=!a、一 一“。-E 图 2 系统组 网方案 凰 一 维普资讯 http:/ 5 2 电力系统故障综合信息处理系统 图 3 主站层组网方案 3 3 主站层介绍 主站层 由服务 器、工作站组成一个小型、r r网 络。在系统规模大、可靠性要求高的情况下，主站服 务器和通信机都可以采用

6、双机热备用。主站 网络 管理 程 序采用 B o d a n d数 据 库引 擎(B D E)技 术，数 据库 可采用 S o LS E R V E R、O R A c L E、D 1 t 2 U n i v e r s a l D a t a b a s e 5 2等大型 远 程数据 库 其选择可依 系统特点和 自身开发力量而定，本 系统采用 S 0 Ls E R V E R 7 0。工作站通过 网页查询服务器数据。主站应用程 序利用 V C 6 0、D e l p h i 4 0、V i s u a l I n t D e v 开发。为规 范操作界 面，凡涉及 到界面部分 全部采用 D e

7、 l p h i 4 0开发 考虑 到 C语言 的高 效 性，凡涉及到桉心通信、处理均采用 V i s u a l C+6 0 开发。网页制作使用 V i s u a 1 n t D e v开发。主站数据流图见图 4 图 4 主站主要数据处理漉程 3 4 子站层 介绍 子站层 的主要任务是 采集子站内各保护和录波 装置的数据，在数据采集模块后将数据格式统一。如果装置与子站上位机距离过远，可采用信号中继 器加强传输信号以保证子站上位机数据接收的可靠 性。子站上位机通过智能多 串口卡与保护或录波器 等各种 自动装置通信，采用 R S 2 3 2串口通信方式，每 一个装置对应于一个串口，在硬件上保

8、证各装置数 据上调与处理的独立性，提高了系统可靠性。在该种组网方式下 子站上位机软件可以利用 Wi n d o w s 操作系统提供的多任务机制，对各个 自动 装置采用独立线程同时进行查询、接收、处理，以此 来提高接收数据的效率，满足子站系统 的实时性。为保证装置时间的精确，保证系统时间标准 的 统一 子站层还装设了全球定位定时系统 G P S，保证 定时对装置进行设置时间。本系统 为减 少故 障点，提高可靠性，采用研 华 A WS 8 2 5 P工控一体机作为子站上位机。G P s 使用 T C P s 2()型卫星同步时钟。子站数据处理流图见图 5。4 通信方式实现 4 1 由于故障 信息

9、处理 系统是近几年才发展起来 的，在变电站设计阶段往往不考虑本系统的通信信 维普资讯 http:/ 2 0 0 1 年 5 月 继 电器 RE I _ A Y 第 2 9卷第 5 期 5 3 霪 的 s 对 时 专 线 通 信 显 得 资 源 浪 费 本 系 统 通 过 公 用 电 话 网 进 行通信。精确统一的时间基准，可以在发生故障，特别是 图 5 子站主要数据处理流程 4 2 由于在故障期 间，传输 的数据量大，要想各个 变电站或发电厂 的故障数据能快速、准确地远传到 调度中心，要求计算机网络必须是一种远 程、高可靠 性、数据吞吐量大的系统。基于上述 目的，在三级数 据网尚未建设完成的情

10、况下，我们利用公用电话 网 在微机上研制开发了电力系统广域网通信软件 广域 网通信原理如下：(1)建立连接。给本地 M o d e m一些命令，包括 所要呼叫的对方电话号码，一旦对方不忙，对方的通 信软件就会检测到振铃，这时它会发命令 给 Mo d e m 接管该线路，发 出应答信号。当本地 Mo d e m榆测到 应答信号 它会送 回一个载波信号，应答呼叫，也可 通过设定 M o d e m在接受到指定的振铃 个数后 自动 应答呼 叫。经过 双方 M o d e m握 手后，即可 建立连 接。此时双方便可以交换数据了。(2)数据通信 操作串 口，向串 口读写数据以实现数据 交换。在通信期问，

11、可能 由于设备 出问题或线路噪音而引 起连接中断，这时 M o d e m会指示 丢失载波。为重新 建立连接，必须重新拨号。(3)断开连接 通过向 M o d e m发 送+命令，即可断开连接 使 M o d e m进命令状态 然后发送挂断命令，释放 电话线 维普资讯 http:/ 电力系统故障综 合信息处理系统 统通信软件稍作修改还可用于电同调度自动化、变 电站无人值班等不同领域。参考文献：1 李瑞生，等 电力系统自动化 G P S精确对时的解决方 案 继 电器，1 9 9 9，(5)2 苗世洪，等 电力系统故障录波装置的远程通信问题研 究 电力系统自动化，1 9 9 5，(7)收稿 日期：

12、2 0 0 0-0 8，2 2 作者简介：李阳春(1 9 7 7 一)，男，硕士 研究方向为电力系 统继 电保 护；王慧芳(1 叭 一)，士，硕士，讲 师，研 究方向为 电力 系统继 电保护。I n t e g r a t e df a u l t i n f o r ma t i o n p r o c e s s i n g s y s t e m o fp o we r s y s t e m u Y a n g-c h wA NG Hu i-f a n g ，Z HE NG J (1 Z h e j i a n g U n i v e r s i t y，0 l l 3 1 0 0 2

