智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法與流程

2023-12-11 20:03:37

本發明涉及智能電網領域，特別涉及智能電網中的繼電保護運維管理技術領域，具體是指一種智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法。

背景技術：

隨著國家電網公司智能電網建設的快速推進，變電站內繼電保護設備的智能化程度越來越高，繼電保護設備對應的安裝、調試及運維方式也隨之發生了重大變化。繼電保護運維管理系統主要通過遠程對變電站內繼電保護設備及其迴路的全景數據採集，利用大數據、智能診斷等技術，實現對全網繼電保護設備的運行狀態、二次邏輯鏈路、設備防誤操作、動作跳閘等的可視化監視與診斷，從而為變電站二次系統的異常定位及事故快速應急搶修提供決策依據。

網際網路+是利用信息通信技術以及網際網路平臺，讓網際網路與傳統行業進行深度融合，創造新的發展生態，即充分發揮網際網路在社會資源配置中的優化和集成作用，將網際網路的創新成果深度融合於經濟、社會各域之中，提升全社會的創新力和生產力，形成更廣泛的以網際網路為基礎設施和實現工具的經濟發展新形態。

繼電保護運維管理系統主要通過遠程對變電站內繼電保護設備及其迴路的全景數據採集，利用大數據、智能診斷等技術，實現對全網繼電保護設備的運行狀態、二次邏輯鏈路、設備防誤操作、動作跳閘等的可視化監視與診斷，從而為變電站二次系統的異常定位及事故快速應急搶修提供決策依據。

目前已有相關系統針對繼電保護運維信息的展示、發布，一般通過在調度中心設立專用工作站，並安排專人值班方式進行監視。此種方式主要存在人工參與度高、發現及處理異常效率低下、相關專業人員不易及時掌握設備運行情況、成本投入高，經濟效益低等問題。設備運行中出現異常存在一定的偶然性和隨機性，人工需要全天候值班關注，發現問題後逐個通知相關人員，值班人員注意力稍有不集中，則影響通知的及時性，再者，對於複雜問題、異常的處理，涉及多專業運維人員配合執行，容易出現遺漏通知相關專業人員的情況。如果各專業都設立工作站，則值班人員明顯增多，運行維護成本增加。隨著規模越來越大，二次設備運維工作量急劇增加，此種運行模式已無法滿足智能電網快速發展的要求。

同時，在移動通信普遍應用的時代，變電站內繼電保護設備在運行過程中出現的各種異常及故障信息尚不能以通用便捷的方式快速推送給不同專業的運維人員,導致在事故發生及處理過程中難以實現各專業間及時有效的配合，而且運檢業務尚不支持無紙化作業，這些問題都是亟待解決的。

技術實現要素：

本發明的目的是克服了上述現有技術中的缺點，提供一種能夠有效解決目前繼電保護運維信息發布的局限性問題、實現繼電保護的高效運維、提高電網調度運行的管理效率、顯著降低運維人員從事專業檢修的工作量和技術難度、確保變電站的安全穩定運行、適用範圍較為廣泛的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法。

為了實現上述的目的，本發明的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法如下：

該智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統，包括依次連接的通用網際網路區、移動接入管理區、電力辦公管理區和電力生產大區，其主要特點是，所述的電力生產大區中包括：

變電站端子站，用於負責繼電保護設備信息的實時採集與上送；

調度端主站，通過電力數據網與所述的變電站端子站相連接，且該調度端主站與所述電力辦公管理區相連接，用於負責對收到的各子站數據進行分析、處理及多元發布。

該智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統中的調度端主站包括保護及錄波在線分析伺服器、值班工作站，所述的保護及錄波在線分析伺服器通過所述的電力數據網與所述的變電站端子站相連接，且該保護及錄波在線分析伺服器分別與值班工作站、電力辦公管理區相連接。

該基於上述的系統實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法，其主要特點是，所述的方法包括以下步驟：

