【电力系统继电保护故障信息采集及处理系统7700字（论文）】

电力系统继电保护故障信息采集及处理系统目录TOC\o"1-3"\h\u9033第1章绪论 1246241.1研究背景 1151081.2国内外研究现状 1136621.3相关技术概述 2101131.3.1协议转换技术 2267381.3.2NET开发技术 3283531.3.3SQLServer数据库 34829第2章系统需求分析 425872.1系统研发背景 480972.1.1系统硬件环境分析 4152372.1.2系统软件结构分析 5102122.2系统功能需求 625170第3章系统功能设计 8136533.1系统硬件结构设计 8293323.2系统网络结构设计 983053.3系统功能模型设计 932603.4系统通信方案设计 10128373.5系统功能模块设计 12243813.5.1参数设置管理功能设计 13111153.5.2保护装置操作管理功能设计 1426133.5.3录波器操作管理功能设计 15109533.5.4远程控制管理功能设计 1615721第4章系统功能实现与测试 19263394.1系统开发环境 19192244.2系统功能模块实现 19119004.2.1参数设置管理功能实现 20323714.2.2保护装置操作管理功能实现 21249854.2.3录波器操作管理功能实现 22150304.3系统测试及结果 2329860第5章结论 2421954参考文献 26第1章引言智能电网的快速发展和应用对公用电力系统的管理提出了更高的要求。对于网络性能和性能，还有更严格的标准。要求在电网的运行和维护管理中采用高功率。已实现自动化工具和平台，以便在发生异常故障后，电网可以快速，高效，准确和全面地收集和分析异常数据。在此基础上，可以应用自动或手动干预技术来纠正异常网络故障。从技术的角度来看，在继电保护故障信息系统的开发和实际运行中，有必要考虑到各种供应商，技术标准，硬件继电保护装置，微机设备和所安装设备的通信协议等录音机。并部署在电网中。波浪设备设备和辅助智能调度设备引起的硬件接口不兼容，数据交互无法提供简单的集中控制等问题。有必要建立一套标准化的功能系统和数据交互机制，以兼容不同类型的设备。和通信需求，以实现对上述设备关键服务的统一访问和集中的通用数据管理。它主要执行网络管理和分析。每个站的运行数据和故障数据；该系统部署在每个站点内以及网格末端，以收集和预处理厂站和站点末尾的生产数据和故障信息，并将其发送到主站点。本文是在TS6000系列保护电力公司开发和实施继电保护信息系统，以提高电力系统的总体功能和维护、提高调度管理效率和促进电力传输系统的发展。第2章系统需求分析TS6000/TS8000继电器保护系统是保护故障信息平台的重要组成部分。公司不同电压等级的500kv/220kv/10kv继电器保护。故障信息收集、信息和报告职能和过滤器控制和配置,实现了关键继电保护故障信息系统功能,可以实现不同供应商的智能终端设备互联，以提升电力公司继电保护故障信息系统的管理效率和水平。本章分析了网络保护故障信息的需求、讨论和说明了系统开发的背景、分析了研究和开发系统的具体目标、功能实现和性能要求。2.1系统研发背景2.1.1系统硬件环境分析由于TS6000/TS8000系列继电保护故障信息平台需要建立一个系统间共享故障信息的渠道，安装在各种电压变电所和位于公司网络控制中心的主要台站系统上的系统，因此本节中的系统部署硬件对环境进行分析调查。如图3.1所示。图2.1系统硬件结构环境如图2.1所示，对于本文档中研究的继电器故障信息系统，可用的硬件资源主要包括具有数据采集和电网通信功能的各种RTU，ZigBee无线基站资源和4G无线基站。