13、 7，C h i n a；2 T a iz h o u P o w e r S u p p l y B u r e a u，T a i z h o u 3 1 7 13 0 0，C h i n a)Ab ar ：O n th e b a s i s o f t h e c h a r a c t e r i s ti c a n d p mb l e r r a o f n dw f o r mi c r o p roc e s s o r b a s e d r e l a y a n d f a u l t r e e o l d e r i n O l lr c o u n t -a d

14、 e，s i v a s c h e me a l y 即耐 i n t e r n e t l J n g t t r l e i s p r o p o s e d a n d s【p mb l e m s o n r e mo t e e o mmmfi e a fi o n o f f a u l t d a t a a n d GP S t i me s e t tmg i“po w e r s y s t e m a r e d e s c r i b e d a s w e l 1 Ke y we c d s：l a r e d n e t t i n g mo d e：r e

15、r n 0 c o mmu n i c a t i o n；G P S (上接第 1 6页)l 4 G a mi a A V，z ,g o M G T h r e e-p h a s e D e c c p l e d P o w e r n|州 f o r D i s ha o n S s t e m s l E E P r o c-G r l e r T r a n 2 s _ t r i b 1 9 9 6，1 4 3(2)：1 8 8-1 9 2 5 J M o-S h i n g C h e r t T s a i H s in g C h e n A p p l i c a t i

16、 o n o f T h r e e-p I 1 日 s e L 0 a d F l o w t o P o w e r S y s t e m D i s t r i b u ti o n A at e n u t t l o n 1 E E I n t e r n a ti o n a 1 C n f e r e n c e O n A d v a n c e s i n P owe r蹄s t e m C o n t r o l，Op e r a ti o n a n dMa n a g e n e n t No v e mb e r 1 9 9 1 Ho o g K o n g，P P

17、 4 7 2-4 7 8 6一 C a r o l S C h e n g，D a r i u s h S h i r mo h a m-n m d i，A q l we e-p h a s e P o w e r F l o w me t h o d fo r R e a l t i me D i s t r i b u t io n s y s t e m An a l y s-i s，I E E E T r a n s a e t i o t t s O il P o w e r s te m s，1 9 9 5 1 0(2】：6 7 l 一 6 7 9 7 廖怀庆 配电网络三相不平衡系

18、统的数学模型与计算 方法 东南大学硕士学位论文，2 0 0 0南京 I 8 I E E E D i s t ri b u ti o n P hi n n m g Wo r k i n g G r o u p R e p o r t R a d i a l D i s t r i b u ti o n T e g t F e e d e m I E E E T r a n s a c t i o n s o n P o w e r 一 t e r n s，1 9 9 1 6(3)：9 7 5 9 8 5 收稿日期：2 0 0 0-1 0-2 3 作者简介：廖怀度(1 9 7 5 一)，男，硕士，

19、从事 E M S ,A D A、电 力市场技 术支持 系统等方 面的研 完、开发 和维护 工作；单 渊选(1 9 3 0)，男，教授，博士生 导师，I E E E&C E E E高级套 员，研 究方向为电力系统规划、E MS、D M S和 电力 系统稳 定控制；奠铭培(1 9 3 3一)，男，教授级 高工，原 上海电力工业局 中心 调度 所总工程师；昊杰(1 9-)，男，副教授，研 究方 向为 电力示坑稳定控制、配 电网 自动化，馈 线 自动化(r r u)等。A t h r e e-p h a s e l o a d f l o w me t h o d f o r r e a l-l i

20、me c a ku l a l i o n i n c o mp l i c a t e d d i s t r i b u l i o n n e t wo r k s 1 J A OH u a i q in g。，S I-L N Y u a n d a ，M OMi n g-p e i，WU J i d (1 S h a n g h a i M t m i c i【p a l E l e c tr i c P o w e r C o mp a n y，2 0 0 0 2 5，C h i n a；2 S o u t h e a s t C fi n a u n j Y ，N a n j i

21、n g 2 1 0 0 9 6，C h i n a)Al tr a e t T h i s p a p a l p r e s e n t s ath r e e-p h a s el o a dfl o wme t h o df o r s o Mn gt h e c o mp l i c a t e d d i s t rib u t i o n n e t w o r k s D u et ot h e a p p l i c a ti o n s o f v a-r i o u s(e c h n i q u e si nt h e p a p e r，th e p I 叩e dme

22、t h o d c“e ff e c t i v e l y s o l x et h el：o b e ms 0 f hig a UX r a t i o s，r a d i a l 0 r ,w a k l yl o o p e d s t mo a t e，P V,-,o d e s a n d t mb a l a n c e d c o n d i t i o a s T e s t r e s u l t s i l l u s t r a t e t h a t thi s me tho d p o s s e s s e s a la e x c e l l e n t q u e r y of mb u s t n e s n，e al e n c y a n d C O 11 1 1 0 一 d a t i o n Ke y wo r d s e l i s l r i b u l i o n n d s：th r e e p h a s e l o a d fl o w；we a k l y l o o p e d；P V r Io d e s 维普资讯 http:/