(1)系統進行所述的電力生產大區的數據採集與處理；

(2)系統進行所述的電力生產大區到電力辦公管理區的數據單向同步處理操作；

(3)所述的電力辦公管理區根據採集到的數據信息進行web發布處理操作；

(4)系統進行所述的電力辦公管理區到移動接入管理區的數據加密同步處理操作；

(5)系統在所述的通用網際網路區基於採集到的數據信息進行網際網路信息發布；

(6)運維人員根據移動終端收到的網際網路發布信息提示指導現場完成後續作業。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的系統進行所述的電力生產大區的數據採集與處理，包括以下步驟：

(11)所述的變電站端子站與繼電保護設備進行通信，進行對繼電保護設備的全數據採集；

(12)所述的調度端主站中的保護及錄波在線分析伺服器與所述的變電站端子站進行通信，接收該變電站端子站自動上送的突發數據，或者通過該調度端主站中的值班工作站下發命令主動從該變電站端子站獲取指定的數據；

(13)所述的調度端主站對所收到的各類數據進行過濾與智能分析處理，並形成能表徵設備異常、二次迴路異常、現場誤操作、電網故障的四類結果。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的變電站端子站對繼電保護設備所採集的數據包括突發數據和召喚數據，所述的突發數據包括繼電保護設備的異常告警、跳閘動作及變位告知類數據，所述的召喚數據包括繼電保護設備的運行參數、壓板狀態、採樣值及錄波文件數據。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的電力生產大區與電力辦公管理區之間設置有單向隔離設備，所述的系統進行所述的電力生產大區到電力辦公管理區的數據單向同步處理操作，包括以下步驟：

(21)所述的電力生產大區的數據通過所述的單向隔離設備向所述的電力辦公管理區進行單向同步發布，且禁止任何反向訪問；

(22)所述的電力生產大區在任何數據發生變化或增加時，將變化或增加信息進行編碼，並以字符流方式實時同步到所述的電力辦公管理區；

(23)所述的電力辦公管理區將收到的字符流信息進行解碼，並保存到所述的電力辦公管理區的資料庫中。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的單向同步的數據包括系統各類模型、圖形、實時信息及分析處理結果。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的web發布的信息內容包括全網運行概括、實時監視、設備異常預警、電網故障、分析統計報表和運維作業管理。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的電力辦公管理區與移動接入管理區之間設置有信息網絡隔離裝置，所述的系統進行所述的電力辦公管理區到移動接入管理區的數據加密同步處理操作，包括以下步驟：

(41)所述的電力辦公管理區將內網資料庫虛擬映射到移動接入管理區的外網發布伺服器上；

(42)將關鍵的分析結果數據和運維作業信息進行映射處理；

(43)所述的外網發布伺服器上的分析結果數據在經微信、簡訊推送到相關人員的移動終端後，於系統預設的時間間隔後從所述的外網發布伺服器上刪除。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的系統在所述的通用網際網路區基於採集到的數據信息進行網際網路信息發布，包括以下步驟：

(51)系統將故障概括、異常結果以微信或簡訊的方式推送到按人員專業崗位預設定製的相關運維人員的手機終端；

(52)系統直接下發運維作業任務單，並將該新任務作業單通知推送至運維人員；

(53)各運維人員收到推送通知，通過接入網際網路的計算機安全登錄公網web系統並查閱相關的詳細運維信息，或者通過平板電腦、智慧型手機方式登錄專用手機應用app查閱相關詳細運維信息。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的詳細運維信息內容包括24小時內發生的設備異常、迴路異常、現場誤操作結果及電網故障報告信息，電網運行概括、統計分析報表、調度下發的現場運維作業單，設備歷史運維記錄。

該實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法中的運維人員根據移動終端收到的網際網路發布信息提示指導現場完成後續作業，包括以下步驟：