关于硬件环境，系统可以使用上述各种获取设备和通信资源来建立与主站系统的通信链接。同时，每个变电站的内部通信资源和硬件资源主要在功能部署系统中使用，例如内部通信总线资源，终端计算机设备，变电站主机设备等可以与功能部署相匹配的资源。系统要求。2.1.2系统软件结构分析根据TS6000/TS8000系列继电保护平台的一般经验，以及公司管理层对故障信息的要求，关于继电保护软件，以防止信息系统故障，主要功能部分分为内部的变化通信服务，公司的电气系统配置中心的主要信息管理系统之间的局部故障和主要服务站之间的通信等。如图2.2所示。可提供一个通用的继电保护软件结构模型。图2.2系统软件结构模型继电保护故障信息系统中主要功能软件的说明：1.本地通讯功能：解决系统和变电站内安装线路保护问题，变压器保护，母线保护，断电保护和数据传输登记员，包括收集关于变电站各种次级装置故障的数据，收集信号和管理设备。2.本地故障信息管理功能：这是开发系统内部功能的主要任务，应对于管理厂站故障信息的要求，详细说明了相应的内部功能。3.主站通讯服务功能：解决公司电网调度中心系统与主站系统之间的业务数据传输功能，主要用于系统传输给主站系统的各种故障信息和波形信息。4.本地故障信息数据库：使用数据库管理系统方法安装在每个变电站系统中。故障信息数据库对本地故障信息进行集中存储和维护管理。2.2系统功能需求结合继电保护故障信息系统的发展背景和对发展目标的分析，从系统软件水平的角度分析了对系统功能开发的具体要求。本文以参数设置的形式总结了系统开发的功能目标。包括安全装置操作和波形记录、操作和远程控制共有四个方面，功能要求如图3.2所示。图2.3系统功能需求用例第3章系统功能设计继电器故障信息系统的功能设计工作包括软件，硬件资源和网络资源，以管理公司电力系统的运行和维护。同时，有必要整合功能系统和主站系统的部署方式。功能设计，具体包括系统硬件结构，网络结构，功能模型，功能模块结构和数据库设计等。3.1系统硬件结构设计从继电器保护故障信息平台（终端站，系统）的总体布局来看，系统硬件的设计见图3.1。图3.1系统硬件结构设计继电故障保护系统的硬件结构是以其运行的变压器母线内部网络为基础的。外地各种辅助设备、录音设备和其他设备的保护装置以RS232、RS485为基础，103连接到局域网的通信协议和TCP/IP以太网接口，并通过使用短的无线局域网提供访问局域网的机会，1.在ZIGBE变电站和随后在数据处理服务节点转换协议上安装的设备，通过统一的数据接口和通信规范连接到总线网络变电站。3.2系统网络结构设计继电保护故障信息系统的网络结构模式采用基于C/S的网络模式，即系统客户端，为变电站控制人员提供功能性的工作接口，需要专门的研发，需要部署一个单独的服务工作站，如图3.2所示。图3.2系统网络结构设计将系统客户端应用程序部署到系统硬件结构的维护工作站，并在企业侧创建监视节点。作为系统的客户端应用程序，站点侧的监视节点通过变电站内部总线网络的保护隔离设备与系统的内部服务器进行交互，以实现各种维护功能并管理有关继电保护故障的信息。同时，系统的后台在硬件结构上对应于系统服务器的主机。基于各种网络通信设备和中间协议转换服务节点和其他资源，它与内部的可选硬件保护设备，录波器和打印机设备进行交互通讯。3.3系统功能模型设计根据信息系统继电保护的功能要求，以及一般硬件和网络结构的要求，该系统的功能模式主要分为用户界面、TCP/IP服务水平、系统的基本逻辑。如图3.3所示，协议转换服务的级别、水平和结构、特定功能模式的硬件终端水平。图3.3系统功能模型设计如图3.3所示，从变电站管理器的终端操作的角度来看，系统的最高级别是客户端操作接口级别，主要用于为变电站管理器提供内部功能的各种操作支持系统的。