(61)運維人員到達現場後，根據智能移動終端推送的作業任務單的嚮導提示，一步步進行處理操作；

(62)每一步完成後專用手機應用app根據運維人員輸入的處理信息自動檢查結果並提示是否正確；

(63)全部任務完成後，專用手機應用app自動向調度中心的下達任務人員推送作業完成結果。

採用了該發明的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法，由於其基於網際網路+技術研究集手機簡訊、微信、移動app及web網站方式於一體，通過引入移動網際網路和智能終端方式，巧妙解決了現有相關技術存在的缺陷，確保了繼電保護運維信息能夠在第一時間準確的推送給相關專業人員，且不受時間和空間位置影響，實現信息終端的多樣化和信息發布的崗位差異化，並解決了繼電保護信息發布及運檢作業效率低下等局限性問題，從而大幅度提高了電網調度運行的管理效率，降低了運維人員從事專業檢修的工作量和技術難度，有效確保了變電站的安全穩定運行，較現有技術在效率、實用性及經濟效益方面均具有明顯的優勢，為繼電保護的高效運維奠定了堅實的基礎。

附圖說明

圖1為本發明的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統整體架構示意圖。

圖2為本發明的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統的崗位化定製要求圖表。

具體實施方式

為了能夠更清楚地理解本發明的技術內容，特舉以下實施例詳細說明。

請參閱圖1所示，該智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統，包括依次連接的通用網際網路區、移動接入管理區、電力辦公管理區和電力生產大區，其中所述的電力生產大區中包括：

變電站端子站，用於負責繼電保護設備信息的實時採集與上送；

調度端主站，通過電力數據網與所述的變電站端子站相連接，且該調度端主站與所述電力辦公管理區相連接，用於負責對收到的各子站數據進行分析、處理及多元發布，其中包括保護及錄波在線分析伺服器、值班工作站，所述的保護及錄波在線分析伺服器通過所述的電力數據網與所述的變電站端子站相連接，且該保護及錄波在線分析伺服器分別與值班工作站、電力辦公管理區相連接。

該基於上述的系統實現智能電網中繼電保護運維信息多維發布的方法，其中包括以下步驟：

(1)系統進行所述的電力生產大區的數據採集與處理；包括以下步驟：

(11)所述的變電站端子站與繼電保護設備進行通信，進行對繼電保護設備的全數據採集；該變電站端子站對繼電保護設備所採集的數據包括突發數據和召喚數據，所述的突發數據包括繼電保護設備的異常告警、跳閘動作及變位告知類數據，所述的召喚數據包括繼電保護設備的運行參數、壓板狀態、採樣值及錄波文件數據；

(12)所述的調度端主站中的保護及錄波在線分析伺服器與所述的變電站端子站進行通信，接收該變電站端子站自動上送的突發數據，或者通過該調度端主站中的值班工作站下發命令主動從該變電站端子站獲取指定的數據；

(13)所述的調度端主站對所收到的各類數據進行過濾與智能分析處理，並形成能表徵設備異常、二次迴路異常、現場誤操作、電網故障的四類結果；

(2)系統進行所述的電力生產大區到電力辦公管理區的數據單向同步處理操作；該電力生產大區與電力辦公管理區之間設置有單向隔離設備，所述數據單向同步處理操作，包括以下步驟：

(21)所述的電力生產大區的數據通過所述的單向隔離設備向所述的電力辦公管理區進行單向同步發布，且禁止任何反向訪問；該單向同步的數據包括系統各類模型、圖形、實時信息及分析處理結果；

(22)所述的電力生產大區在任何數據發生變化或增加時，將變化或增加信息進行編碼，並以字符流方式實時同步到所述的電力辦公管理區；

(23)所述的電力辦公管理區將收到的字符流信息進行解碼，並保存到所述的電力辦公管理區的資料庫中；

(3)所述的電力辦公管理區根據採集到的數據信息進行web發布處理操作；該web發布的信息內容包括全網運行概括、實時監視、設備異常預警、電網故障、分析統計報表和運維作業管理；

(4)系統進行所述的電力辦公管理區到移動接入管理區的數據加密同步處理操作；該電力辦公管理區與移動接入管理區之間設置有信息網絡隔離裝置，所述的數據加密同步處理操作，包括以下步驟：