对于现场硬件，例如各种次级保护设备和记录设备，必须由系统直接进行服务和管理，以消除实际部署过程中出现的通信接口，交互接口，数据协议和硬件通信协议之间的差异。更为严重的问题是，在系统功能模型中，专门部署了用于通信协议和协议一致性处理的安全设备和录波器协议转换服务级别，并对各种通信方法进行了统一处理。3.4系统通信方案设计继电故障保护电路分为两个主要部分。第一个问题涉及系统软件功能、内部资源系统和辅助设备之间的联系、无线电频率记录器和局域网。另一个终端设备。设备。其次，这是公司调度中心网络中心系统和主机系统之间的联系问题。在制定具体计划时，将在系统内建立单独的通信模式，并对方案的互动功能进行配置。1.系统通讯信息建模通过硬件信息收集机制，系统的通信交互，各种通信协议的设备的运行状态，接口类型和相关参数，以及使用电力行业常用的103通信协议模型标准来实现数据交互。图3.4系统通信信息建模2.开发系统通信配置方案。继电保护故障信息系统的通信配置图的设计应与主站系统相集成，因为它们之间的数据交互是整个电力系统，电站和电网的继电保护故障信息管理的核心。调度中心得以实施。因此，基于以上考虑，本文中的实际系统通信配置图使用图3.5所示的通信配置方案。图3.5系统通信配置方案3.5系统功能模块设计继电保护故障信息系统的内部功能结构主要是根据特定的功能开发目标和功能目标的类型进行分离，以定义系统功能模块的表示形式，在逻辑层次上实现功能封装，并进行构建。系统的内部功能结构。因此，系统控制系统主要分为四个功能模块：参数设置控制模块，保护装置控制模块，记录仪控制模块和远程控制模块，其功能结构的具体结构如图4.6所示。图3.6系统总体功能结构设计3.5.1参数设置管理功能设计根据模块的功能设置，该模块分为系统控制选项，信息管理，设备状态显示设置，设置显示保护属性，设置风格，查看系统信息等。图4.7显示了具体功能结构。图3.7参数设置管理模块功能结构设计系统开发采用C/S网络构架，参数设置控制模块是系统中自定义工作样式和界面样式的实现的重要功能支持。它的功能与系统的主要功能之间没有逻辑联系，即错误的逻辑流。信息管理。在设计参数调整控制模块的功能过程结构时，本文使用图4.8所示的逻辑流程进行处理。图3.8参数设置管理模块逻辑流程3.5.2保护装置操作管理功能设计对于系统保护设备操作控制模块，它主要封装了系统中变电站内部部署的设备的二级保护设备的设备控制功能，例如查看保护设备设备的主要属性以及配置设备。值控制，开关操作控制，软压板操作控制，模拟操作控制，运动事件操作控制，运动事件视图控制，自检警报控制，事件历史视图，本地记录控制，记录文件下载，控制和信号处理功能例如音量查看控件，如图3.9所示。图3.9保护装置操作管理模块功能结构设计保护设备操作控制模块的功能逻辑核心是基于变电站内部通信协议的系统通信方案和设备的远程控制及维护接口，其主要属性，定值数据和所需保护设备的切换是：收集和使用信息收集。数据，软板数据，事件数据，示波数据等将被收集并发送回去。同时，通过下行数据传输将简单的状态管理指令发送给保护设备，以实现改变和维护保护设备的工作状态和配置参数。所以，从功能逻辑流程模型的角度来看，系统的保护装置操作管理模块的内部逻辑处理流程及框架设计如图3.10所示。图3.10保护装置操作管理模块逻辑流程3.5.3录波器操作管理功能设计根据录波设备在厂站安全中的作用和操作方式，系统中录波器的操作控制模块主要分为管理记录设备的主要属性，定值的控制操作和本地录波设备的控制，内部功能结构模型如图3.11所示。图3.11录波器操作管理模块功能结构设计在系统录波器操作控制功能模块中，根据录波器的实际控制，分为录波器基本属性管理，录波器定值操作管理和内部本地录波管理系统，并可以进行录波导出，如图3.11所示。同样，对于录波器的远程控制功能，还需要使用数据服务在系统内部服务器的支持下实现终端分配，因此系统记录仪功能模块的逻辑流程模型的设计可以获得如图3.12所示。图3.12录波器操作管理模块逻辑流程3.5.4远程控制管理功能设计远程控制功能是基于保护装置的基本数据的呈现来可视化地通过系统维护工作站远程控制系统内的变电站中的次级保护装置的功能。可以对其进行远程控制和管理，例如收集运行状态数据和管理运行状态更新。在远程控制模块中，根据日常工作的内容对厂站现场二次设备保护装置进行监控，它主要分为主保护装置状态控制，开关过程控制定值区域的设置，更改设备的定值并进入软压板并控制输出参数，这样就可以得到远程控制功能模块内部功能结构的模型，如图3.13所示。图3.13远方控制管理模块功能结构设计如图3.13所示，对于系统遥控功能模块，变电站内二次设备保护装置的遥控功能分工为主要设备的控制和控制。固定值转换控制。该领域，固定成本管理设备的转换，以及管理设备的包装和从软板回收。在控制管理的主要功能中，它分为有关保护设备主要属性，信号复位，属性调用，时间调用和强制时间同步的信息表示。与保护设备的时间管理有关的功能应基于GPS来实现。设置区域切换功能主要实现对安全设备设置区域属性的控制和支持，包括切换前调用设备设置，调用区域代码，打印设置数据列表以及切换后切换设备设置等。值更改功能主要涉及在不切换定值范围的情况下手动更改保护设备中的定值参数。图3.14远方控制管理模块逻辑流程模型设计如图3.14所示，在进行远程控制模块的内部逻辑处理时，变电站管理器根据远程保护模块的基本数据选择需要控制的保护模块，以便对其进行各种操作。控制操作，界面正在工作。所有控制指令均基于保护设备的通信服务在本地发布，以103通信规约以及符合61850技术的协议进行厂站端通信。第4章系统功能实现与测试4.1系统开发环境根据事故继电保护系统的功能图，使用数据传输技术，NET平台开发了SQLServer数据库的技术和技术，用于设计和实施系统功能，以防止发生故障，并介绍了系统功能布置的方法。（1）.NET平台：VisualStudio.NET2010；（2）.NETFramework：.NETFramework4.5版；（3）编程语言：C#.NET、SQL数据库操作语言；（4）数据库站和系统后：SQLServer2010。4.2系统功能模块实现对于继电保护故障信息系统，不仅需要实现对站内二次设备保护装置和记录设备的本地控制，而且还需要向站内网络环境中的变电站控制人员提供相关信息。厂站站维护站操作功能。同时，系统还必须根据厂站和公用事业之间的专用TCP/IP功率传输网络环境交换数据。因此，在实际部署中，除了变电站内的系统功能和服务部署外，这也是必要的。考虑系统与主站系统之间的交互式部署。图4.1继电保护故障信息系统功能部署方式4.2.1参数设置管理功能实现当变电站管理器在客户端上打开相应的控制界面时，服务工作站将根据保存在系统后台的参数更新结果，以与每个控件相对应的WinForm表单的表单加载方法OnLoad（）的形式初始化界面。渲染窗口并显示视觉参数的界面。功能模块中用于管理参数设置的工作界面，如图4.2所示。图4.2参数设置管理功能模块运行界面根据变电站经理选择的信息类型，该系统在内部运行的相关操作要求，并与TCPCommService对象的联系在主调度中心。公司电力系统调度中心，使用通信处使用接口进行上述工作，以检索和检索关于状态或服务的信息，并履行有关职能。相关的软件包已嵌入在一个Clickdescription方法接口，以控制状态视图或操作控制，以查看和更新信息。