(41)所述的電力辦公管理區將內網資料庫虛擬映射到移動接入管理區的外網發布伺服器上；

(42)將關鍵的分析結果數據和運維作業信息進行映射處理；

(43)所述的外網發布伺服器上的分析結果數據在經微信、簡訊推送到相關人員的移動終端後，於系統預設的時間間隔後從所述的外網發布伺服器上刪除；

(5)系統在所述的通用網際網路區基於採集到的數據信息進行網際網路信息發布；包括以下步驟：

(51)系統將故障概括、異常結果以微信或簡訊的方式推送到按人員專業崗位預設定製的相關運維人員的手機終端；

(52)系統直接下發運維作業任務單，並將該新任務作業單通知推送至運維人員；

(53)各運維人員收到推送通知，通過接入網際網路的計算機安全登錄公網web系統並查閱相關的詳細運維信息，或者通過平板電腦、智慧型手機方式登錄專用手機應用app查閱相關詳細運維信息；該詳細運維信息內容包括24小時內發生的設備異常、迴路異常、現場誤操作結果及電網故障報告信息，電網運行概括、統計分析報表、調度下發的現場運維作業單，設備歷史運維記錄；

(6)運維人員根據移動終端收到的網際網路發布信息提示指導現場完成後續作業，包括以下步驟：

(61)運維人員到達現場後，根據智能移動終端推送的作業任務單的嚮導提示，一步步進行處理操作；

(62)每一步完成後專用手機應用app根據運維人員輸入的處理信息自動檢查結果並提示是否正確；

(63)全部任務完成後，專用手機應用app自動向調度中心的下達任務人員推送作業完成結果。

在實際應用當中，請參閱圖1所示，其給出了本發明的系統總體架構圖。本發明的繼電保護運維信息多元發布系統由部署在變電站端的子站和調度端的主站兩部分組成。子站負責繼電保護設備信息的實時採集與上送，主站負責對收到的各子站數據進行分析、處理及多元發布。

同時，實現本發明的方法的具體步驟如下：

1、生產大區(安全ii區)數據採集與處理

(1)數據採集：由位於變電站端安全ii區的子站負責與繼電保護設備進行通信，完成對繼電保護設備的全數據採集。子站採集數據分為突發數據和召喚數據兩類。突發數據主要包括繼電保護設備的異常告警、跳閘動作及變位告知類數據,召喚數據主要包括繼電保護設備的運行參數、壓板狀態、採樣值及錄波文件等數據；

(2)子主站數據交互：主站端位於安全ii區的保護及錄波在線分析伺服器負責與變電站端的子站進行通信，一方面接收子站自動上送的突發數據，另一方面也支持通過主站端的值班工作站下發命令方式主動從子站獲取指定的數據；

(3)主站數據分析處理：主站對收到的各類數據進行過濾與智能分析處理，最終形成能表徵設備異常、二次迴路異常、現場誤操作、電網故障等四類結果,為後續的崗位化推送和瀏覽查詢奠定基礎。

2、安全ii區(生產大區)到iii區(辦公管理區)數據單向同步

生產大區安全性至關重要，為嚴格禁止非生產區用戶訪問生產大區，在生產大區與辦公管理區間增加單向隔離設備，即數據只允許從安全ii區向安全iii區單向發布，不允許任何反向訪問。單向同步的數據涵蓋系統各類模型、圖形、實時信息及分析處理結果等全數據。系統確保安全ii區任何數據發生變化或增加時，都將變化或增加信息進行編碼，以字符流方式實時同步到安全iii區，安全iii區收到後，將字符流信息進行解碼，然後再保存到iii區資料庫中。

3、辦公管理區(安全iii區)web發布

辦公管理區屬於電力系統工作內網，不支持訪問網際網路。為方便用戶在個人辦公電腦上可以快速了解繼電保護設備運維信息的詳細情況，本系統在安全iii區部署了內網web伺服器，並在伺服器上部署web服務端，所有工作、管理人員根據各自權限、崗位，直接通過個人工作電腦的瀏覽器即可查閱系統信息，較原先的必須到指定值班工作站查閱信息方式大大提高了便捷性。

web發布的內容包括全網運行概括、實時監視、設備異常預警、電網故障、分析統計報表、運維作業管理等幾大類。

4、安全iii區(辦公管理區)到移動接入管理區數據加密同步

為便於運維人員隨時隨地可以了解系統信息，必須將內網信息發布到外網。本系統在安全iii區與移動接入管理區間加設一臺電力專用二代信息網絡隔離裝置，實現將iii區內網資料庫虛擬映射到移動接入管理區的外網發布伺服器。

安全策略上，考慮到數據安全性和保密性，映射到外網伺服器上的數據信息經過如下處理：

(1)映射信息支持定製。通常映射關鍵的分析結果數據和運維作業信息，如設備異常、現場誤操作及電網故障概括等。

(2)所有外網伺服器上的分析結果數據經微信、簡訊推送到相關人員的移動終端後，24小時後從外網伺服器上自動刪除。

5、移動接入管理區與網際網路訪問區安全防護

移動接入管理區的外網發布伺服器經防火牆接入internet公網，外網發布伺服器在應用軟體和硬體兩個層面，設置訪問人員白名單，對於未經允許的用戶一律禁止訪問。

6、網際網路信息發布

(1)移動終端微信、簡訊崗位化推送

當電網發生故障或現場設備出現異常時，通過系統的應用軟體第一時間將故障概括、異常結果以微信或簡訊(可配置)方式推送到相關專業人員的手機終端。信息推送支持按人員專業崗位定製，無關人員不予推送。崗位化定製要求如圖2所示；

當調度中心有新的運維作業任務時，可直接通過系統下單運維作業任務單，運維人員會在第一時間收到新任務作業單推送通知，即方便快捷，同時也實現了無紙化辦公。

(2)公網web發布

各專業人員收到推送通知後，可通過接入網際網路的任意計算機安全登錄公網web系統，查閱相關詳細信息。信息內容包括：24小時內發生的設備異常、迴路異常、現場誤操作結果及電網故障報告信息，電網運行概括、統計分析報表、調度下發的現場運維作業單及設備歷史運維記錄等。

(3)移動終端app訪問

各專業人員收到推送通知後，也可通過平板電腦、智慧型手機方式登錄專用app查閱相關詳細信息。信息內容包括：24小時內發生的設備異常、迴路異常、現場誤操作結果及電網故障報告信息，電網運行概括、統計分析報表、調度下發的現場運維作業單及設備歷史運維記錄等。

7、根據移動終端提示指導現場完成作業

運維人員到達現場後，處理現場設備異常或故障時，可根據智能移動終端推送的問題進行針對性解決，同時也可方便查閱設備的歷史運維記錄及解決方法，為提高設備異常處理效率提供有效幫助。

智能終端上作業任務單採用嚮導式開發，當有新的運檢作業任務時，運維人員可根據作業任務單的嚮導提示，一步步進行，每一步完成後app會自動檢查結果並提示是否正確，全部任務完成後，自動向調度中心下達任務人員推送作業完成結果，確保了現場運維作業的安全、有序、可靠執行。

採用了上述的智能電網中實現繼電保護運維信息多維發布的系統及方法，由於其基於網際網路+技術研究集手機簡訊、微信、移動app及web網站方式於一體，通過引入移動網際網路和智能終端方式，巧妙解決了現有相關技術存在的缺陷，確保了繼電保護運維信息能夠在第一時間準確的推送給相關專業人員，且不受時間和空間位置影響，實現信息終端的多樣化和信息發布的崗位差異化，並解決了繼電保護信息發布及運檢作業效率低下等局限性問題，從而大幅度提高了電網調度運行的管理效率，降低了運維人員從事專業檢修的工作量和技術難度，有效確保了變電站的安全穩定運行，較現有技術在效率、實用性及經濟效益方面均具有明顯的優勢，為繼電保護的高效運維奠定了堅實的基礎。

在此說明書中，本發明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發明的精神和範圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。