关于工作接口浏览器功能的信息见图4.3。图4.3信息浏览功能运行界面在图5.3中，变电站管理器可以通过单击“查看系统运行状态”或“查看系统维护信息”按钮，在弹出的信息窗口中查看本地系统的运行状态或近期维护信息。4.2.2保护装置操作管理功能实现由于各种工作指令的接收和响应接口都集成在变电站设备的二次保护设备中，因此协议转换器用于分析，重新打包和发送工作指令，二次设备保护设备将对应于特定的操作。内部响应类型并返回响应结果。在返回过程中，协议转换器还用于将响应结果重新封装为基于TCP/IP的数据包格式，并在系统后端服务器对其进行解析之后，执行数据库存储操作并维护客户端工作站返回并显示。（a）保护装置定值操作界面（b）保护装置模拟量操作界面图4.4保护装置操作管理功能模块运行界面4.2.3录波器操作管理功能实现在系统中，所有记录仪的波形文件的采集结果以CFC文件的形式保存在系统内部服务器的主机上，并将相应的波形文件的基本属性写入服务器端数据库。变电站管理器可以通过搜索波形文件的基本属性来检索存储在系统内部服务器中的波形文件，并执行在线下载功能，例如文件名，采集源，采集时间，文件大小等。搜索结果列表中所选波形数据文件的格式。在设计和实现波形文件上传功能时，本文主要采用基于TCP/IP的通信技术来实现波形文件通信功能以及系统后端服务器与服务工作站之间的数据传输。下载功能，系统首先根据客户终端发送的波形文件的搜索条件是基于后台数据库搜索操作的界面，并请求波形文件主要属性的对应数据，界面以列表形式显示。随后，当变电站管理器选择列表项并单击下载按钮时，系统将使用读取文件数据，TCP通讯，接收客户端文件数据以及文件存储来处理下载。图4.5保护装置录波器波形文件查看及下载界面4.3系统测试及结果在系统的测试操作中，通过仿真进行测试，并使用上述测试环境配置在用于测试的变电站中部署系统的后台服务和维修工作站功能。同时，黑匣子测试方法用于在维护工作站的客户端界面中执行各种功能操作，以查看系统的工作效果是否满足要求。在系统性能测试中，系统的后台通信功能主要旨在测试其协议转换的处理机制。具体测试内容包括符合IEC61850和TCP/IP以太网的现场总线（RS485）。TCP/IP以太网通信协议的转换和转换均按照原始的103通信协议标准进行。同时，从系统可靠性，安全性和后台通信能力的角度，通过系统的实际运行测试，检查连续运行72小时的系统性能的可靠性，并执行各种操作有权限。在厂站中通过通信操作和硬件故障报告执行安全性测试以篡改性能，并检查系统内部协议到IEX61850/103通信协议的转换状态，并检查其通信功能以获得系统性能。它符合公司的预期要求，因此可以通过系统功能和性能测试。第5章结论本文详细阐述并实施了继电保护故障信息系统。对应用环境和系统开发的基础进行了分析和研究，并讨论了开发和使用系统的需要和可能性。同时，确定了系统功能发展的目标，并分析了系统各站和各站之间的内部联系以及系统的通信要求。在此基础上，本文件详细阐述了该系统的功能结构模型，该模型分为硬件结构和网络结构，通信程序，功能模块。与数据库有关的功能模块和项目。最后，完成详细的功能设计，实施和测试系统。该系统的试验和试验结果表明，其功能基本符合公司的期望。这可在公司终端使用继电保护，防止信息收集、管理和维护中出现故障，造成巨大损失，提高了公司网络的总体管理和安全水平。参考文献崔大林,庄红山,王晓飞,于冰,姜健琳.基于泛在电力物联网技术的继电保护信息应用研究[J].自动化技术与应用,2020,39(11):76-80.盛远,王晨麟,厉娜.电力系统继电保护不稳定的原因与应对方法[J].农村电工,2020,28(11):41-42.张惠,袁春.电网继电保护与故障信息管理系统的应用探讨[J]